Следваща мисия – Марс Риконисънс Орбитър
непилотирани
Събрал и компилирал: Светослав Александров
се е лесна задача да се построи апарат, който да лети до Марс. Тези, които са следели внимателно полетите на Марс Експрес и Марсианските изследователски роувъри много добре си спомнят важни проблеми- невъзможност да се направи качествен парашут, невъзможност въздушните възглавници да предпазват корабите при кацането, лоша свръзка между компютъра и космическия кораб, дори и най-тежкото- аварирали инструменти и на двата марсохода два месеца преди старта! Пресни са още спомените как неправилна конструкция доведе до загубата на британския Бийгъл миналата година.
Марс Риконисънс Орбитър е мощен орбитален апарат. Много хора се отнасят с пренебрежение към орбиталните апарати, смятат, че при тях авариите са малко и случайни. Но тези, които са следели мисиите помнят как глупаво и на пръв поглед невинно объркване на мерните единици в компютъра унищожи метеорологичния Марс Клаймът Орбитър през 1999 година. За да стигне невредим до Марс новият орбитален апарат трябва да измине редица стъпки, които ще разгледаме по-надолу:
Подготовка
Това е текущият етап от мисията. В момента апаратът е подложен на редица тестове, които да докажат, че е годен да издържи суровите условия на космическото пътуване.
Тестът, показан на горната снимка е един от многото тестове за готовност. За съжаление официалният сайт на мисията не е предоставил много информация за това какви тестове предстоят още, затова се предполагат стандартните- тест за висока температура, за вибрации, компютърни тестове.
Изстрелване
Изстрелването ще стане между 10 и 30 август 2005 г, когато на северното земно полукълбо е лято, а на северното марсианско полукълбо е зима. Ракетата е Атлас V-401 на Локхид Мартин. През целия период когато изстрелването е възможно да стане апаратът има 30-минутни прозорци за старт на ракетата.
Има няколко стъпки на самото изстрелване, които са важни и критични за мисията:
Стъпка 1 – Проверка на системите и обратно броене
Стъпка 2 – Запалване на първата степен която ускорява апарата до 4500 километра в час.
Стъпка 3 – Спиране на първата степен
Стъпка 4 – Степен първа на атлас се отделя от степен Центавър. Атлас пада на Земята в Атлантическия океан.
Стъпка 5 - Запалване на главния Центавър двигател
Стъпка 6 – Първия етап от работата на двигателя на Центавър, продължава 9 минути след които корабът е в “паркираща орбита”. Там ще остане за 33 минути.
Стъпка 7 – Отделяне на “носът”, който предпазва корабът от въздействията на климата на Земята и триенето при изстрелването.
Стъпка 8 - Първият етап от работата на двигателя на Центавър завършва
Стъпка 9 – 10-минутен втори етап от работата на Центавър. Корабът пътува към Марс!
Стъпка 10 – Отделяне на Центавър от кораба.
Стъпка 11 – Маневра на Центавър която цели да не последва пътя на кораба за да не се разбие в Марс и пренесе земни материали- особено микроорганизми.
В този момент завършва фазата на изстрелването. Започва дългият път до Марс.
пътят
Това е времето, което започва след като се убедим че корабът е невредим и пътува правилно и ще завърши при наближаването – 2 месеца преди окончателното пристигане.
По време на пътят се очертават следните събития:
1. Проверки на системите че всичко ще работи при пристигането на Марс.
2. Три корекции на траекторията.
Има една проверка веднага в началото на фаза Път. При нея също така се извършва и подготовка за първата корекция на курса. Има втора проверка, която се извършва в ранните етапи. При нея се проверяват научните инструменти ( без да се насочват към конкретен обект, просто включване и изключване ). Проверяват се и антените, двигателите и жироскопите. Някъде към средата на пътя се извършва последната проверка, при която всеки от научните инструменти се насочва към конкретен обект - например звезда и се правят тестови измервания.
