Niepomyślny los lądownika ExoMars Schiaparelli

schiaparelli_in_colourZdjęcia z orbitera NASA Mars Reconnaissance Orbiter potwierdzają niepomyślny los modułu lądownika misji ExoMars, który 19. października miał wylądować na powierzchni Marsa w regionie Meridiani Planum. 

Fotografie przedstawiają moduł lądownika Schiaparelli (w górnej części grafiki), osłonę i spadochron (lewa dolna część) i żaroodporną tarczę (prawa dolna część). Oko satelity NASA, kamera HiRISE, nie zdołała uchwycić wszystkich 3 elementów w trakcie przelotu 1. listopada. Dlatego do newsa załączono zdjęcie w odcieniach szarości z poprzedniego przelotu 25. października. Skala 10. metrów oznaczona na grafice odpowiada wszystkim 3 zdjęciom.

Inżynierowie ESA pracują nad danymi zebranymi od chwili odłączenia się lądownika od orbitera TGO. Na ich podstawie będą w stanie odtworzyć los modułu do czasu utraty kontaktu z satelitą. Przypuszcza się, że za niepomyślne lądowanie odpowiada błąd w oprogramowaniu, ale na oficjalną wersję wydarzeń musimy poczekać.

To co wiemy na pewno, to że lądownik zgodnie z oczekiwaniami wyhamował w atmosferze planety i otworzył spadochron. Po wyhamowaniu odrzucił żaroodporną tarczę i oddzielił się od osłony ze spadochronem. Z niewiadomych przyczyn niewielkie silniki odrzutowe, które miały sprowadzić go na bezpieczną wysokość 2 metrów nad powierzchnią wyłączyły się 50 sekund za wcześnie. Schiaparelli rozbił się o powierzchnię planety z prędkością około 300km/h i wybuchając wytworzył w powierzchnni niewielki krater.

To druga próba lądowania na powierzchni Czerwonej Planety w dorobku ESA i druga zakończona niepowodzeniem. Pierwszym utraconym lądownikiem był brytyjski robot Beagle 2 z którym utracono kontakt 25. grudnia 2003 roku. Beagle był częścią misji Mars Express.

ExoMars u celu, ciąg dalszy

Schiaparelli_separating_from_Trace_Gas_Orbiter-1-2.jpg

Po blisko 500 mln km podróży i niecały milion km przed Marsem roboty ExoMars wykonały dwa manewry: oddzielenia moduł Schiaparelli od Trace Gas Orbiter (w niedziele, 16.10) oraz wejścia TGO na orbitę Marsa (w poniedziałek, 17.10). Operacje przebiegły zgodnie z planem i obydwa roboty mogą bez przeszkód kontynuować misję.

Komunikaty radiowe potrzebują około 10 minut, żeby pokonać drogę z Ziemi do satelity i tyle samo czasu musimy czekać na potwierdzenia z robota oddalonego o miliony kilometrów. Wszystkie dane z aparatury nawigacyjnej satelity, informacje o jej „zdrowiu” i te zarejestrowane przyrządami naukowymi odbieramy na Ziemi z takim samym opóźnieniem, dlatego operacje związane z nawigacją bardzo odległych satelitów należy szczegółowo planować.

cu5lol_wyaalncb

Space Operations Centrum w Dramstadt, Niemcy na godzinę przed zaplanowanym manewrem

W związku z powyższym zdalne sterowanie „na żywo” jest niemożliwe. Jeśli chcemy wpłynąć na lot satelity po odległej orbicie, musimy przekazać mu paczkę instrukcji, które ten po otrzymaniu wykona krok po kroku, w miarę swoich możliwości. Jeśli w zaplanowanej sekwencji zabrakłoby istotnego detalu, na przykład polecenia wznowienia komunikacji z Ziemią, misje spotkałby tragiczny los – orbiter pozbawiony możliwości sterowania dołączyłby do tysięcy ciał niebieskich orbitujących Słońce. Pułapek związanych z planowaniem kosmicznych misji jest znacznie więcej…

Odłączenie modułu lądownika od satelity wiązało się ze zmianą masy obydwu robotów, pędzących z zawrotną prędkością blisko 6km/s (relatywnie do Marsa). To nie pozostało obojętne do stabilności ich lotu. Aby uniknąć ryzyka uszkodzenia, antena wysokiego zysku orbitera TGO złożyła się przed manewrem rozłączenia i na Ziemię docierał jedynie sygnał nadawany z niewielkiej anteny LGA, pozwalający określić trasę i stabilność satelity (dane telemetryczne liczone na podstawie efektu Dopplera – nauka to fajna rzecz, clrk). Szczegółowe informacje z podsystemów robota oraz odbieranie i nadawanie skomplikowanych sygnałów wymagają przepustowości, którą oferuje wyłącznie antena kierunkowa HGA (wyłączona na czas manewru ze względu na ryzyko uszkodzenia). Dlatego piloci misji na potwierdzenie musieli czekać do czasu aż TGO wykona cały zaplanowany program.

