Низкая орбита позволяла держаться «Фобос-Грунту» в полете еще нескольких недель, но пусковое окно к Марсу закрывалось гораздо быстрее. Надежды на успешный пуск к Марсу таяли с каждым днем, но создатели межпланетной станции продолжали борьбу за свое детище. Теперь, при каждом удобном пролете над российскими наземными станциями, в сторону аварийного аппарата неслись запросы, чтобы оценить его готовность к приему команд, и готовились аварийные программы для возвращения к нормальной жизни бортового вычислительного комплекса и его старта к Марсу. В другом полушарии то же самое пытались сделать европейские коллеги на станции космической связи в Перте (Австралия).
Ответ удалось получить только через две недели – 23 ноября. Во время пролета над освещенной стороной Земли, когда солнечные батареи могли питать бортовую сеть, из Австралии смогли получить ответ от станции: по громкой связи специалисты Байконура слышали ликование европейских коллег. Анализ телеметрии показал, что «Фобос-Грунт» находится в аварийном режиме работы, и его бортовой вычислительный комплекс работает только тогда, когда есть солнечный свет на батареях. В это время над Россией проходила ночная часть орбиты, а значит все попытки связи и отправки команд оказались бесполезны.
Орбита космического аппарата постепенно снижалась. Тормозящее воздействие атмосферы возрастало с каждым витком. Еще через неделю наблюдатели заметили начало разрушения станции – от нее отделилось один или два фрагмента. Полет продолжался, и нескольким астрономам любителям удалось произвести съемку аппарата. «Фобос-Грунт» летел с развернутыми солнечными батареями, подтверждая успешное начало работы на орбите. На некоторых кадрах удалось разглядеть даже отделяемый топливный бак, который должен был отделиться после первого включения двигателя, но так и остался в составе аппарата.
«Фобос-Грунт» вошел в плотные слои земной атмосферы 15 января 2012 года на 1097-м витке вокруг Земли. Он распался где-то над Тихим Океаном или Южной Америкой.
После завершения всех спасательных работ, когда судьба второй российской автоматической межпланетной станции была решена, встал главный вопрос о причинах аварии. Первое время винили программную ошибку на этапе построения ориентации по звездным датчикам, перед первым пуском маршевой двигательной установки. Была даже попытка обвинить американских военных в воздействии на космический аппарат. По мнению, высказанному главой Роскосмоса Владимиром Поповкиным, «Фобос-Грунт» мог попасть в излучение радара, которым американская станция облучала пролетающий поблизости астероид 2005 YU55 с целью зондирования. Но последующий более глубокий анализ телеметрии и моделирование на наземном макете бортового вычислительного комплекса позволил отсечь лишние и определить более убедительную причину.
Главной причиной аварии признали несовершенство конструкции космического аппарата. Первоначальный сбой бортового вычислительного комплекса был вызван воздействием космической радиации – тяжелой заряженной частицы. Такие частицы не редкость в космосе: что в межпланетном пространстве, что на околоземной орбите. Из-за высоких энергий таких частиц защититься от радиации практически невозможно, мы и наша техника на Земле прикрыты десятками километров атмосферы, а в космосе конструкторы предусматривают различные методы защиты от сбоев, вызываемых такими частицами. Для повышения надежности обычно используют два бортовых вычислительных комплекса, которые страхуют друг друга. Возможно применение специальных алгоритмов определения ошибок в программе. Электронику для космических аппаратов тоже используют специальную, военного или космического исполнения, которое обеспечивает более стабильную работу в потоках космического излучения.
«Фобос-Грунт» имел дублированный бортовой вычислительный комплекс, в котором использовалась электроника военного назначения. Российские ГОСТы это позволяют. Космическая электроника имеет высокую стоимость, поэтому конструкторы вынуждены были прибегнуть к такому выбору из-за ограниченности бюджета. В чем конструкторы бортового вычислительного комплекса просчитались, так это во внутренней компоновке. Два дублированных полукомплекта вычислительного комплекса располагались близко друг к другу, в параллельных плоскостях, в результате одна космическая частица пробила оба полукомплекта сразу и привела к прекращению программы полета и перезагрузке компьютера. Космический аппарат еще сохранял полную работоспособность и ждал команд с Земли, но из-за невозможности установить связь на низкой орбите эту команду передать не удавалось.
Позже выяснилось, что пробитые микросхемы оперативного запоминающего устройства относились как раз к тому типу, который наиболее уязвим именно к такого рода излучениям.
Согласно заключению госкомиссии, авария произошла «вследствие недооценки фактора космического пространства разработчиками и создателями межпланетной станции». Виновные в просчете сотрудники НПО имени Лавочкина были привлечены к административной ответственности.
