Глубокий космос 2
 Зонд Deep Space 2 с теплозащитным экраном и креплением, прикрепленный к полярному посадочному модулю Марса. | |||
| Тип миссии | Марсианский ударник | ||
|---|---|---|---|
| Оператор | НАСА / Лаборатория реактивного движения | ||
| Веб-сайт | jpl.nasa.gov | ||
| Продолжительность миссии | 334 дня Провал миссии | ||
| Свойства космического корабля | |||
| Производитель | Лаборатория реактивного движения | ||
| Стартовая масса | 2,4 кг (5,3 фунта) каждый | ||
| Власть | мощностью 300 мВт Литий-SOCl2 аккумуляторы | ||
| Начало миссии | |||
| Дата запуска | 20:21:10, 3 января 1999 г. (UTC) | ||
| Ракета | Дельта II 7425-9,5 Д-265 | ||
| Запуск сайта | Мыс Канаверал SLC-17 | ||
| Подрядчик | Боинг | ||
| Развернуто из | Марсианский полярный посадочный модуль (исключено) | ||
| Конец миссии | |||
| Утилизация | Сбой при транспортировке | ||
| Последний контакт | 20:00, 3 декабря 1999 г. (UTC) [1] | ||
| Марсианский ударник | |||
| Компонент космического корабля | Амундсен и Скотт | ||
| Дата воздействия | ~20:15 UTC ERT , 3 декабря 1999 г. | ||
| Место удара | 73 ° ю.ш. 210 ° з.д. / 73 ° ю.ш. 210 ° з.д. (прогноз) | ||
| |||
 Mars Surveyor 98 Логотип миссии | |||
Deep Space 2 — НАСА космический зонд , часть программы «Новое тысячелетие» . В его состав входили два высокотехнологичных миниатюрных космических зонда , которые были отправлены на Марс на борту Mars Polar Lander в январе 1999 года. [1] Зонды были названы «Скотт» и «Амундсен» в честь Роберта Фалькона Скотта и Роальда Амундсена , первых исследователей, достигших Южного полюса Земли. Задуманный как первый космический корабль, проникший под поверхность другой планеты, после входа в атмосферу Марса DS2 должен был оторваться от базового корабля Mars Polar Lander и упасть на поверхность, используя только аэрооболочки ударный элемент , без парашюта . Миссия была объявлена проваленной 13 марта 2000 г., после того как все попытки восстановить связь после спуска остались без ответа. [2]
Затраты на разработку Deep Space 2 составили 28 миллионов долларов США. [3]
Обзор
[ редактировать ]
Deep Space 2, также известный как «Марсианский микрозонд». [2] был вторым космическим кораблем, разработанным в рамках программы НАСА «Новое тысячелетие» для летных испытаний концепций передовых технологий для космических миссий. Целью программы была демонстрация технологий высокого риска под девизом «Принимать риски, чтобы уменьшить будущую опасность». [4] Проект возглавлял и управлял Лабораторией реактивного движения в Пасадене при участии Университета Аризоны, штата Нью-Мексико, Университета Северной Аризоны, Исследовательской лаборатории ВВС и других. [5]
Миссия Deep Space 2 была предназначена для инженерной проверки концепции зонда-пенетратора, врезающегося в планету на высокой скорости, вместо замедления для мягкой посадки, как это делают зонды, обычно используемые для исследования планет. Концепция пенетратора потенциально является более дешевым подходом и имеет предполагаемое преимущество, заключающееся в предоставлении доступа к недрам изучаемой планеты (в данном случае Марса).
Хотя основной целью была проверка технологии, зонды также преследовали цели научного анализа на Марсе. Эти цели заключались в том, чтобы «1) получить плотность атмосферы, давление и температуру во всем столбе атмосферы, 2) охарактеризовать твердость почвы и, возможно, наличие слоев в масштабе десятков сантиметров, 3) определить, лед присутствует в подземной почве и, 4) оценить теплопроводность почвы на глубине». [6] Конечная цель таких исследований заключалась в развертывании сетей «вокруг планеты, используя не больше ресурсов, чем одна посадка при обычных предположениях». [7]
Зонды были запущены с помощью Mars Polar Lander 3 января 1999 года на ракете-носителе Delta II 7425.
Космический корабль
[ редактировать ]Каждый зонд [8] [6] весил 2,4 кг (5,3 фунта) и был заключен в защитную аэрооболочку . Они отправились на Марс на борту другого космического корабля — Mars Polar Lander .
