Misja Mars Orbiter

Sonda kosmiczna Mars Orbiter Mission
Space Sonda Opis tego obrazu, również skomentowany poniżej Artysta impresja sondy MOM. Ogólne dane
Organizacja ISRO
Pole Badanie planety Mars
Rodzaj misji Orbiter
Status Misja w toku
Inne nazwy Mangalyaan
Uruchomić 5 listopada 2013
Wyrzutnia PSLV -XL
Identyfikator COSPAR 2013-060A
Teren [1]
Charakterystyka techniczna
Msza przy starcie 1350  kg
Kontrola postawy Stabilizowana w 3 osiach
Orbita Marsa
Orbita Wysoka eliptyczna orbita
Perycentrum 427  km
Apoapsis 78 500  km
Nachylenie 150 °
Główne instrumenty
MCK Kamera kolorowa
TIS Spektrometr obrazujący podczerwień
PODOŁEK Fotometr Lyman-alfa
MENCAA Analizator atmosfery neutralnej
MSM Detektor metanu

Mars Orbiter Mission (w skrócie MOM ) lub nieformalnie Mangalyaan (w sanskrycie मंगलयान / Maṅgalyān , dosłownie „marsjański pojazd” ) to indyjska sonda kosmiczna typu orbiter, której zadaniem jest badanie planety Mars . Został uruchomiony5 listopada 2013 i umieszczony na orbicie wokół Marsa 24 września 2014. Jest to pierwsza marsjańska sonda kosmiczna opracowana przez indyjską agencję kosmiczną ISRO . MOM posiada przyrządy naukowe do badania ucieczki marsjańskiej atmosfery, wykrywania śladów metanu i poszukiwania śladów obecności wody na powierzchni planety. Indie są czwartą potęgą kosmiczną, która ma marsjański statek kosmiczny, wyprzedzając Chiny i Japonię . Sonda zakończyła swoją główną misję wpaździernik 2016 wypełniając wszystkie swoje cele techniczne i naukowe.

Kontekst

Studium wykonalności dla marsjańskiego orbiter- sondy typu zostało przeprowadzone przez Indian agencji kosmicznej , ISRO , w roku 2010. W wyniku tej pracy, który kosztował około $ 21 milionów Mars Orbiter Misja została uruchomiona. Ogłoszono wSierpień 2012przez premiera Indii Manmohana Singha . Koszt misji szacuje się na 4,5 mld rupii (około 74 mln euro ). Agencja kosmiczna zamierza wystrzelić swoją sondę kosmiczną podczas okna startowego, które otwiera się pod koniecPaździernik 2013co narzuca szczególnie krótki cykl produkcyjny i testowy dla tego typu maszyn (15 miesięcy). MOM to pierwsza misja na Marsie w Indiach i druga misja międzyplanetarna opracowana przez ISRO , po misji księżycowej Chandrayaan-1 .

Cele

Według indyjskiej agencji kosmicznej misja MOM musi przede wszystkim wykazać, że ISRO jest w stanie opracować statek zdolny do ucieczki z orbity Ziemi, przeprowadzając 300-dniowy tranzyt na Marsa, wchodząc na orbitę Marsa i przeprowadzając tam różne operacje. Celem jest zademonstrowanie zdolności Indii w dziedzinie telekomunikacji na duże odległości, nawigacji kosmicznej, planowania misji i rozwoju niezbędnych automatyzacji. Cel naukowy, w każdym razie ograniczony przez zmniejszoną ładowność , jest drugorzędny.

Niedawne misje na Marsie wykazały, że na powierzchni Marsa i wody pod ziemią znajdują się uwodnione minerały . Obecność metanu jest również sugerowana na podstawie mniejszej liczby obserwacji, ale nie sprecyzowano jeszcze procesu emisji tego gazu i lokalizacji jego źródła. Aby umożliwić nam postęp w zrozumieniu planety Mars, ważne jest również ilościowe określenie prędkości ucieczki z atmosfery Marsa, w szczególności dwutlenku węgla (CO 2) i wodę (H 2 O) i określić z wielką precyzją skład atmosfery Marsa dla wszystkich mas atomowych . Sonda marsjańska zawiera instrumenty naukowe, które muszą gromadzić dane przyczyniające się do spełnienia tych celów.

