Fobos-Grunt — Rusijos 2011 m. nepilotuojama misija grąžinti Foboso mėginius

Fobos-Grunt — 2011 m. Rusijos nepilotuojama misija grąžinti Fobo mėginius: ambicingas tarpplanetinis bandymas ištirti Fobosą ir pargabenti mėginius į Žemę.

"Fobos-Grunt" (dar rašoma "Phobos-Grunt", dar vadinama "Phobos Sample Return Mission") buvo nepilotuojamas Rusijos kosminis laivas. Tai buvo bandymas grąžinti mėginius į Fobosą, Marso planetos mėnulį. Mokslininkai ketino, kad "Phobos-Grunt" skries aplink Marsą ir jį tirs. Juo buvo ketinama tirti Marso atmosferą ir dulkių audras, plazmą ir radiaciją. Tuomet "Phobos-Grunt" turėjo nusileisti ant Fobo ir grąžinti į Žemę 200 g dirvožemio mėginį.

Tai buvo pirmoji Rusijos tarpplanetinė misija nuo "Marsas 96". Jis buvo paleistas 2011 m. lapkričio 8 d. (UTC) Baikonūro kosmodrome raketa "Zenit". Jis buvo išsiųstas kartu su Kinijos erdvėlaiviu "Yinghuo-1" ir "Living Interplanetary Flight Experiment".

Pavadinimas "Fobos-Grunt" (rus. Фобос-Грунт) rusiškai reiškia "Fobosas-Dirva".

Misijos tikslai

Misijos pagrindinis tikslas buvo atsiųsti į Žemę uolienų ir dirvožemio mėginį iš Foboso paviršiaus, kuris leistų geriau suprasti Foboso kilmę (ar tai išgriautas Marso gabalas, ar sugriebta asteroido medžiaga), Marso sistemos cheminę sudėtį ir galimą organinių medžiagų buvimą. Be to, planuota:

• tirti Marso atmosferą ir dulkių audras;
• išmatuoti plazmos ir radiacijos laukus aplink Marsą ir Fobosą;
• išanalizuoti Foboso paviršiaus geologiją ir topografiją;
• patikrinti technologijas, reikalingas būsimiems tarpplanetiniams skrydžiams bei mėginių grąžinimui.

Kosminio laivo konstrukcija ir įranga

"Fobos-Grunt" buvo didelis ir sudėtingas modulinis aparatas, kuriame buvo:

• pagrindinis mėginių grąžinimo modulio skyrius su įranga 200 g mėginiui surinkti ir saugiai uždaryti;
• variklių blokas, skirtas trajektorijai koreguoti ir atlikti gravitacinius manevrus;
• žvalgybiniai ir moksliniai instrumentai Foboso paviršiui, plazmos ir radiacijos matavimams;
• radiokomunikacijų įranga ir orientacijos sistemos, reikalingos ryšiui su Žeme ir reikalingam nusileidimo tikslumui.

Visas erdvėlaivis svėrė maždaug apie 13 t, o kartu į orbitą buvo paleistas ir Kinijos palydovas Yinghuo-1 bei "Living Interplanetary Flight Experiment".

Skrydis ir gedimas

„Fobos-Grunt“ paleistas 2011 m. lapkričio 8 d. iš Baikonūro raketa Zenit. Pagrindinis uždavinys – po paleidimo per kelias savaites atlikti kosminį manevrą, kad erdvėlaivis išeitų iš žemos Žemės orbitos ir nusileistų ant Foboso.

Po sėkmingo raketos pakilimo ir Galutinio etapo išėjimo į Žemės orbitą atsirado gedimas: neįvyko numatytas variklių įsijungimas, kuris turėjo išsiųsti laivą link Marso. Dėl to „Fobos-Grunt“ liko žemoje Žemės orbitoje. Per kelias dienas užmezgti ryšiai su erdvėlaiviu buvo riboti arba nutrūko, ir kontrolės centras negalėjo pajudinti jo į reikiamą trajektoriją.