cu8cfaexgaevypa

Sygnał z HGA potwierdzający powodzenie operacji odłączenie lądownika od satelity, źródło: ESA Operations@Twitter.com

Szczęśliwie dla europejskiej i rosyjskiej agencji kosmicznej na kwadrans przed 7 wieczorem w niedzielę 16.10 radioteleskopy na Ziemi wznowiły komunikację z TGO – robot nadał potwierdzenie odłączenia modułu lądownika, co w centrum sterowania przyjęto z wielką ulgą.

Wymierzony z precyzją mistrza rzutów lotką lądownik mknie teraz w kierunku atmosfery Marsa. Obliczenie odpowiedniego kąta wejścia w gazową otoczkę planety było bardzo ważnym elementem planu. Gdyby kąt natarcia był zbyt duży, robot spłonąłby w atmosferze w wyniku przegrzania tarczy ochronnej. Jeden stopień za mało i Schiaparelli minąłby planetę mknąc bez celu w kierunku kosmicznej pustki.

Moduł lądownika nie ma możliwości ładowania baterii i tuż po odłączeniu od satelity przełączył się w tryb hibernacji, żeby zaoszczędzić ograniczony zapas energii. Kilowatogodziny zgromadzone w bateriach mają wystarczyć mu na przeprowadzenie manewru lądowania i 3-4 dni badań na powierzchni planety. Robot ma obudzić się na chwilę przed wejściem w atmosferę Marsa około godziny 16:42 w środę 19.10 czasu polskiego.

Satelita TGO pozbawiony ciężkiego lądownika mógł skorgować prędkość i tor lotu odpalając dwukrotnie niewielkie silniki odrzutowe. Pierwszy raz na niecałą minutę w celu poprawienia kierunku i drugi raz na ponad dwie godziny, żeby zwolnić o 1550 m/s. Teraz robot może zostać przechwycony przez grawitację Marsa. Gdyby oddzielenie lądownika od orbitera nie powiodło się, masa połączonych robotów byłaby zbyt duża dla hamującej siły silników odrzutowych i satelicie nie udałoby się wejść na orbitę dookoła Marsa. W takim wypadku piloci ExoMars musieliby czekać aż dwa lata (!) aż robot wykona pełną orbitę dookoła Słońca, tracąc przy tym prędkość wystarczająco, by przy następnym spotkaniu dać się przechwycić przez przyciąganie Czerwonej Planety.

tgoedm-arrival-512x384

Klatka z symulacji lotu TGO i lądownika Schiaparelli u celu podróży, źródło: ESA

W następnym poście postaram się streścić przebieg lądowania lądownika Schiaparelli na powierzchni planety. Do usłyszenia!

na podst. spaceflight101.com

ExoMars blisko celu, relacja online

Link do relacji na LiveStream

Satelita misji ExoMars jest już niemal u celu. Niespełna 4 dni dzielą nas od planowanego lądowania europejskiego modułu Schiapirelli na powierzchni czerwonej planety. Za pośrednictwem podlinkowanego streamu możecie od jutra obserwować przebieg przygotowań do zejścia na planetę. Lądownik oddzieli się od satelity już jutro o godz. 12:42 czasu polskiego.

ExoMars to efekt współpracy agencji kosmicznych ESA i Roskosmos. Europejska agencja dostarczyła orbiter TGO wraz z testowym modułem lądownika Schiapirelli oraz pracuje nad łazikiem zaplanowanym na 2018 rok. Rosjanie dostarczyli rakiety Proton, którymi satelita i łazik zostaną wystrzelone w kierunku czerwonej planety. Badaniami kieruje ESA. Celem ExoMars jest poszukiwanie śladów życia na Marsie.

Misja ExoMars wystartowała

pobranePierwsza z dwóch misji na Marsa realizowanych wspólnym wysiłkiem ESA i Roskosmos właśnie rozpoczęła 7-miesięczną podróż w kierunku Czerwonej Planety. Po dotarciu na orbitę europejski satelita rozpocznie badania marsjańskiej atmosfery.