Таким образом, виновными назвали разработчиков космического аппарата, которые выбрали слабые микросхемы и не предусмотрели возможности связи на низкой околоземной орбите. При этом никто не вспомнил, что их решения определялись не их желанием или компетенцией, а бюджетом и поставленными сроками. Тут можно вспомнить марсианскую аварию, которая произошла за десятилетие до «Фобос-Грунта»: американский научный зонд Mars Polar Lander должен был впервые совершить посадку в полярных регионах Марса, изучить грунт и местный лед, провести климатические наблюдения. Аппарат успешно стартовал с Земли, но после входа в атмосферу Марса связь с ним прервалась. Миссия погибла по невыясненной причине, а госкомиссия главной причиной неудачи назвала недофинансирование и давление сроков. Конструкторов и программистов к административной ответственности не привлекали, а увеличили бюджет и через 4 года. Они реализовали сверхуспешную экспедицию двух марсоходов Spirit и Opportunity, один из которых работает по сей день – пятнадцатый год.
Полет «Фобоса-Грунта» показал, что сегодня российская межпланетная космонавтика совсем не та, которая досталась в наследство от СССР. Стало ясно, что требуется тренировка, повторение прежних успехов и реализация более простых проектов для отработки новой технологии и получения опыта молодыми инженерами. Следующая серия межпланетных станций – «Луна-25-26-27» («Луна-Глоб», «Луна-Глоб-2», «Луна-Ресурс») по задачам полета повторяют «Луну-9», «Луну-10», «Луну-16» 60-х годов прошлого века, хотя для них предусмотрена более сложная схема полета и научная программа.
Результатом полета «Фобос-Грунт» стал перенос или отмена последующих межпланетных аппаратов, которые готовились к реализации на платформе «Фобос-Грунт»: полет к астероиду Апофис отменили, посадку на Венеру перенесли на 15 лет, практически забыты несколько марсианских проектов, в том числе «Марс-Грунт».
Россия поддержала европейскую программу «ЭкзоМарс» и в ней надеется взять свой марсианский реванш. Программа включает два запуска российскими ракетами: первый этап – спутник TGO, который уже успешно работает на орбите у Марса, второй этап – марсоход, который будет садиться на российской посадочной платформе в 2021 году.
Работа в проекте «Фобос-Грунт» стала практической школой для молодого поколения инженеров предприятия. Они взялись под руководством немногочисленных опытных специалистов решать уникальные для отечественной космонавтики задачи: создание системы посадки на базе лазерного высотомера, лидара и телевизионной стереосистемы. Разрабатывали различные варианты манипуляторного грунтозаборного устройства и даже своеобразного искусственного интеллекта, способного самостоятельно, без указания с Земли, выбирать наиболее интересные образцы грунта. Их труды и приобретенные знания должны воплотиться в запуске «Фобос-Грунт-2», который включен в Федеральную космическую программу на 2015–2025 годы под названием «Экспедиция-М». Однако активная подготовка станции к полету начнется только после успешной посадки «Луны-25» в 2019 году, и европейского марсохода Paster в 2021-м.
Глава первоначально подготовлена для познавательного журнала «Вокруг Света», и опубликована под названием «Ставка на красное».
Страница: http://www.vokrugsveta.ru/article/261547/
4.7. Mars Orbiter Mission: индийский Марс
Индия может! Именно это можно сказать по результатам работы индийской автоматической межпланетной станции на орбите Марса. Mars Orbiter Mission или сокращенно MOM создан в самые короткие сроки и обошелся в рекордно малую сумму. Если говорить только о спутнике, то на его разработку потратили всего
Mars Orbiter Mission
25 миллионов долларов. При этом он успешно долетел и несколько лет исправно шлет цветные фотографии Красной планеты.
MOM вращается на сильно вытянутой (высокоэллиптической) орбите, как ни один марсианский спутник. Эта орбита позволяет ему осматривать всю планету как с расстояния 75 тысяч километров, так и с высоты 375 километров. На аппарате установлены 5 научных приборов, один из которых – цветная фотокамера. Пробный кадр сделали еще на земной орбите, правда, качество, прямо сказать, невысокое.
Первое фото с орбиты Марса подтвердило работоспособность аппарата, но вызвало язвительные комментарии интернет-пользователей в стиле «моя мобила снимает лучше».
Следующие кадры оказались нагляднее. На снимках можно было рассмотреть структуру атмосферы и весеннюю пыль, которая висит в южном полушарии. При наступлении теплого времени года на полярных шапках тает углекислотный лед, от чего поднимаются мощные ветра.
Снимок полного «глобуса» с расстояния 74,5 тысяч километров показал больше облаков у северного полюса.
Несмотря на низкое разрешение снимков, индийский аппарат показывает нам Марс, как никто другой. Американские и европейские спутники снимают с низкой орбиты камерами высокого разрешения и не могут охватить всю планету, индийские марсианские кадры хороши именно с эстетической точки зрения. Аналогичные ракурсы съемки дает только маленькая «веб-камера» на европейском спутнике Mars Express, но у нее качество съемки совсем уж невысокое.