Bandymas išgelbėti misiją ir reentry

• Po gedimo Rusijos kosmoso agentūra bei kiti partneriai bandė atkurti ryšį ir įjungti variklius nuotoliniu būdu.
• Buvo skelbta, kad įrengta nuolatinė komanda, kuri siuntė įvairius komandas, bandė pakeisti programinę įrangą ir atstatyti orientaciją.
• Visgi, dėl negalėjimo kontroliuoti erdvėlaivio orientacijos ir įjungti variklių, „Fobos-Grunt“ palaipsniui prarado aukštį ir 2012 m. sausio 15 d. (UTC) nukrito ir sudužo atmosferoje virš Ramiojo vandenyno. Didžioji dalis konstrukcijos sudegė; likę fragmentai nukrito į jūrą ir nepadarė žymių padarinių Žemės paviršiui.

Gedimo priežastys ir tyrimai

Oficialūs tyrimai parodė, kad gedimo priežastys buvo sudėtingos ir apėmė kelis veiksnius:

• problemos su erdvėlaivio orientacijos valdymo sistema, dėl ko negalėjo būti tinkamai nukreiptas antenas ir varikliai;
• programinės įrangos klaidos arba elektronikos gedimai, kuriuos galėjo paskatinti spinduliuotės poveikis Žemės spindulių juostose arba konstrukcijos trūkumai;
• kritikai taip pat nurodė organizacinius ir techninius sprendimus – pvz., testavimų trūkumus ir sudėtingą integraciją su partnerių instrumentais.

Nors tikslus gedimo mechanizmas nebuvo vienareikšmiškai patvirtintas viešai, daug specialistų pabrėžė, kad klaidų sankaupa ir sudėtingos misijos reikalavimai lėmė tragediją.

Mokslinė ir politinė reikšmė

Misijos žlugimas buvo didelis smūgis rusų tarpplanetinei programai bei tarptautiniams partneriams (pvz., Kinijai su Yinghuo-1, kuris taip pat prarado galimybę atlikti planuotus tyrimus). Paskutinis rezultatas – prarastos galimybės gauti unikalių Foboso mėginių ir naujų duomenų apie Marso aplinką.

Tačiau misija paliko svarbių pamokų:

• reikšmė kruopščiam sistemų testavimui ir spinduliuotės atsparumo vertinimui;
• tarpvalstybinės bendradarbiavimo koordinavimo svarba, kai prie vienos platformos jungiasi keli partneriai;
• technologijų ir procedūrų tobulinimas būsimoms mėginių grąžinimo misijoms.

Paveldas ir tolimesnės perspektyvos

Nors „Fobos-Grunt“ misija nesėkminga, jos planai ir dizaino sprendimai padėjo kitiems projektams įvertinti rizikas ir tobulinti technologijas mėginių grąžinimui. Po šios katastrofos Rusija ilgą laiką peržiūrėjo savo tarpplanetines programas ir projektavo kitokius sprendimus bei partnerystes ateičiai. Taip pat įvyko padidėjęs dėmesys tarptautiniam bendradarbiavimui tarp kosmoso agentūrų, mokslininkų ir privačių organizacijų, siekiant sumažinti panašių gedimų tikimybę.

Santrauka

„Fobos-Grunt“ buvo ambicingas bandymas sugrąžinti mėginius iš Foboso ir išplėsti žinias apie Marso sistemą. Paleidimas 2011 m. pažymėjo svarbų Rusijos tarpplanetinės kosmonautikos momentą, bet gedimai Žemės orbitoje neleidžia įvykdyti misijos tikslų. Misija suteikė ir prarastų galimybių, ir svarbių pamokų, kurios turės reikšmės būsimiems mėginių grąžinimo projektams.

Klausimai ir atsakymai

K: Kas buvo "Fobos-Grunt"?

K: Koks buvo "Fobos-Grunt" tikslas?

K: Kada buvo paleistas "Fobos-Grunt"?

K: Ką reiškia pavadinimas "Fobos-Grunt"?

K: Ar "Phobos-Grunt" misija buvo sėkminga?

Klausimas: Kada buvo paskutinė Rusijos paleista tarpplanetinė misija prieš "Fobos-Grunt"?

K: Koks Kinijos erdvėlaivis buvo išsiųstas kartu su "Fobos-Grunt"?

Paieška pagal raidę