По прибытии в южную полярную область Марса 3 декабря 1999 г. [1] снаряды размером с баскетбольный мяч были выпущены из основного космического корабля, пролетели сквозь атмосферу и ударились о поверхность планеты со скоростью более 179 м/с (590 футов/с). При ударе каждый снаряд должен был разбиться, а его зонд размером с грейпфрут должен был пробить почву и разделиться на две части. Нижняя часть, называемая носовой частью, была спроектирована так, чтобы проникать в почву на глубину до 0,6 метра (2 фута 0 дюймов). На его борту находился основной научный инструмент — «Эволюционный эксперимент с водой». [6] Верхняя часть зонда, или кормовая часть, была спроектирована так, чтобы оставаться на поверхности и передавать данные через УВЧ- антенну на космический корабль Mars Global Surveyor, находящийся на орбите вокруг Марса. Mars Global Surveyor будет действовать как ретранслятор, чтобы отправлять собранные данные обратно на Землю. Две секции зонда были спроектированы так, чтобы оставаться соединенными через кабель передачи данных. [2]
Научные инструменты
[ редактировать ]Каждый из зондов оснащен пятью приборами для анализа атмосферы, поверхности и недр.
• Акселерометр спуска: Акселерометр спуска представлял собой коммерчески доступный датчик, предназначенный для измерения ускорения от сопротивления во время спуска. Его показания могут быть «использованы для получения профиля плотности марсианской атмосферы» на основе данных ускорения в сочетании со знанием скорости зонда и баллистического коэффициента. [9]
• Ударный акселерометр: Ударный акселерометр был построен с диапазоном ±120 000 g для обеспечения большого ожидаемого ускорения при столкновении с поверхностью Марса. [9]
• Метеорологический датчик: предоставляет данные об атмосферном давлении и температуре на месте приземления. Этот датчик был расположен на задней части зонда, чтобы после удара он оставался над поверхностью. Он был отобран и записан с помощью телекоммуникаций, «которые позволяют собирать метеорологические данные в случае, если микроконтроллер выйдет из строя во время удара». [9]
• Датчики температуры теплопроводности почвы: Двойные датчики температуры с платиновым резистором будут определять скорость охлаждения в носовой части корпуса после погружения на поверхность. [9]
• Эксперимент с развитой водой: небольшая система сбора проб в носовой части корабля доставит марсианский реголит в нагревательную камеру. Затем образец нагревался, чтобы можно было провести спектроскопические измерения полученного пара с использованием миниатюрного перестраиваемого диодного лазера . Эксперимент с развитой водой был основным инструментом на борту зонда. [6]
Новые технологии: ударопрочная и низкотемпературная электроника
[ редактировать ]Специальная электроника и батареи были разработаны для зондов Deep Space 2, чтобы выдерживать чрезвычайно высокие ускорения при столкновении с поверхностью Марса и низкие температуры, которые они будут испытывать во время работы. И электроника, и специальные элементы должны были выдерживать удар силой порядка 80 000 g и рабочие температуры до -80 °C. [10] Кроме того, разница в ускорении между носовой и кормовой частью могла достигать 30 000 g. [11]
Батареи
Совместно с Yardney Technic Products компания JPL разработала батарею с двумя неперезаряжаемыми элементами на 6–14 В, использующую химию литий-тионилхлорида (LI-SOCl2), чтобы выдерживать ожидаемые условия. Во время разработки аккумуляторы прошли ударные испытания, а также подверглись термическому циклированию. [11]
Упаковка для электроники
Из-за форм-фактора зонда и суровых условий живучести Лаборатория реактивного движения использовала новые методы для защиты бортовой электроники. Эти методы включали технологию «чип на плате» (COB) для повышения плотности упаковки. [12] Для подключения пенетратора в носовой части корпуса также использовался гибкий шлангокабель длиной 1 метр, который смещался при ударе. Механические (нефункционирующие) модели перед запуском прошли испытания на удар, чтобы определить, выживут ли конструкции. [12]
Провал миссии
[ редактировать ]Зонды достигли Марса вместе с миссией Mars Polar Lander, по-видимому, без происшествий, но после удара связь так и не была установлена. Неизвестно, в чем была причина неудачи.
Комиссии по рассмотрению отказов было поручено сообщить о неудачах зондов Mars Polar Lander и Deep Space 2. [13] Экспертная комиссия не смогла определить возможную причину отказа. [14] но предположил несколько возможных причин:
- У радиооборудования зонда были низкие шансы пережить удар.
- Возможно, аккумуляторы вышли из строя при ударе.
- Зонды могли отскочить при ударе.
- Зонды могли приземлиться набок, что привело к ухудшению работы антенны или геометрии радиолинии.
- Возможно, зонды просто коснулись земли, которая была слишком каменистой для выживания.
Комиссия пришла к выводу, что зонды и их компоненты не были должным образом проверены перед запуском. [13] [14]
Пенетратор Deep Space 2
Элемент поверхности Deep Space 2
Аэрооболочка входа ДС-2
Визуализация Deep Space 2, развернутого после проникновения
Функциональная анимация DS2
Компоненты зонда DS2
Последствия
[ редактировать ]Несмотря на неудачи Марсианского посадочного модуля и двух зондов Deep Space 2, Planum Australe , которые служили целью их исследования, [15] в последующие годы будет исследован радаром MARSIS Европейского космического агентства , который исследовал и проанализировал это место с орбиты Марса и даже определил, что под обширным слоем льда в этом районе есть вода. [16] [17] [18] [19] Изображения, полученные с помощью MARSIS, также показали, что вода, обнаруженная под Planum Australe, на самом деле была соленой . [20] [21]
См. также
[ редактировать ]- Исследование Марса
- Глубокий космос 1
- InSight - успешный спускаемый аппарат на Марс, несущий аналогичный зонд с датчиком температуры.
- Список миссий на Марс
- Список космических аппаратов с питанием от неперезаряжаемых батарей
Ссылки
[ редактировать ]- ^ Перейти обратно: а б с Дэвис, Фил; Манселл, Кирк (23 января 2009 г.). «Миссии на Марс: Глубокий космос 2 – Ключевые даты» . Исследование Солнечной системы . НАСА. Архивировано из оригинала 20 апреля 2009 года . Проверено 8 июля 2009 г.
- ^ Перейти обратно: а б с «Глубокий космос 2 (DEEPSP2)» . Главный каталог NSSDC . НАСА – Национальный центр космических научных данных. 2000 . Проверено 8 июля 2009 г.
- ^ «Стоимость миссии полярного спускаемого аппарата на Марс» . Ассошиэйтед Пресс. 08.12.1999 . Проверено 30 сентября 2020 г.
- ^ Редд, Нола Тейлор (12 февраля 2019 г.). «Программа нового тысячелетия НАСА: рисковать, чтобы уменьшить будущую опасность» . Space.com . Проверено 6 марта 2019 г.
- ^ «Пресс-кит миссий на Марс 1998 года» (PDF) . Национальное управление по аэронавтике и исследованию космического пространства . Декабрь 1998 года . Проверено 5 ноября 2020 г.
- ^ Перейти обратно: а б с д Смрекар, Сюзанна; Кэтлинг, Дэвид; Лоренц, Ральф; Магальяйнс, Хулио; Мёрш, Джеффри; Морган, Пол; Мюррей, Брюс; Пресли, Марша; Йен, Альберт; Зент, Аарон; Блейни, Диана (1999). «Глубокий космос 2: Миссия микрозонда на Марс» . Журнал геофизических исследований: Планеты . 104 (Е11): 27013–27030. Бибкод : 1999JGR...10427013S . дои : 10.1029/1999JE001073 . ISSN 2156-2202 .
- ^ Хехт, Майкл Х. (15 января 1996 г.). «Микроприборы и микроэлектромеханические системы в поддержку науки о Земле и космосе в новом тысячелетии» . Лаборатория реактивного движения . hdl : 2014/23645 .
- ^ Гавит, Сара А.; Пауэлл, Джордж (1996). «Миссия микрозонда на Марс в рамках новой программы тысячелетия». Акта Астронавтика . 39 (1–4): 273–280. Бибкод : 1996AcAau..39..273G . дои : 10.1016/S0094-5765(96)00145-2 . ISSN 0094-5765 .
- ^ Перейти обратно: а б с д Блю, RC (27 апреля 1998 г.). «Пакет приборов проекта марсианского микрозонда» . Лаборатория реактивного движения . HDL : 2014/19235 .
- ^ Рассел, П.Г.; Кармен, Д.; Марш, К.; Редди, ТБ; Бугга, Р.; Делигианнис, Ф.; Фрэнк, ХА (1998). «Разработка литий-тионилхлоридной батареи для программы марсианских микрозондов». В Харви Фрэнке; Эдди Т. Со (ред.). Тринадцатая ежегодная конференция по аккумуляторным батареям, посвященная применениям и достижениям . IEEE. стр. 341–346. дои : 10.1109/bcaa.1998.653891 . ISBN 0-7803-4098-1 . S2CID 93199878 .