Charakterystyka techniczna

Mars Orbiter Mission wykorzystuje I-1K platformę realizowany przez indyjskie satelity geostacjonarne IRS / NSTAR jak również przez Chandrayaan-1 księżycowej sondy kosmicznej zmodyfikowanej w celu uwzględnienia marsjańskich warunkach. Jego konstrukcja jest wykonana z aluminium o strukturze plastra miodu dla części nośnych oraz z tworzywa sztucznego wzmocnionego włóknem węglowym . Sonda ma łączną masę 1360 kilogramów, w tym 852 kilogramy paliwa . Ten bardzo wysoki udział paliwa jest związany ze zmniejszoną mocą wyrzutni PSLV, która nie jest w stanie umieścić sondy kosmicznej na orbicie międzyplanetarnej; napęd sondy kosmicznej musi być wykorzystany do opuszczenia orbity okołoziemskiej, co wymaga przewiezienia dodatkowej ilości paliwa. W rezultacie, ładowność (instrumenty naukowe) reprezentuje szczególnie niewielki ułamek całkowitej masy sondy kosmicznej ( por tabeli po prawej stronie w porównaniu z MOM marsjańskiej orbiter Mars Express w Europejskiej Agencji Kosmicznej ). Napęd główny jest zapewniony przez pojedynczy silnika rakietowego w ciągu 440  niutonów wypalanie hypergolic mieszaniny z hydrazyną jednometylowego (MMH CH 6 N 2) i nadtlenek azotu (NTO, N 2 O 4). Energia elektryczna jest dostarczana przez jedno stałe skrzydło z trzema panelami słonecznymi o długości od 1,4 do 1,8 metra, wytwarzające ponad 750 watów na orbicie planety Mars. Kontrola położenia wykorzystuje cztery koła reakcyjne z momentem obrotowym 5  niutonometrów i osiem małych silników odrzutowych o ciągu 22 niutonów, które są również wykorzystywane do niewielkich korekt orbity i utrzymują orientację statku kosmicznego, gdy używany jest główny napęd.

Porównanie Mars Express / MOM
March Express MAMO
Masa całkowita 1120  kg 1360  kg
Ergole (% masy całkowitej) 457  kg (41%) 852  kg (63%)
Ładowność (% masy całkowitej) 173  kg (15%) 15  kg (1%)

W telekomunikacja przejść przez anteny parabolicznej do dużego przyrostu stałej do 2,2 metrów średnicy rozmieszczonych na orbicie z paneli słonecznych. Transmisje wykorzystują pasmo S z szybkością od 5 do 40  kilobitów na sekundę pomimo nadajnika o mocy 230 watów niezwykłej dla sondy kosmicznej. Anteny o średnim i niskim zysku zapewniają, że nawet jeśli sonda nie skieruje swojej anteny o dużym wzmocnieniu w kierunku Ziemi, będzie w stanie nadawać i odbierać. Dane są przechowywane w dwóch pamięciach masowych na półprzewodnikach, z których każda ma pojemność 16  gigabajtów . Komputer pokładowy wykorzystuje mikroprocesor MIL-STD-1750A  (en) używany przez wojsko amerykańskie w latach 80. XX wieku, który znajduje się również na pokładzie sond European Mars Express , Rosetta i Venus Express .