Misja ExoMars wystartowała 14. marca o godzinie 10:31 (czasu środkowoeuropejskiego) z kosmodromu Bajkonur. Badawcze combo, satelitę Trace Gas Orbiter oraz moduł lądownika Schiaparelli, wyniosła na orbitę rosyjska rakieta Proton-M.

Ucieczka z ziemskiej grawitacji na okołosłoneczną orbitę transferową trwała do godziny 21:13 CET. Kilka minut później centrum kontroli w Darmstadt w Niemczech potwierdziło powodzenie startu i dobry stan ładunku. Satelita rozłożył panele słoneczne i jest w drodze na Marsa.

Start rakiety Proton M

Start rakiety Proton M z ładunkiem ExoMars

Podróż do celu potrwa do połowy października b.r. Po rozdzieleniu niecały 1 mln. km od planety moduł lądownika skieruje się na powierzchnię a satelita pozostanie na jej orbicie.

Misja naukowa TGO rozpocznie się 7 miesięcy po osiągnięciu Czerwonej Planety. Przez ten czas będzie on starał się ustabilizować swoją orbitę.

Lądownik Schiaparelli to test oraz demonstracja europejskiej technologii lądowania. Po udanym zejściu na powierzchnię moduł wykona kilka badań, m.in. nad powstawaniem burz pyłowych. Próba lądowania na Marsie to rozgrzewka przed następnym etapem ExoMars, który przewiduje wysłanie na powierzchnię łazika.

TGO będzie prowadził badania z wysokości 400km, poszukując rzadkich gazów w atmosferze planety. Wyposażenie satelity umożliwi odnalezienie wodnego lodu ukrytego pod powierzchnią planety, odkrycie źródła metanu oraz umożliwi komunikację z łazikiem ExoMars 2018.

Więcej informacji o ExoMars niebawem.

ExoMars: Jest porozumienie ESA i Roskosmos

Porozumienie ESA/Roskosmos w sprawie ExoMars. Na zdj. J-J. Dordain, V. Popovkin. Źródło: esa.int

J-J. Dordain, V. Popovkin po podpisaniu porozumienia, źródło: esa.int

14. marca ESA i Roskosmos podpisały porozumienie w sprawie wspólnej realizacji projektu ExoMars, którego start przewidziano na 2016 i 2018 rok. Celem misji będzie ustalenie czy życie kiedykolwiek istniało na Marsie. To jedno z najistotniejszych pytań naszych czasów i priorytet misji dowiadujemy się na stronie ESA. Porozumienie podpisali szefowie obu agencji – J.J. Dordain z ESA oraz V. Popovkin z Roskosmosu

Porozumienie dotyczy „podziału obowiązków” przy realizacji ExoMars. Europejska agencja dostarczy orbiter TGO (Trace Gas Orbiter) oraz moduł EDM (Entry, Descent and Landing Demonstrator Module) na pierwszy start w 2016 roku a dwa lata później zapakowanego w kapsułę kosmiczną łazika. Roskosmos ma zapewnić rakiety nośne dla dwóch lotów oraz lądownik dla łazika w 2018 roku. Obie agencje pracują nad naukowym wyposażeniem misji. Porozumienie przewiduję ścisłą współpracę nad misją, gdy ta osiągnie Marsa.

Poza realizacją celów naukowych ExoMars ma być sprawdzianem/demonstracją europejskiej technologii eksploracji innych planet i przygotowaniem do kolejnego kroku w badaniach Czerwonej Planety – misji dostarczenia na Ziemię próbek.

Łazik ExoMars. Klik otworzy obrazek w pełnej rozdzielczości, źródło esa.int.

Łazik ExoMars. Klik otworzy obrazek w pełnej rozdzielczości, źródło esa.int.

ExoMars 2016 składa się z dwóch elementów – orbitera TGO i lądownika EDM. Orbiter będzie poszukiwał w marsjańskiej atmosferze rzadkich gazów, m.in. metanu a od 2018 roku posłuży jako środek łączności łazika ExoMars z Ziemią. EDM ma być eksperymentem testującym europejskie rozwiązanie lądowania na powierzchni Czerwonej Planety. Doświadczenie tego eksperymentu ma posłużyć się budowie lądownika na misję w 2018 roku.

Drugi etap misji ExoMars wystartuje w 2018 roku. Łazik misji będzie poszukiwał śladów życia na powierzchni (obecnych i z odległej przeszłości). Będzie mógł wiercić w powierzchni na głębokość do 2 metrów pobierając materiał do badań niedostępny dla obecnych misji. Na powierzchnie dostarczy go rosyjski lądownik, wyposażony w dodatkowe instrumenty naukowe.