Първата корекция настъпва скоро след началото на фаза Път. Тя вероятно ще продължи най-дълго време. Втората корекция настъпва три месеца след изстрелването. Третата – 40 дни преди навлизането в орбита. Има още две корекции, но те настъпват при следващата фаза, а тя е фазата на
Наближаването
Фазата на наближаването е два месеца преди вмъкването в орбита. При нея се извършват следните дейности:
Измерва се с точност къде се намира космическия кораб. Използва се ефектът на Доплер, също така се измерва за колко време радиосигналите пропътуват разстоянието от Земята до кораба, и също така с помощта на радиотелескопи се определя къде е кораба във сравнение с друг небесен обект- звезда. Така се измерва ъгълът кораб-земя-звезда.
Два дена преди пристигането една специалната навигационна камера ще направи снимка на спътниците Фобос и Деймос. Измервайки ъгъла Марс-спътник-Кораб ще има още по-голяма прецизност при определяне на разстоянието. Тази техника няма да бъде взета под голямо внимание за настоящата мисия, но занапред ще бъде използването й наложително, особено при спускаеми апарати, които изискват изключителна точност при кацането.
Въвеждане в орбита
Това е фазата, при която корабът запалва спирачните си двигатели и гравитационното поле на Марс го “хваща” в дълга елиптична орбита.
Докато корабът наближава Марс през март 2006 година той ще мине над южното полукълбо на височина около 300 километра, пътувайки с около 3 км в секунда.
С цел да бъде “хванат” в орбита, скоростта на апарата трябва да е около 1000 километра в секунда. Двигателите, които ще се използват са 6 170-нютонови. Те ще горят някъде около 25 минути.
През повечето време, космическият кораб ще може да се следи от антени на радиотелескопи. Обаче, след като MRO мине отзад Марс, сигналът временно ще се загуби. След 30 минути, когато сигналът се възстанови, ще стане ясно дали всичко е минало според очакванията.
Получената орбита е високо елиптична. Перигей -300 километра, но апогей – 45 000 ! За да обиколи Марс, на апаратът ще са нужни цели 35 часа. Тази орбита не е подходяща за работа на научните инструменти. Предстои следващата фаза – въздушно спиране.
Въздушно спиране
Тя започва след вмъкването в орбита и продължава около шест месеца. Включва и един тест на системите. Използва се интересна технология – триенето на апарата в марсианската атмосфера забавя скоростта му и орбитата става подходяща за научни изследвания.
Първата част от въздушното спиране е Вход. Тя продължава една седмица. Инженерите командват кораба да намали перихелия си. Така ще има контакт със атмосферата и възможност за осъществяване на триене. След този етап има същински еърбрейкинг (въздушно спиране), който ще продължи шест месеца. орбиталният път става все по-къс и по-къс. Съществува опасност ако перихелият е твърде нисък триенето да стане много силно и корабът да изгори, затова периодично ще се включват двигателите за корекция. След 500 орбити корабът излиза от същинската част на еърбрейкинга- изхода става за около пет дена. Накрая е възможно включване на двигател за крайна корекция и след проверка на системите Марс Риконисънс Орбитър може да започне своята научна работа.
Научни инструменти:
Камери:
HiRISE – тази камера с висока разделителна способност ще е способна да различава малки обекти – дори катастрофирали апарати!
CTX – помощна камера която ще помага при заснемането на конкретни обекти
MARCI – тази камера за цветни снимки ще наблюдава облаци и прахови бури. Изучаване на климата.
Спектрометри:
CRISM – разделя видимата светлина и светлината на границата между инфрачервения и червения цвят на хиляди “цветове”, чрез които определят минерали, особено тези, които се формират при наличие на вода.
Радиометри:
MSC – определя промени във вертикала на водни пари, прах и температура във различни части на марсианската атмосфера.
Радар:
SHARAD – “Надушва” за вода и лед на дълбочина под 1 метър.
( следва )
---
по материали на http://mars.jpl.nasa.gov/mro/