Platforma zaprojektowana dla orbit księżycowych i ziemskich została znacznie zmodyfikowana na potrzeby tej misji. Izolacja termiczna została wzmocniona, aby chronić środowisko bardziej oddalone od Słońca, a przez to zimniejsze. Ekranowanie elementów elektronicznych zostało wzmocnione, aby mogły wytrzymać promieniowanie o wartości 6  kilo radów lub 600  odcieni szarości . Główny ster strumieniowy LAM ( Liquid Apogee Motor ) jest szczególnie krytycznym elementem: jest rzeczywiście używany z jednej strony do umieszczenia sondy kosmicznej na jej trajektorii w kierunku Marsa po serii manewrów trwających miesiąc, az drugiej strony 10 miesięcy później. , aby wstawić MOM na orbitę Marsa. Jednak LAM był pierwotnie silnikiem apogeum zainstalowanym na satelitach geostacjonarnych, aby umieścić je na ich końcowej orbicie po manewrach trwających kilka tygodni. Aby zapewnić jego prawidłowe funkcjonowanie w ramach misji, inżynierowie ISRO podwoili obwód zasilania i zawory. Pierwszy obwód służy do odejścia z orbity okołoziemskiej, następnie ładunki pirotechniczne izolują go od zbiornika, aby zapobiec wyciekom, które mogłyby wynikać z silnie korodującego paliwa. Drugi obwód zasilania jest używany do manewrów wprowadzania na orbicie Marsa. Oprogramowanie zostało zmodyfikowane, aby umożliwić sondzie kosmicznej działanie autonomiczne, biorąc pod uwagę czas potrzebny sygnałom naziemnym na dotarcie do sondy kosmicznej (do 21 minut, gdy obie planety są w opozycji ).

Ładowność MOM, masa 15 kg i składa się z pięciu instrumentów naukowych opracowanych w Indiach:

Przebieg misji

Manewry na orbicie okołoziemskiej
Data manewru

( JT )

Czas trwania napędu Szczyt osiągnięty
5 listopada : uruchomić - 23,563  km
6 listopada 416  s 28,826  km
7 listopada 570,6  s 40183  km
8 listopada 707  s 71 623  km
11 listopada ? ( 35  m / s ) 78,722  km
12 listopada 303,8  s 118642  km
16 listopada 243,5  s 192.874  km
1 st grudnia 1,351  s ( 648  m / s ) orbita międzyplanetarna

Okno startowe do Mars Orbiter Mission otwiera się od 5 do26 listopada 2013. Ponieważ oryginalna wyrzutnia GSLV była w trakcie opracowywania, indyjska agencja kosmiczna musiała sięgnąć po słabszą wyrzutnię PSLV- XL, aby umieścić sondę kosmiczną o masie 1350 kilogramów na orbitę. PSLV nie ma możliwości wystrzelenia MOM-a bezpośrednio na Marsa. MOM zostaje uruchomiony5 listopadai umieszczony na bardzo eliptycznej orbicie Ziemi o wymiarach 23,566 × 246,9 kilometrów z nachyleniem 18 °, bardzo blisko orbity docelowej (23 000 × 250 kilometrów). W ciągu czterech tygodni od startu statek kosmiczny okrąża Ziemię siedem razy, wykorzystując swój silnik przy każdym przejściu przez perygeum, aby stopniowo podnosić swoją orbitę. Plik11 listopada, czwarta sekwencja odpalania zostaje przedwcześnie przerwana, ale ta anomalia jest korygowana, gdy następny perygeum mija następnego dnia. Plik1 st grudzień 2013, sonda kosmiczna musi po raz ostatni włączyć swój napęd główny, aby uciec przed przyciąganiem Ziemi i dostać się na ścieżkę prowadzącą na Marsa. Silnik rakietowy musi działać przez 1351 sekund (lub 22 minuty i 31 sekund), a sonda kosmiczna musi być przyspieszona o 648 metrów na sekundę.

Plik 24 września 2014po dziesięciomiesięcznym tranzycie sonda kosmiczna z powodzeniem wykorzystuje swój główny napęd, aby zmniejszyć prędkość o 1098,7  m / si wejść na orbitę 78 500 × 427 kilometrów wokół planety Mars w pobliżu celu (80 000 × 500 kilometrów). Bardzo eliptyczna orbita, którą pokonuje sonda kosmiczna w ciągu 75,8 godzin, wynika z ograniczenia masy, które nie pozwala jej na przeniesienie wystarczającej ilości paliwa, aby umieścić ją na orbicie kołowej. Planowany czas trwania misji raz jest od sześciu do dziesięciu miesięcy. ISRO ma dwie anteny o długości 18 i 32 metrów indyjskiej sieci kosmicznej do celów telekomunikacyjnych, zainstalowane w Byalalu (niedaleko Bangalore ). Jednak będzie również korzystać z sieci głębokiej przestrzeni kosmicznej NASA, gdy sonda marsjańska znajduje się poniżej horyzontu lub jeśli moc emisji sondy indyjskiej jest zbyt niska (sonda wykorzystuje anteny o niskim lub średnim wzmocnieniu).

Wyniki naukowe

Pierwsze naukowe wyniki misji MOM zostały opublikowane przez indyjską agencję kosmiczną w drugą rocznicę wczesnego przybycia sondy kosmicznej w pobliże Marsa październik 2016. Sonda kosmiczna, która zakończyła swoją podstawową misję, nadal działa doskonale. Przyrząd przeznaczony do tego zadania nie wykrył ani śladu metanu, ale ta obserwacja jest niewątpliwie jedynie odbiciem jego ograniczonej czułości. Aparat MOM wykonuje średnio cztery zdjęcia dziennie, a wykonanie pełnej orbity zajmuje nieco ponad trzy dni. Około 500 bardzo szczegółowych zdjęć powierzchni Marsa jest dostępnych online na stronie internetowej agencji kosmicznej.

Bibliografia

  1. (in) Chris Gebhardt, „  India's MOM spaceecraft przybył na Marsa  ” , Nasaspaflight.com,23 listopada 2014.
  2. (w) „  Manmohan formalnie ogłasza marsz Mission India  ” , The Hindu,15 sierpnia 2012.
  3. (w) Michael Banks, „  Indie ustawione na misję na Marsie w 2013 roku  ” , physicsworld.com,9 sierpnia 2012.
  4. (w) „  Marcowa misja Indii rozpocznie się w listopadzie 2013 r.  ” , Firstpost.com,18 września 2012.
  5. (en) JN Goswami i K. Radhakrishnan, „  Indian misja na Marsa  ” , Lunar and Planetary Science Conference,2013.
  6. (de) Bernd Leitenberger, "  Lunar and Planetary Science Conference  " ,2013.
  7. (w) „  ISRO: główne wyzwania  ” , ISRO (dostęp 23 listopada 2013 ) .
  8. (w :) Patrick Blau, „  Mars Orbiter Mission - Mission Mangalyaan Updates  ” , spaceflight101 (dostęp 23 września 2014 ) .
  9. (w) Emily Lakdawalla, „  Aktualizacje misji ISRO na Mars Orbiter: pięć instrumentów, które zostaną dostarczone w marcu  ” , Społeczeństwo planetarne,4 stycznia 2013.
  10. (w) „  Mars Orbiter Mission: najnowsze aktualizacje  ” , ISRO (dostęp: 22 listopada 2013 ) .
  11. (w) William Graham, „  Indie z powodzeniem uruchamiają drogę PSLV MOM na Marsa  ”, Lot kosmiczny NASA,5 listopada 2013.
  12. (w) TS Subramanian, "  Testy Mars Orbiter - wykazały naszą zdolność przewidywania: przewodniczący ISRO  " , Hindus,21 listopada 2013.
  13. (w) TS Subramanian, "  ISRO tworzy historię z misją na Marsie  " , Hindus,24 września 2014.
  14. (w) Sandhya Ramesh, "  Druga rocznica MOM na Marsie  " , Społeczeństwo planetarne,5 października 2016 r.

Źródła

Bibliografia

Zobacz też

Powiązane artykuły

Linki zewnętrzne