Astronautika: misije

23. septembra 1999. godine, dok je pokušao da uđe u orbitu oko Marsa, kao rezultat glupe greške tragično je nastradao američki meteorološki orbiter. Ko snosi krivicu za to?

Ministar policije „Če Gevara“ Dačić često nas podseća da svake godine u saobraćajnim nesrećama izgubimo preko 950 ljudi. Najčešći uzrok je tragična nepažnja i teški nehat. To su strašne osobine i užasne posledice za jednu malu zemlju kao što je naša, ali da li je tako nešto moguće i u kosmosu? Srećom, Srbi (još) ne voze po kosmosu, ali mi nešto govori da bi i gore naša nemarnost ostavljala dubokog traga. Nije nam neka (velika) uteha da i drugi, mnogo bolji od nas, prave isto tako fatalne greške. Samo, ovog puta žrtve nisu (uvek) ljudi već – kosmičke letilice. Jedna od najpoznatijih stradalnika u istoriji kosmonautike je Nasin međuplanetni aparat Mars Climate Orbiter (MCO).

MCO je 11. decembra 1998. lansiran sa Floride radi proučavanja Marsove atmosfere, klime i površine, a trebalo je da posluži i kao relej za transfer podataka za Mars Polar Landera[1] (MPL). Međutim, nakon 286 dana leta komunikacija sa orbiterom je iznenada prekinuta. Bio je to veliki udarac za Ameriku, jer je i prva sonda iz istog programa, lansirana 3 godine ranije, takođe neslavno završila.

 MCO

„Mars Climate orbiter“ tokom sklapanja i testiranja na Zemlji. Grafitni „bus“ je imao dimenzije 2,1 х 1,6 х 2,0 m. Na vrhu se vidi glavna mikrotalasna antena prečnika 1,3 m. Na početku međuplanetnog putovanja, u težinu od 629 kg spadalo je i 291 kg goriva potrebnog za kočenje prilikom dolaska na cilj. 

A bio je tako blizu cilja!

Tokom čitavog višemesečnog leta aparata ka Crvenoj planeti nije registrovan nijedan ozbiljniji problem. Uočeni su, doduše, tokom leta određeni problemi u vezi sa softverom, a komunikaciona oprema povremeno se poigravala sa živcima tima za praćenje na Zemlji – ali sve to su bile samo nenadane neprijatnosti. Aparat se približavao Marsu „srećno i veselo“.

Sve planirane inženjerske obaveze stanice, predviđene za krstareću fazu, okončane su do kraja juna 1999. godine. 14. maja uspešno je ponovljena test-seansa uspostavljanja veze između MCO i lendera MPL, lansiranog 23 dana kasnije: MCO je poslao specijalne signale za inicijaciju seanse veze, a 40-metarska antena Stenfordskog univerziteta u SAD ih je „ulovila“.

Nasina stanica „Mars Climate Orbiter“ lansirana je 1998. sa ciljem da postane prvi Marsov meteorološki satelit.

Trebalo je da obavlja sledeće zadatke:

nadziranje Marsove klime;

mapiranje Marsove površine:

U te svrhe bila su montirana dva uređaja. Infracrveni radiometar PMIRR lansiran je drugi put u kosmos: 6 godina ranije, on je već poleteo sa „Mars Oserverom“, koji je doživeo katastrofu samo 3 dana pred ulazak u Marsovu orbitu. Kopija uređaja PMIRR je lansirana sa sondom MCO – i ponovo nije imala sreće.

Drugi uređaj je bio blok kamera u boji MARCI, koji je posedovao širokougaonu i uskougaonu kameru, koje su pokrivale nekoliko spektralnih dijapa-zona. Rezolucija slika je bila do 40 metara.

Pored naučnog programa, pred letilicom MCO je bio zadatak retranslacije naučnih podataka sa druge Nasine sonde, „Mars Polar Landera“, koji je na planetu Mars trebalo da sleti 3. decembra 1999. Etapa slanja podataka trebalo je da traje 3 meseca. Zatim bi u trajanju od najmanje 687 dana (jedna Marsova godina), od februara 2000. godine do decembra 2001. godine, stanica MCO istraživala Mars.

Posle mukotrpnih radova na zemaljskom silulatoru, na letilicu je 10. juna poslata dopuna brodskog softvera i programa rada, omogućivši letilici prelaz na režim zvezdane orijentacije (ukupno 28 fajlova). 11. juna, u seansi veze preko stanice DSS-65 locirane kraj Madrida, izvršeno je testiranje novog softvera. 16. juna je prvi put odobreno sistemu upravljanja letilicom da koristi „ulazne“ podatke zvezdane kamere[2]. Rad „autopilota“ u novom režimu bio je u potpunom skladu sa očekivanjima programera. Posle čitave serije testova, letilica je konačno 23. juna prebačena na režim zvezdane orijentacije, dok je blok za merenje inercije (IMU[3]) isključen radi ekonomisanja resursa.

23. jula aparat je „daunloudovao“ program za korekciju trajektorije TCM-3 (Trajectory Correction Maneuver), koji je imao za cilj dovođenje letilice u predviđenu tačku za uključivanje kočionog impulsa zakazanog za 23. septembar. 25. jula tačno u podne po Griniču, stanica je uspešno izvela korekciju povećavši brzinu za 3,3 m/s. Kasnija merenja navigacionih parametara pokazala su da je manevar izveden „veoma dobro“, što je bio rezultat „podešavanja autopilota“ izvršenih na osnovu pređašnjih iskustava tokom korekcija TCM-1 i TCM-2.

Posle korekcije putanje TCM-3, stručnjaci operativnog tima za upravljanje iz Pasadene (JPL) konstatovali su određene poteškoće prilikom vraćanja panela fotoelektrične (solarne) baterije[4] u letni položaj. Čim je dvostepenom pogonu (aktuatoru) za položaj panela poslata standardna komanda, sistem elektronske zaštite protiv kvarova konstatovao je moguću neispravnost osnovnog senzora „A“ ugaonog položaja po jednoj od osa. Kontrolni sistem je odmah reagovao i automatski uključio rezervni senzor, nakon čega je solarni panel odmah postavljen u pravilan položaj.

Potencijalno, kvar je bila veliki: radnja zatvaranja i otvaranja trodelnog solarnog panela trebalo je da bude izvedena puno puta prilikom ulaska u orbitu i aerodinamičkog kočenja. Provere od 20. i 21. avgusta nisu pokazali nikakvo abnormalno ponašanje senzora ili samog aktuatora, međutim, telemetrija velike brzine konstatovala je vibracije konstrukcije solarnog panela, koje su prevazilazile dozvoljenu granicu. Specijalistički tim za kontrolu leta je takođe ustanovio da se tokom orijentacije panela „unutrašnji“ motor za pokretanje panela na momente kočio. Prilikom provere, izvršene na MCO 3. septembra, utvrđeno je da su male „ušice“, napravljene na panelu radi zadržavanja u zatvorenom položaju, strugale o korpus letilice svaki put kada je panel otvaran i zatvaran. Već 4-5 septembra na zemaljskom modelu su izvršene prepravke i testiranja nove procedure otvaranja i zatvaranja, a 7. septembra nova precedura je proverena na samoj stanici. Zapinjanje za korpus je nestalo.

Najkritičniji događaj leta predstavljalo je izvođenje kočionog impulsa MOI (Mars Orbit Insetrion) glavnim raketnim motorom[5] potiska 640 N sa namerom da se kosmički aparat uvede u orbitu oko Marsa. Motor je trebalo uključiti u tačno određenom trenutku u tačno određenoj tački na putanji i sa tačno određenim impulsom potiska. Preciznost izvođenja ovog manevra opredeljivao je ishod čitave misije, a svaka greška je mogla da dovede do gubitka aparata ili prekida čitavog programa. Poznato je, naprimer, da je zbog nedostataka prilikom izvođenja istog manevra sovjetska međuplanetna sonda „Mарс 4“ 1974. godine promašila Marsovu orbitu.

23. agusta 1999. godine Nasina telekomunikaciona mreža DSN (Deep Space Network) započela je 30-dnevni režim „skoro jednovremenog praćenja“ (Near-Simultaneous Tracking, NST) dve Marsove stanice. Režim NTS je bio podešen za precizno navođeje „Mars Polar Landera“ (koji je leteo iza i pratio MCO) ka tački sletanja.

Tehnika NTS se sastojala u sledećem: tokom 2-4 sata sprovođena je radio-kontrola trajektorije prve stanice, posle čega su u roku od 20 minuta antene DSN prešle na praćenje druge stanice, takođe u trajanju 2-4 sata. Obradom snimljenih podataka bilo je moguće veoma precizno odrediti trajektoriju dolazećeg kosmičkog aparata u odnosu na putanju orbitera.

Ova tehnika je već bila isprobana kada su razmenjivani podaci sa „Mars Pathfindera“ i „Mars Global Sirveyora“ neposredno pred dolazak MGS na Mars u jesen 1997.

30. jula su na poligonima na Zemlji bili sprovedeni svi testovi i procedure kočenja i ulaska u orbitu. Isprobani su svi (ne)očekivani scenariji, i na svaki od njih su sistemi za upravljanje letilicom pravilno odgovorili.

Neposredne pripreme MCO za ulazak u orbitu započete su prvih dana septembra. Sprovedena je potpuna provera svih fajlova brodskog softverskog sistema putem instaliranja identičnih na zemaljske simulatore, koji su već odavno radili bez prestanka 24 časa dnevno 7 dana u nedelji.

U ranim jutarnjim satima 15. septembra (po našem vremenu) ka letilici je poslat program za izvršavanje korekcije TCM-4, poslednje pred ulazak u orbitu[6]. Popodne 15. septembra, na udaljenosti od 2.240.000 km od Zemlje, aparat je uspešno obavio zadate mu naredbe. Glavni motor se uključio u 15:40 (po našem) na 15 sekundi, povećavši brzinu za 1,37 m/s. Aktuator solarnog panela odradio je svoj posao bez ikakvih problema. Nakon korkcije putanje, menadžer iz Laboratorije za mlazni pogon zadužen za kretanje MCO, dr Sem Turman, izjavio je da se sonda kreće po isplaniranoj trajektoriji koja joj garantuje prelet iznad Marsovog severnog pola na visini od oko 193 km.

U tom trenutku, 23. septembra u 01:50 po brodskom vremenu, odn. u 02:01 po prijemu signala (koji je putovao 10 minuta i 55 sekundi), trebalo je da se radi kočenja uključi glavni motor kosmičke letilice. Plan manevra izgledao je ovako:

Vreme prijema signala,
po našem vremenu
Događaj
07:41
Sklapanje i fiksiranje solarnog panela
07:50
Podešavanje orijentacije sonde radi paljenja glavnog raketnog motora
07:56
Zatvaranje piroventila u cevima raketnog motora radi povećavanja pritiska u tankovima goriva i oksidatora
08:01
Uključenje glavnog motora na 16 min. 23 sek.
08:06
Ulazak sonde iza Marsa
08:17
Isključivanje glavnog motora
08:19
Autonomno podešavanje sonde radi uspostavljanja veze sa Zemljom
08:27
Izlazak sonde iza Marsa,
ispostavljanje veze
08:30
Otvaranje segmenata solarnog panela

Kao rezultat kočenja, MCO je trebalo da smanji brzinu u odnosu na Mars sa 5,5 na 4,4 km/s, i uđe u eliptičnu orbitu sa periodom većim od 14 časova. Tokom sledeća dva meseca, od 25. septembra do 9. novembra, letilica je trebalo da izvrši tzv. aerodinamičko kočenje (zahvaljujući pritisku „vazduha“ koji udara u savijeni solarni panel stanice i specijalne „flapsove“ nanjegovim ivicama tokom višekratnih prolaženja kroz gornje slojeve atmosfere planete), i kao rezultat poslednje korekcije uđe u kružnu orbitu visine 250 km.[7]

Od 16. do 20. septembra, na letilicu je bio poslat program kočenja i najnoviji navigacioni podaci, a od 21. septembra upravljački tim MCO prešao je na 24-časovnu monitoring nad njim.

A kao odgovor ... tišina

23. septembar je osvanuo kao i svaki drugi dan i sve je izgledalo normalno. U zadato vreme letilica je zauzela odgovarajući položaj (od tog momenta prijem telemetrije više nije bio moguć, a antene DSN[8] su primale jedino fazno modulisani signal noseće frekvencije). U zadato vreme uključen je motor i započeta je sekvenca kočenja, a zbog Doplerovog efekta frekvencija signala je počela da se menja. Kroz 5 minuta signal je izgubljen – orbiter je zašao iza Marsa. Kako se ispostavilo – zauvek. Bio je to 286. dan leta.

Informacije iz Laboratorije za mlazni pogon (JPL), koje su pristizale svakih nekoliko minuta, omogućavaju nam da stvorimo detalju sliku događaja. U 08:18 po našem vremenu objavljeno je očekivano vreme za prelazak letilice na vezu preko antena iz Kambere (Australija): 08:26:25. Termin je došao ... Prošlo je pet minuta, deset ... Tehničari u JPL nisu davali nikakve komentare: napetih živaca su očekivali signal sa Marsovog orbitera.

U 08:49 predstavnici Nase su izrazili uverenje da je sonda uspešno ušla u orbitu oko Marsa, iako nije uspostavljena veza s njom. „Još ne znamo šta se dogodilo,“ izjavio je u ime JPL menadžer projekta MCO, Ričard A. Kuk, dodavši da će novo saopštenje biti čim za nekoliko sati naprave podrobnije analize. Postojalo je nekoliko mogućih razloga za prekid signala: neispravna prijemna antena na Zemlji, sonda se prebacila u zaštitni režim („save mode“), a u najgorem slučaju – havarija. Možda je trebalo poslati komandu za aktiviranje brodskog predajnika?

U 09:40, Džon B. MekNejmi, menažder projekta Mars Surveyor ’98 (čiji deo su bile i letilice MCO i MPL), javio je: „Imamo indicija da se zbog određenih navigacionih problema aparat spustio niže ka Marsu nego što je trebalo. Kao rezultat, iskazujemo oprezni optimizam, verujući da tražimo na pogrešnom mestu. Neprestano poboljšavamo navigacione proračune položaja letilice i te informacije prosleđujemo antenama za praćenje. Za par sati započećemo potragu i iskreno se nadam da ćemo locirati aparat.“ Zaista, nepravilan prilaz sonde Marsu mogao je da promeni ne samo položaj, već i njenu brzinu. To, a i mnoge druge stvari mogle su da spreče uspostavljanje komunikacija.

U 10:45, naučni rukovodilac projekta „MS’98“, Ričard Zurek, saopštio je da je upravljački tim proširio potragu za letilicom i da pokušava da pošalje komande za aktiviranje predajnika i pokretanje manevra kojim bi se sprečio ulazak u atmosferu nakon samo jednog kruga oko planete. „Pošto nismo uspostavili kontakt, nemožemo znati gde se sonda nalazi niti koliko je duboko zašla u atmosferu. Ako je ušla preduboko, onda nažalost nikada nećemo saznati istinu o tome.

Nekoliko sati kasnije, na još ranije zakazanoj konferenciji za štampu u 14:00 časova, Ričard Kuk je saopštio strašnu novost: „Naš plan je bio da Marsu priđemo na visini od oko 200 km. Sve vreme smo mislili da radimo upravo to. Međutim, proanaliziravši podatke tokom poslednjih 6-8 časova leta, imamo indikacije da je realna visina prilaska bila mnogo manja. Kako se ispostavilo, realna visina je bila oko 60 kilometara. Mi i dalje pokušavamo da shvatimo kako se to dogodilo. Naše mišljenje je da minimalna visina, na kojoj bi aparat mogao da se izvuče, bila oko 85 kilometara.

Sledećeg dana JPL je precizirala da je realna visina iznad tla iznosila 57 kilometara, dok je planirana bila oko 226 km. Objavljeno je i da greška nije izazvana neispravnošću kosmičke letilice, već da je to pre rezultat čovekove greške ili greške u softveru.

trajektorija

Dijagram koji upoređuje nameravanu i stvarnu trajektoriju „Mars Climate Orbitera“. Posle prevaljenih preko 660 miliona kilometara greška je bila samo stotinjak kilometara.

 

Marsov kamikaze

24. septembra u 15 sati po lokalnom vremenu (u 21:00 po našem) prekinut je svaki dalji pokušaj uspostavljanja veze sa letilicom posredstvom 70-metarskih antena kosmičke veze, a međuplanetna sonda „Mars Climate Orbiter“ zvanično je proglašena izgubljenom. Pošto sa letilice nije stigao nikakav signal, njena dalja sudbina ostala je nepoznata.

Najverovatnije da je, uletevši u atmosferu na visini od 60 kilometara iznad planete, aparat bio ozbiljno oštećen ili čak i raskomadan usled dinamičkog dejstva atmosfere i zagrevanja izazvanog trenjem. Delovi su se verovatno rasuli po površini planete. Ili, da je spržen i onesposobljen, ostao na toj ili sličnoj orbiti oko Marsa i kasnije ušao u njegovu atmosferu. Postojale su i druge pretpostavke. Tako je 30. septembra predstavnik JPL, Frenk O’Donel, izjavio da je moguće da je zbog preteranog zagrevanja sistema za gorivo raketni motor jednostavno prerano isključen. Aparat je manje ukočio nego što su proračuni zahtevali, i sonda je, prošavši kroz atmosferu, ponovo ušla u orbitu oko Sunca.

Čim je R. Kuk 23. septembra najavio mogućnost tragične greške u putanji leta, bilo je moguće formulisati (makar) dva pitanja.

Prvo: kako je smelo da se dogodi da se aparat nađe na pogrešnoj putanji nakon što je 15. septembra odlično obavljena korekcija trajektorije TCM-4?

Drugo: kako je smelo da se dogodi da čak 8 dana od momenta korekcije do ulaska u atmosferu to niko nije primetio?

24. septembra Kuk je saopštio da je u nekoliko poslednjih sati prilaznog leta došlo do značajnog „pada“ u trajektoriji sonde, no da ljudi iz njegovog operativnog tima iz nekog razloga to nisu registrovali „sve dok nije postalo prekasno“. Očigledno je da je postojala minimalna rezerva vremena neophodnog za proračune i izvođenje neophodne korekcije. Da li Kukove reči znače da su rukovodioci projekta shvatili šta se dešava čim je taj kritični momenat došao, ili su sve uvideli tek nekoliko sati nakon katastroše? Stručnjaci iz JPL i „Lockheed Martina“ nisu uspevali da razreše tu misteriju.

Što se tiče prvog pitanja, mnogi analitičari su odmah počeli da zastupaju pretpostavku da je nesreća uzrokovana gubitkom ili iskrivljenjem informacija prilikom razmene fajlova između centra za upravljanje „Lockheed Martin Astronauticsa u Denveru i navigacionog tima JPL u Pasadeni. Pretpostavka je bila blizu istine, no pravi razlog je bio prosto nezamisliv.

Kako za 125 miliona dolara naučiti
koliko funti ima u kilogramu?

Odmah je zbog istrage o uzrocima havarije formirano nekoliko grupa i komisija – „unutrašnja“ grupa u okviru projekta „Mars Surveyor ’98“, komisija JPL, zajednička komisija JPL i spoljnjih eksperata, a onda i posebna komisija NASA.

30. septembra NASA je objavila službeno saopštenje koje je bacilo sve, pa i veliki broj agencija, u šok. „Tokom jedne od ključnih operacija, jedan od timova je koristio tzv. imperijalne jedinice, tj. inče, stope i funte, dok je u isto vreme druga ekipa upotrebljavala metrički sistem,“ stajalo je u izveštaju. Kosmički aparati su i do tada stradavali iz različitih razloga, ali zbog ovako glupog i uvredljivog razloga  - nikada za 42 godine kosmičke ere!

Istog dana novinska agencija AP je objavila, pozivajući se na Toma Gevina, zamenika direktora JPL, da je tim iz „Lockheed Martina“ poslao u JPL podatke o potisku mikromotora (trastera) na letilici u funtama sile, a u Pasadeni su ti brojevi korišćeni kao da su izraženi u njutnima. Prema nezvaničnoj verziji Dž. MekDauela, bila je reč o impulsu potiska prilikom korekcije putanje, koje su „lokidovci“ izrazili u funta-sekundama (lbf), a „džipielovci“ ih shvatili kao njutn-sekunde. Pošto je funta sile 4,448 puta veća od njutna[9], za toliko se puta snaga impulsa u daljim proračunima razlikovala od one koja je bila neophodna.

U saopštenju agencije AP je utvrđeno da je neusaglašenost jedinica postojala od samog lansiranja sonde u decembru 1998. godine. „Efekti su bili toliko mali, da su ostali neprimećeni[10],“ ali su se tokom leta akumulirali i pretvorili u 170-kilometarsku grešku, sahranivši tako aparat vredan \(125 miliona. Poverovati u tako nešto bilo je jako teško – „produživši“ već posle prve korekcije trajektoriju do Marsa, lako bi se dalo videti da li ona pogađa planetu određenog datume ili ne.

Ovoj istoriji poseban ukus ironije davala je činjenica da je NASA bila prvo američko ministarstvo koje još tokom sedamdesetih (!) prešlo na međunarodni sistem jedinica (SI). (Čak su u starim radovima inženjeri Nase još u šezdesetim godinama sami prevodili britanske jedinice u SI, shvatajući da će se tako izbeći nerazumevanje mnogih pitanja i otkloniti dopunske greške prilikom prevođenja.)

U vezi rušenja stanice MCO, kompanija CNN je preko interneta sprovela anketu sa pitanjem: treba li posle gubitka MCO NASA da nastavi planirano istraživanje Marsa? Evo kako je odgovorilo 67.112 glasača:

Da, postignuti uspesi opravdavaju neuspeh (70%);

Ne, bez ozbiljnih kadrovskih promena (21%);

Ne, jer je to nepotrebno bacanje para (9%).

Gubitak MCO je naneo težak udarac Nasinoj balističkoj reputaciji, iako njene direktne krivice u incidentu nije ni bilo. Do 23. septembra mogli su čiste savesti garantovati da ni „Galileo“ ni Cassini-Huygens“ nikada neće pasti u Zemljinu atmosferu sa svojim nuklearnim i radioaktivnim plutonijumom, a da će kapsula sa uzorcima tla sa Marsa pasti u tačno određene granice poligona a ne biti rasuta u atmosferi Zemlje. Kakva je bila sreća što je „Cassini“ prošao kraj Zemlje (prilikom poslednjeg gravitacionog ubrzanje proleteo je na 500 km od nas) pre nego što je MCO pao! Da je proletanje bilo ne 18. avgusa. nego 18. oktobra 1999. – pitanje jeda li bi NASA dobila dozvolu za to?

„Cassini“ je inače nosio 32,7 kg plutonijuma-238, koji je služio za dobijanje el. energije. Isti takav uređaj imale su i sonde “Galileo”, “Ulysses” i “New Horizons”.

U novembru 1999. godine objavljen je formalni izveštaj o uzrocima rušenja MCO, gde je podrobno opisano kako se tačno sve dogodilo. Krivica je svaljena na tehničko osoblje (mnogi su radili preko 80 sati nedeljno), koje je na svojim plećima moralo da iznese povećani obim poslova u kratkom roku, i, kao i uvek, u „ograničeno finansiranje“.

Ali ni konkretni vinovnici ni činjenica da su izgubili jednu jako važnu stanicu nisu tako zabrinuli rukovodstvo Nase kao činjenica da su Nasini sistemi bili nesposobni da detektuju grešku. „Ovde nema pojedinačne krivice. Kriv je sâm sistem koji je omogućavao nekoorinisani rad dvaju timova, i za vreme testiranja i posle lansiranja rakete,“ rekao je Edvard Vejler, tadašnji zamenik direktora Nase i šef Kancelarije za svemirsku nauku.

I kao da se ismeva situaciji, samo dan posle nesreće NASA je izdala saopštenje da su svi njeni centri već sertifikovani na međunarodni standard ISO 9001, ili su u proceduri za njegovo uvođenje. Standard ISO 9001 je trebalo da bude potvrda da u organizaciji postoji i funkcioniše sistem kvalitetnog menadžmenta ...

Ipak, najvažniji zadatak je bio da se hitno ispita način komunikacije između navigatora iz Pasadene i upravljačkih operatora iz Denvera koji su u to vreme vodili druge dve kosmičke sonde, „Mars Polar Lander“ i „Stardust“, koje je takođe proizveo „Lockheed Martin“, kao i sprovođenje svih mogućih mera da se MPL uspešno spusti u zadati koridor. Nije bilo isključeno da su se prilikom organizacije upravljanja navedenim letilicama potkrale iste greške kao i u slučaju MCO. A kao drugo – svi su želeli da se takva greška nikada više ne ponovi.

Malo ko je u Nasi mogao znati da će samo 10 nedelja kasnije, tačnije 3. decembra 1999. godine, i druga sonda iz istog programa, Marsov lender MPL, doživeti katastrofu – zbog kvara kočionog motora, tresnuo je o površinu.

Komentari, komentari ...

U petak 24. septembra Nasin administrator Danijel Goldin se sastao sa učesnicima projekta MCO, da bi razgovarali i moralno ih podržao. „U ovoj zemlji smo postali veliki ne zato što smo izbegavali neuspehe, već zato što smo neuspesima gledali u lice i borili se s njima,“ rekao im je direktor tom prilikom. „Kada smo istupili sa idejom ’brže, bolje, jeftinije’[11] ... bili smo spremni na neuspehe, na jedan-dva od 10. To je ono što se sada i dogodilo ... Cilj našeg programa je stvaranje letilica nove klase, a u svemu novom uvek postoji doza rizika i procenat neuspeha ...“, izjavio je šef Nase D. Goldin. „Naš program se više ne zasniva na principu ’sve ili ništa’ ... Sada je pitanje ne da li ćemo nadoknaditi gubitk, već koliko brzo ćemo to uraditi.

Tada je postavljeno pitanje na koji način će se debakl MCO odraziti na američki program istraživanja Marsa i usvojenu Nasinu filozofiju – lansirati češće ali prostije i jeftinije kosmičke letilice? Osnovna ideja svih okupljenih Nasinih zvaničnika po tom pitanju bila je sledeća. Gubitak je, naravno, bio vrlo ozbiljan. No havarija MCO nije predstavljala onaj slučaj kada su godine rada naučnika i ogromna novčana sredstva bila prosto bačena u koš, kao što je to 1993. bilo sa robotizovanom klimatološkom sondom „Mars Observer[12] vrednom oko milijardu dolara ili 1996. sa složenom ruskom stanicom „Марс-96“. Desetogodišnji američki program istraživanja Marsa bio je zamišljen kao dovoljno fleksibilan da bi se zadaci, koje nije ispunio MCO, mogli da dodele narednim misijama planiranim od 2001. do 2005. godine. „Naučni program MCO nije nužno izgubljen, već bi se pre reklo – odložen,“ rekao je tada direktor naučnog programa istraživanja solarnog sistema, Karl Pilčer.

MCO-skica

Mars

Jedina slika Marsa koju je MCO napravio 7. septembra 1999. godine.

MCO-model

MCO na Marsu. Lepo se vide „flapsovi“ na krajevima solarnog panela koji su trebali da pojačaju efekat aerokočenja kroz razređeniu Marsovu atmosferu.

mars-podrucje

Mnogo godina kasnije, jedan drugi Marsov orbiter je uspeo da pronađe odgovor gde su završili neki Nasini neuspesi.


 

Zašto misije na Mars nisu i zašto jesu uspešne


[1] U okviru programa Mars Surveyor ’98, u roku od samo mesec dana lansirane su letilice MCO (338 kg) i MPL (290 kg). Sa lenderom MPL poletele su i dve penetratorske sonde („Deep Space 2“). Obe letilice su izgubljene, uključujući i penetratore. Tri godine ranije, lansiran je „Mars Observer“, prva letilica iz programa, koja je posle 331 dan leta izgubljena.

Ukupna cena i za orbiter i za lender koštla je Ameriku \)328 mil. Od toga, razvoj letilica \(193 mil., sama lansiranja \)92 mil., a upravljanje misijama $43 mil. Program je predviđao lansiranja svakih 26 meseci, tj. dokle god je Mars u povoljnoj poziciji. Nakon 3 tragična neuspeha, čitav program je napušten ...

[2] Letilica je bila stabilizovana po 3 ose uz pomoć 3 inerciona točka i 9 trastera (sa 642 kg goriva). Pogonski sistem je sadržao glavni („marševski“) motor „LEROS 1B” (potisak 640 N), čiji je zadatak bio ulazak u orbitu oko Marsa. Drugih 8 hidrazinskih trastera korišćeno je za manje manevre: 4 jača (22 N) za korigovanje putanje, a 4 manja (0,9 N) za ublažavanje rotacionih sila koje izazivaju reakcioni točkovi. Orijentacija se obavljala uz pomoć jednog zvezdanog senzora (kamere), dva solarna senzora i dva bloka za merenje inercije.

[3] Glavna komponenta inercionog navigacionog sistema letilice. Podaci koje prikupljaju IMU senzori (3 akcelerometra, 3 žiroskopa, i sl.) omogućavaju kompjuteru da prati brzinu, orijentaciju i gravitacione sile („G-sile“) letilice.

[4] MCO je imao jedan solarni panel ukupne dužine 5,5 m, opremljen galijum-arsenidnim ćelijama koje su davale preko 1.000 W struje, i tako dopunjavale nikl-vodonični akumulator od 12 Ah.

[5] Takav motor se često naziva i „marševskim“, što treba da naznači njegovu mogućnost da se više puta uključuje i isključuje, radeći različitom snagom.

[6] Orbiter MCO i njegov parnjak, „Mars Polar Lander“, morali su da budu neverovatno precizni. Orbiter je morao da priđe Marsu sa dozvoljenom greškom u visini periapsisa (tačka najbliža centru Marsa) ne većom od 20 km. Lender je imao još užu marginu: greška u uglu ulaženja u atmosferu nije smela da bude veća od 0,25 stepena! To je samo četvrtina tolerišuće greške u misiji „Mars Pathfinder“, tada poslednjoj misiji koja je uspešno sletela na Mars.

[7] To je prilično iznad Marsove atmosfere. Ona je mnogo ređa nego Zemljina, ali se prostire mnogo dalje jer je Marsova gravitacija mnogo manja. Manevar ulaska u orbitu je i tada bio prilično rutinski – prethodne američke letilice su bile veoma precizne. Npr. „Mars Global Surveyor“ je 1997. promašio visinu ulaska u orbitu za samo 4 km!

[8] Misli se na Nasin kompleks ogromnih antena za praćeje letilica u dubokom kosmosu (preko 2 mil. km), osnovan pre skoro 65 godinna. Ima ih tri: u Kaliforniji, u blizini Madrida i u blizini Kambere. Najveći deo vremena, letilica u dubokom svemiru je „vidljiva“ makar za jednu od tih velikih antena.

[9] 1 lbf = 4,448 N = 0,454 kg sile.

[10] Svaki manevar je dodavao grešku u brzini od oko 1 mm/s, dok se sonda kretaa brzinama koje su se merile desetinama km u sekundi.

[11] Posle gubitka sonde „Mars Observer“ i zbog svevećih troškova oko šatlova, NASA je počela da traga za jeftinijim i manjim međuplanetnim letilicama, koje će biti ispod 1.000 kg ali sa vrhunskim instrumentima.

[12] I ova sonda je izgibljena, jer je 331 dan od lansiranja – dakle samo 3 dana pred ulazak u Marsovu orbitu – prekinut svaki kontakt. Veruje se da je ovog puta uzrok bilo curenje goriva.

Draško Dragović
Author: Draško Dragović
Dipl inž. Drago (Draško) I. Dragović, napisao je više naučno popularnih knjiga, te više stotina članaka za Astronomski magazin i Astronomiju, a učestvovao je i u nekoliko radio i TV emisija i intervjua. Interesuje ga pre svega astronautika i fizika, ali i sve teme savremenih tehnologija XXI veka, čiji detalji i problematika često nisu poznati široj čitalačkoj publici. Izgradio je svoj stil, lak i neformalan, često duhovit i lucidan. Uvek je spreman na saradnju sa svojim čitaocima i otvoren za sve vidove komunikacije i pomoći. Dragovićeve najpoznatije knjige su "KALENDAR KROZ ISTORIJU", "MOLIM TE OBJASNI MI" i nova enciklopedija "NEKA VELIKA OTKRIĆA I PRONALASCI KOJA SU PROMENILA ISTORIJU ČOVEČANSTVA"

Zadnji tekstovi:


Komentari

  • Rapaid said More
    Ako se uzme da se sve kreće brzinom... 3 dana ranije
  • Aleksandar Zorkić said More
    Ah, kako da niko nije čuo za... 3 dana ranije
  • davor94 said More
    :D :D Henri Poincaré je osnova, za... 4 dana ranije
  • Rapaic Rajko said More
    Kao diplomirani ucesnik skole, mogu vam... 6 dana ranije
  • Zoran said More
    Religija STOP
    DA astronomija,
    bravo... 6 dana ranije

Foto...