Avarijos kelyje į Marsą, arba Kas sutrukdė pasiekti Raudonąją kaimynę

Kosmosas Avarijos kelyje į Marsą, arba Kas sutrukdė pasi...

Marsas – vienas iš artimesnių Žemės kaimynų, todėl jau nuo senų laikų dažnai jį pasirenkame kaip kosminių misijų tikslą. Kelias iki šios planetos avaringas – yra net legenda, pasakojanti apie pabaisą, suėdančią drąsuolius, atvykstančius apžiūrėti Marso. Bėgant metams patirties daugėja, technologijos tobulėja, sėkmingų misijų statistika gerėja. Tačiau praradimų pasitaiko iki šiol. Žvilgtelėkime, kas dažniausiai yra toji pabaisa, trukdanti mums pažinti Marsą.

Raketų gedimai

Skrydis į Marsą, kaip ir visos kosmoso kelionės, prasideda nuo raketos. Jai sugedus, kelionė nutrūksta praktiškai neprasidėjusi, o ilgai konstruotą kosminį aparatą dažniausiai prarandame, taip ir nesužinoję, ko jis vertas.

Pirmasis Marso link pasukęs aparatas – „Mars 1“ – buvo jau ketvirtasis Sovietų Sąjungos bandymas; trys ankstesni krito iš dangaus dėl netinkamų raketų. Raketų gedimai yra sužlugdę ir kelis JAV vykdytos programos „Mariner“ bandymus pasiekti Marsą. Tačiau iš klaidų buvo mokomasi ir raketų patikimumas didėjo.

Paskutinė Marso misija nutrūkusi dėl raketos kaltės – 1996 m. „Mars 96“. Šiam aparatui nepavyko ištrūkti iš orbitos apie Žemę dėl netinkamai suveikusios paskutinės pakopos.

Kuro/dujų problemos

Ištrūkus iš orbitos apie Žemę, svarbu nepamiršti kuro. Degalinių kosmose dar neturim, o jis reikalingas keisti judėjimo trajektorijai, erdvinei orientacijai. Neretai nuo kuro kiekio priklauso ir tai, kaip ilgai galės tęstis misija. Todėl jo praradimas dažnai reiškia ir misijos pabaigą.

Jau minėtojo „Mars 1“ misijos metu iškart po paleidimo telemetriniai duomenys parodė, kad nuteka azotas. Jis buvo skirtas varikliukams, kontroliuojantiems aparato orientaciją. „Mars 1“ pavyko stabilizuoti įsukant. Tačiau maždaug po keturių mėnesių ryšys buvo prarastas.

Japonijos „Nozomi“ misija degalų nuotėkio problemą iš pradžių sprendė pasirinkdama ilgesnį maršrutą. Tačiau čia užklupo stiprūs Saulės žybsniai, pažeidę elektroniką. Taip aparatas prarado galimybę pašildyti degalus, skirtus orientacijos palaikymui. Tolstant nuo Saulės jie užšalo ir manevravimas tapo beveik neįmanomas. Misiją teko nutraukti.

Manoma, kad būtent kuro nuotėkis 1993 m. pražudė ir „Mars observer“. Su juo ryšys prarastas likus vos dviems dienoms iki numatyto perėjimo į orbitą apie Marsą. Labiausiai tikėtina, kad degalų tiekimo sistemoje kažkas įtrūko. Jei iš tiesų taip nutiko, nesimetriškai, dideliu slėgiu ištekančios dujos turėjo sukelti nekontroliuojamą aparato sukimąsi. Be to, „Mars observer“ buvo varomas hidrazinu, tad išsiliejęs kuras galėjo pažeisti prietaiso elektroniką.

Elektronikos gedimai

Būtent elektronika užtikrina bet kurio kosminio aparato gyvybę. Dėl jos veikia įvairūs moksliniai prietaisai, radijo ryšys, kompiuteriai – sistemos, būtinos sėkmingai misijai. Nepatikimų elektronikos komponentų veikimo pasekmes gerai iliustruoja aparatų „Mars“ nuo 4-tojo iki 7-tojo istorijos. Dar prieš paleidimą buvo aptikta, kad juose panaudoti tranzistoriai nekokybiški ir yra didelė ankstyvo gedimo rizika. Tačiau detalių keitimas būtų užtrukęs ir kiltų grėsmė, kad JAV aplenks SSRS. Todėl nuspręsta misijas leisti nieko nekeičiant. Rezultatai nelabai stebina:

Mars 4“ sugedo kompiuteris, todėl nepavyko pereiti į orbitą aplink Marsą. Aparatas duomenis siuntė tik praskriejimo metu.

Mars 5“ tranzistoriai atlaikė kelionę ir elektronika veikė gana sėkmingai.

Mars 6“ dar pakeliui į Marsą, dėl gedimo radijo ryšio sistemoje, nustojo siųsti telemetrinę informaciją apie savo sistemas. Todėl misijos valdytojai nusprendė nebesiųsti jam jokių naujų komandų.

Laimei, Marsą pavyko pasiekti vykdant iš anksto įrašytą programą. Nuleidžiamasis modulis sėkmingai siuntė informaciją iki paskutinių nusileidimo etapų. Tačiau po to – dingo. Spėjama, kad sugedo ir nuleidžiamojo modulio radijo elektronika, arba jis nutūpė ant nelygaus paviršiaus.