- ^ Перейти обратно: а б Рутнакумар, Б.; Франк, Х.; Киндлер, А.; Делигианнис, Ф.; Дэвис, Э.; Блейкворт, Дж.; Сурампуди, С. (27 октября 1998 г.). «Батарея марсианского микрозонда DS2» . Лаборатория реактивного движения . HDL : 2014/20612 .
- ^ Перейти обратно: а б Аракаки, Г.; Д'Агостино, С. (март 1999 г.). «Новая электронная упаковка Millennium DS2 — усовершенствованная электронная упаковка «песочница» ». 1999 Аэрокосмическая конференция IEEE. Слушания . Том. 2. С. 205–213. Бибкод : 1999aero....2..205A . дои : 10.1109/AERO.1999.793162 . ISBN 0-7803-5425-7 . S2CID 96712180 . Кот. №99TH8403.
- ^ Перейти обратно: а б «Отчет о потере миссии «Полярный посадочный модуль на Марс» и «Дальний космос 2» (PDF) . Лаборатория реактивного движения . 22 марта 2000 г. Архивировано из оригинала (PDF) 16 марта 2011 г.
- ^ Перейти обратно: а б Янг, Томас (14 марта 2000 г.). «Свидетельство Томаса Янга, председателя группы независимой оценки Марсианской программы, перед Комитетом по науке Палаты представителей» (пресс-релиз). Черновик №7 от 13.03.00. Комитет Палаты представителей по науке и технологиям . Проверено 22 апреля 2009 г.
- ^ Эванс, Бен (2019). « « Не мог выжить »: 20 лет со дня злополучного полярного спускаемого аппарата НАСА на Марс» . АмерикаКосмос . Проверено 15 апреля 2022 г.
- ^ Оросей, Р.; и др. (25 июля 2018 г.). «Радиолокационные доказательства наличия подледной жидкой воды на Марсе» . Наука . 361 (6401): 490–493. arXiv : 2004.04587 . Бибкод : 2018Sci...361..490O . дои : 10.1126/science.aar7268 . hdl : 11573/1148029 . ПМИД 30045881 .
- ^ Чанг, Кеннет; До свидания, Деннис (25 июля 2018 г.). «На Марсе обнаружено водное озеро, повышающее потенциал инопланетной жизни. Это открытие предполагает, что водные условия под ледяной южной полярной шапкой, возможно, послужили одним из важнейших строительных блоков жизни на Красной планете» . Нью-Йорк Таймс . Проверено 15 апреля 2022 г.
- ^ «Под поверхностью Марса обнаружен огромный резервуар жидкой воды» . ЭврекАлерт . 25 июля 2018 года . Проверено 15 апреля 2022 г.
- ^ «На Марсе обнаружено жидкое водное озеро» . Новости Би-би-си . 25 июля 2018 года . Проверено 15 апреля 2022 г.
- ^ Лауро, Себастьян Эмануэль; и др. (28 сентября 2020 г.). «Множественные подледные водоемы под южным полюсом Марса обнаружены новыми данными MARSIS» . Природная астрономия . 5 : 63–70. arXiv : 2010.00870 . дои : 10.1038/s41550-020-1200-6 . S2CID 244973225 . Проверено 15 апреля 2022 г.
- ^ О'Каллаган, Джонатан (28 сентября 2020 г.). «Вода на Марсе: открытие трех погребенных озер интригует ученых – исследователи обнаружили группу озер, скрытых под ледяной поверхностью Красной планеты» . Природа . дои : 10.1038/d41586-020-02751-1 . ПМИД 32989309 . S2CID 222155190 . Проверено 15 апреля 2022 г.
Библиография
[ редактировать ]- Лаборатория реактивного движения, Информационный бюллетень «Глубокий космос 2»
- Архив данных NSSDC, Deep Space 2
- «Пресс-кит: Марсианские миссии 1998 года» (.PDF) (пресс-релиз). Национальное управление по аэронавтике и исследованию космического пространства . 8 декабря 1998 года . Проверено 22 апреля 2009 г.
Внешние ссылки
[ редактировать ]
- Архивированный веб-сайт JPL Deep Space 2 (исходный веб-сайт больше не существует)
- Отчет о потере миссий Mars Polar Lander и Deep Space 2
Кликабельное изображение: при нажатии на метки откроется новая статья. 