Szefowie agencji z zadowoleniem przystąpili do porozumienia. W misji będzie miała swój udział także amerykańska NASA. Pierwszy start zaplanowano na styczeń 2016 roku.

na podst. esa.int

Kolejne wieści z AGU, nowa misja na Marsa!

Dobre wiadomości z San Francisco. John Grunsfeld (wice-szef NASA i były astronauta tej agencji) zapowiedział wczoraj nową misję marsjańską! NASA chce wysłać w 2020 roku na planetę kolejnego łazika. Nienazwany jeszcze robot będzie badał środowisko Czerwonej Planety w poszukiwaniu życia, być może wyśle na Ziemię zebrane na powierzchni próbki.

marsfuture

Nie wiadomo jeszcze jakie będzie wyposażenie nowego łazika, wiadomo że zewnętrznie ma przypominać Curiosity. Możemy spodziewać się podobnego zawieszenia, „kadłubka” i źródła zasilania. Rozważa się wyposażenie robota w system sample return mający wysłać odrobinę materiału do badań z powrotem na Ziemię.

Dużym sukcesem Curiosity jest opracowanie procedury podróży kosmicznej, łączącej opłacalność z wydajnością. Zastosowanie tej sprawdzonej metody lotu i lądowania na Marsie ma wpłynąć na obniżenie kosztów nowej misji o około 1 mld dolarów w porównaniu do kosztów MSL (2,5 mld).

Mam nadzieję, że pod tym względem ESA nie będzie szukać własnych rozwiązań i zda się na przetarty szlak NASA, wysyłając lądownik z łazikiem ExoMars w 2018 roku.

Jeśli plany nie zmienią się, marsjańskie portfolio NASA będzie obejmowało 7 projektów. Mowa o misjach: Mars Exploration Rovers, Mars Science Laboratory, orbiterach Mars Reconaissance Orbiter oraz Mars Odyssey, planowanym lądowniku InSight (Interior Exploration using Seismic Investigations, Geodesy and Heat Transport), satelicie MAVEN (Mars Atmosphere and Volatile Evolution) i zapowiadzianym w tym poście łaziku. Do grona planowanych w najbliższym czasie misji można dodać jeszcze ExoMars ESA oraz (być może) satelitę ISRO i  powtórkę Phobos-Grunt Roskosmosu.

Decyzja o finansowaniu kolejnej misji trochę trąci polityką. W oficjalnym obwieszczeniu Pierwszego Sekretarza NASA Ch. Boldena dowiadujemy się, że …wraz z kolejną misją chcemy zapewnić Ameryce pierwszeństwo w eksploracji Czerwonej Planety. Dalej jest jeszcze mowa o misji załogowej w 3. dekadzie obecnego wieku. Ambitnie, ale pamiętajcie o współpracujących z NASA naukowcach całego świata, bez których część misji MSL nie miałaby szans powodzenia (np. REMS).

Szansa dla ExoMars

Dodatkowy budżet w wysokości 80 mln euro trafił na konto rezlizacji ExoMars. Tym samym dotychczasowe wydatki na europejski projekt badania atmosfery i lądowania na Czerwonej Planecie urosły do 481 mln euro. Całkowity koszt misji szacuje się na 1,2 mld euro. ESA przewiduje, że do 2016 roku jest w stanie przeznaczyć na ten cel do 850 mln euro. Budżet ExoMars jest wciąż bardzo niepewny.

Decyzję o dodatkowych środkach podjęto na spotkaniu zarządu ESA w siedzibie agencji w Paryżu 14. czerwca. Następne spotkanie i dyskusja nad funduszem ExoMars zaplanowane jest na listopad. Wtedy agencja ma ostatecznie zadecydować czy jest misja, wspierana przez Rosję dojdzie do skutku.

ExoMars składa się z dwóch etapów. W 2016 roku rosyjska rakieta Proton miałaby wynieść na orbitę Marsa satelitę komunikacyjnego oraz lądownik. Dwa lata później, w 2018 roku kolejny Proton miałby dostarczyć na Czerwoną Planetę kapsułę z europejskim łazikiem. Pomimo zainwestowania na ten cel blisko 500 mln euro wciąż nie ma pewności, czy misja dojdzie do skutku.

Główny podwykonawca ESA, Thales Alenia Space przyznaje, że finansowanie na raty to nie najszczęśliwszy sposób realizowania programu. Firma zapewnia jednak, że dołoży wszelkich starań, żeby w terminie ukończyć prace nad satelitą i lądownikiem.

Z zainteresowaniem przyglądamy się pracy nad ExoMars. Teraz, gdy Polska stała się państwem członkowskim ESA możemy mówić, że to także nasza misja.