Mars 7“ taip pat neturėjo patikimo radijo ryšio. Galiausiai dėl tranzistorių gedimo reikiamu metu nesuveikė variklis ir aparatas tiesiog praskriejo pro Marsą.

Manoma, kad elektronikos gedimai galėjo nutildyti ir pirmąjį Marse minkštai nusileidusį aparatą „Mars 3“. Jis paviršiuje veikė vos keliolika sekundžių. Gedimo priežastis nežinoma, bet įtariama, kad tuo metu siautusi stipri dulkių audra galėjo sukelti vainikinį išlydį, kuris būtų sugadinęs radijo ryšio aparatūrą.

Programavimo klaidos

Gerai veikiantys kompiuterio tranzistoriai dar ne viskas – skrydį gali sužlugdyti ir klaidos programoje. Siekiant to išvengti, prieš įrašymą ar persiuntimą jau paleistam aparatui, kodas tikrinamas simuliatoriuose. Tačiau simuliatorius ne visada tiksliai atkuria realias sąlygas, ir kritinės programos klaidos gali likti nepastebėtos.

Lemtingų programavimo klaidų sąrašą, galima sakyti, pradėjo „Mars 2“ pražuvęs nuleidžiamasis aparatas. Prieš nusileidimą kompiuteris bandė atlikti galutinę trajektorijos korekciją, nors trajektorija ir taip buvo gera. Dėl to ją sugadino ir nuleidžiamasis modulis įskriejo į Marso atmosferą blogu kampu ir trenkėsi į paviršių, dar nespėjęs išskleisti parašiutų. Klaida anksčiau buvo nepastebėta dėl darbų skubos ir nepakankamo testavimo.

Manoma, kad dėl programos klaidos buvo prarasti „Fobos 2“ ir „Fobos-Grunt“. Panašiai atsitiko ir misijai „Fobos 1“, nors čia susidėjo du dalykai: programos klaida ir nusiųsta neteisinga komanda.

Kitus du aparatus nesėkmė ištiko, nes programa nepakankamai įvertino daviklių duomenis. „Mars Polar Lander“ dingo jau leidimosi Marse metu. Greičiausiai jis sudužo, nes kompiuteris pamanė, kad aparatas jau nusileido ir per anksti išjungė stabdymo variklius. Programoje nebuvo numatyta pakankamai priemonių, kaip atmesti laikinus ir apgaulingus kontakto su paviršium daviklių signalus.

Tuo metu naujausio bandymo nusileisti Marse – ESA/Roscosmos „Schiaparelli“ – kompiuteris į skaičiavimus įtraukė blogus daviklio duomenis, atsiradusius dėl neplanuotai greito sukimosi išskleidžiant parašiutą. Neįvertinęs kitų daviklių parodymų, kompiuteris apskaičiavo, kad aparatas yra žemiau paviršiaus lygio todėl pasimetė – atkabino parašiutą, o stabdymo variklius įjungė vos 3 sekundėm. Aparatas vožėsi į paviršių beveik iš 4 km aukščio.

„Mars Reconnaissance Orbiter“ darytose nuotraukose matosi „Schiaparelli“ sudužimo vieta (viršuje), parašiutas (apačioje kairėje) ir karščio skydas (apačioje dešinėje). Šaltinis: NASA/JPL-Caltech/Univ. of Arizona

Tiesa, šios misijos nuostoliai gana nedideli: „Schiaparelli“ pagrindinė užduotis ir buvo išbandyti leidimosi technologijas. Gauti telemetrijos duomenys leis išvengti klaidų kuriant naujus nuleidžiamuosius Marso aparatus.

Mechaniniai gedimai

Jungtinės karalystės siųstas „Beagle 2“ gana tradiciškai dingo nusileidimo metu. Iš vėliau darytų nusileidimo vietos nuotraukų spėjama, kad aparatas nusileido sėkmingai, tačiau ryšio su juo užmegzti nepavyko, nes nepilnai išsiskleidę Saulės kolektoriai užblokavo anteną.

„Mars Reconnaissance Orbiter“ darytoje nuotraukoje matomas objektas greičiausiai yra nusleidimo metu dingęs „Beagle 2“. Šaltinis: NASA/JPL-Caltech/Univ. of Arizona/University of Leicester

Skaičiavimo klaidos

Turbūt viena garsiausių klaidų kosmoso tyrimų istorijoje pražudė JAV siųstą „Mars Climate Orbiter“. Apskaičiuojant trajektorijos korekcijos manevrą, skirtą aparato įvedimui į orbitą apie Marsą, buvo sumaišyti metrinės matų sistemos ir JAV vienetų sistemos vienetai. Dėl to, po manevro, „Mars Climate Orbiter“ atsidūrė 57 km aukštyje virš Marso paviršiaus, vietoj numatytų 140 km, ir tankiuose atmosferos sluoksniuose virto ugnies kamuoliu.


Parengta pagal:

solarsystem.nasa.gov/missions/target/mars
nssdc.gsfc.nasa.gov/nmc/SpacecraftQuery.jsp
Misijų į Marsą sąrašas Vikipedijoje
The Difficult Road to Mars. A Brief History of Mars Exploration in the Soviet Union By V.G. Perminov

Techo naujienos į Jūsų el. pašo dėžutę: