Марс - Красная Звезда
Заходите к нам на форум: задавайте вопросы - получайте ответы!
Исследование Солнечной Системы - Марс
 Исследователи
Миссии до 2012 г.
Страница: Космос станции, Mars Global Surveyor (Part #1, Part #2, Part #3, Part #4, Part #5), Mars Odyssey (Part #1, Part #2, Part #3, Part #4, Part #5, Part #6, Part #7), Разведчик MRO (Part #1.1, Part #1.2, Part #2, Part #3, Part #4, Part #5, Part #6, Part #7, Part #8), Mars Express (Part #1, Part #2, Part #3, Part #4, Part #5, Part #6), Миссия Phoenix (Part #1, Part #2, Part #3.1, Part #3.2, Part #3.3, Part #3.4), Фобос-Грунт (Part #1, Part #2, Part #3);
Марс - красная звезда
Mars Odyssey

Начало пути к Марсу

    7 апреля 2001 г. в 15:02:21.860 UTC (11:02:22 EDT) со стартового комплекса SLC-17A Станции ВВС США «Мыс Канаверал» стартовой командой компании The Boeing Co. при участии боевых расчетов 45-го Космического крыла ВВС США был выполнен пуск РН Delta 2 (вариант 7925 с обтекателем диаметром 9.5 футов, 284-й пуск РН семей ства Delta) с американской АМС 2001 Mars Odyssey («Одиссея к Марсу - 2001»).

«Полет к Марсу - трудное дело. Это не к бабушке в гости съездить. Мы сделали все, что могли. Единственное, чего мы не можем сделать, - предотвратить невезение».
Эдвард Вейлер, руководитель Управления космической науки NASA
MARS ODYSSEY

    Через 10 мин после старта вторая ступень РН вышла на опорную орбиту высотой 195x215 км с наклонением около 52° и в течение 12 мин совершала ориентированный полет по ней. Дальнейшие события происходили над странами Балканского полуострова, в зоне радиовидимости наземных станций в Оукхэнгере (Британия), Фучино (Италия) и на Крите. Вторая ступень включилась во второй раз и проработала 51 сек. Затем отделился стабилизированный вращением разгонный блок PAM-D, его двигатель включился и отработал 88 сек, придав станции необходимую отлетную скорость 11.5 км/с. Из-за каких-то неисправностей телеметрия на этом участке траектории не поступала, и все участники пуска очень волновались. И только через 31 мин после старта через станцию в Омане были по лучены данные о штатном отделении КА на высоте 1575 км. А в 15:55 UTC 34-метровая антенна Сети дальней связи NASA в районе Канберры (Австралия) приняла сигналы с АМС.

MARS ODYSSEY
Таблица 1: Расчетная циклограмма запуска КА 2001 Mars Odyssey носителем Delta 2
Время от старта
Событие
  -05:00
Переход на бортовое питание
  -02:00
Наддув баков жидкого кислорода
  00:00.0
Включение 6 стартовых ускорителей. Старт
  00:32
Скорость M=1
  00:48
Максимальный скоростной напор
  01:03.1
Прекращение работы 6 стартовых ускорителей
  01:05.5
Включение 3 стартовых ускорителей
  01:06
Сброс 3 отработавших ускорителей
  01:07
Сброс 3 отработавших ускорителей
  02:09
Прекращение работы 3 стартовых ускорителей
  02:11.5
Сброс 3 отработавших ускорителей
  04:23.4
Отсечка двигателя RS-27A 1-й ступени
  04:31.4
Отделение 1-й ступени
  04:36.9
Включение двигателя AJ10-118K 2-й ступени
  04:42.0
Сброс головного обтекателя
  10:03.7
Выключение двигателя 2-й ступени.
Полет по опорной орбите
  22:24.0
Второе включение двигателя 2-й ступени
  23:15.4
Выключение двигателя 2-й ступени.
Промежуточная орбита
  24:05
Раскрутка 3-й ступени
  24:08.4
Отделение 2-й ступени
  24:45
Включение двигателя 3-й ступени
  26:13.1
Выключение РДТТ Star 48B 3-й ступени
  30:55
Замедление вращения связки
  31:00.4
Отделение КА
  31:43
Начало развертывания панелей СБ (до 36:09)
  36:55
Начало ориентации КА
  42:26
Начало разворота для сеанса связи
  45:30
Включение передатчика
  51:38
Прием сигнала в Канберре
  56:38
Опрос состояния КА
MARS ODYSSEY

    Панели солнечной батареи «Одиссея» уже раскрылись, ориентация была нормальной.
    Подробная расчетная циклограмма пуска приведена в таблице 1. Кроме названных выше, пуск обеспечивали наземные станции ВВС США в штате Нью-Гемпшир и на о-ве Диего-Гарсия.
    2-я ступень «Дельты» после выжигания остатков топлива осталась на орбите с наклонением 40.0° и высотой 172x1808 км. Таким образом, в результате этого запуска появилось три новых космических объекта: станция 2001 Mars Odyssey, разгонный блок PAM-D и 2-я ступень РН. В каталоге Космического командования США эти объекты получили номера 26734, 26735 и 26739 соответственно.
    Лишь через несколько дней, разобравшись наконец с тем, куда делся запущенный в один день с «Одиссеем» российский «Экран-М», КК США дало им правильные международные обозначения от 2001-013A до 2001-013C.

Задачи экспедиции

    2001 Mars Odyssey - это то немногое, что осталось от обширных планов NASA на астрономическое окно 2001 г. В этот период планировалось запустить к Марсу орбитальный аппарат Mars Surveyor 2001 Orbiter, посадочный аппарат Mars Surveyor 2001 Lander и на его борту – марсоход Marie Curie. В результате расследования причин гибели станции Mars Polar Lander при попытке посадки на Марс 3 декабря 1999 г. были выявлены серьезные дефекты конструкции, повторенные и на посадочной станции 2001 г., – и ее запуск пришлось отменить.
    Изменения, внесенные в конструкцию орбитальной станции 2001 г. после потери предыдущего орбитального аппарата Mars Climate Orbiter (MCO), были минимальны. В сентябре 2000 г. станции Mars Surveyor 2001 Orbiter было дано новое имя 2001 Mars Odyssey (MO-2001). В сообщении NASA от 28 сентября 2000 г. оно было связано с ролью станции как первого аппарата к Марсу в XXI веке и с книгой Артура Кларка и знаменитым фильмом «2001: A Space Odyssey», и говорилось, что сэр Артур Кларк «горячо одобрил» его.
    Задачи миссии MO-2001 таковы:

    > Глобальное картирование элементного состава поверхности Марса;
    > Определение количества водорода (лед, вода) в тонком поверхностном слое;
    > Исследование минералогии поверхности с высоким пространственным и спектральным разрешением;
    > Изучение морфологии поверхности Марса и геологических процессов, которые ее сформировали;
    > Получение данных для планирования мест посадки следующих АМС;
    > Описание радиационной обстановки вблизи Марса для оценки риска пилотируемой экспедиции.

    Станция разработана и изготовлена специалистами компании Lockheed Martin Astronautics (Денвер, Колорадо) на средства Управления космической науки NASA под контролем Лаборатории реактивного движения (JPL). Группа управления состоит из представителей JPL, Калифорнийского технологического института и Lockheed Martin. Научная аппаратура станции изготовлена университетами и лабораториями США, а прибор HEND – Институтом космических исследований Российской академии наук (ИКИ РАН).

Конструкция

    Стартовая масса КА 2001 Mars Odyssey - 725.0 кг, из которых 331.8 кг – сухая масса станции, 44.5 кг приходится на научную аппаратуру, а 348.7 кг – масса заправленного топлива. Аппарат похож по конструкции на запущенную двумя годами раньше станцию MCO, но почти на 100 кг тяжелее и потому использовал не облегченный вариант «Дельты» (7425), а стандартный (7925). Использование более дешевого носителя для запуска 1998 г. преподносилось тогда как большое достижение NASA; применение стандартной «Дельты» для станции 2001 г. не сопровождалось комментариями.

    1 – датчики гамма спектрометра GRS;
    2 – солнечная батарея;
    3 – антенна высокого усиления HGA;
    4 – аппаратура радиационного контроля MARIE;
    5 – звездные датчики;
    6 – детектор высоких энергий HEND;
    7 – антенна ретранслятора;
    8 – многоспектральная камера THEMIS;
    9 – штанга;
    10 – датчики гамма спектрометра;
    11 – жалюзи передатчика (2 шт);
    12 – бак наддува;
    13 – топливный бак (2 шт);
    14 – выключатели аккумуляторов;
    15 – нейтронный спектрометр NS;
    16 – аккумулятор.
MARS ODYSSEY

    В стартовом положении аппарат имеет размеры 2.2x2.6x1.7 м, длина развернутой солнечной батареи – 5.8 м. Как и MCO, он состоит из двух основных отсеков – двигательной установки и приборного отсека. Последний имеет в своем составе платформу служебного оборудования и платформу научной аппаратуры. Основные материалы конструкции – алюминий и титан. Отличительной чертой MO-2001 является развертываемая 6-метровая штанга, на которой размещены датчики гамма-спектрометра GRS.

MARS ODYSSEY

    В состав ДУ входят основной двигатель тягой 640 Н (65.3 кгс, гидразин + азотный тетраоксид), четыре двигателя подсистемы ориентации тягой по 5 фунтов (2.3 кгс) для разворотов станции и коррекций и четыре двигателя малой тяги (0.2 фунта, 0.09 кгс) для стабилизации КА, а также баки компонентов и гелия для наддува, трубопроводы, фильтры и пироклапаны.
    В состав подсистемы электропитания входит трехсекционная солнечная батарея площадью 7 м2 с фотоэлектрическими преобразователями на арсениде галлия, блок распределения питания, никель-водородная аккумуляторная батарея емкостью 16 А·час, блок пиротехнических инициаторов для управления клапанами и приводами солнечной батареи и антенны HGA.
    В число механизмов, питаемых от СЭП, входят четыре устройства фиксации солнечной батареи и ее двухстепенной привод, используемый после развертывания панелей СБ. Антенна HGA фиксируется специальными механизмами во время выведения, перелета и аэродинамического торможения. В период измерений на орбите спутника Марса антенна ориентируется с помощью двухстепенного привода. К числу бортовых механизмов относится также устройство фиксации и развертывания штанги гамма-спектрометра.
    Термоконтроль осуществляется с помощью набора нагревателей, радиаторов, жалюзи, экранно-вакуумной теплоизоляции и специальной краски.
    Подсистема ориентации и навигации GN&C (Guidance, Navigation and Control) использует три резервированные пары датчиков. Основным средством определения ориентации является звездная камера. В промежутках между ее опросами ориентацию отслеживает инерциальный измерительный блок. Наконец, солнечный датчик служит резервным средством определения направления на Солнце. Исполнительными органами подсистемы являются четыре маховика – три рабочих и один резервный, а также двигатели ориентации.
    Подсистема управления и обработки данных C&DH (Command and Data Handling) имеет в своем составе дублированный радиационно-стойкий управляющий процессор RAD6000 со 128 Мбайт оперативной памяти и ПЗУ емкостью 3 Мбайт. Для временного хранения данных с видеосистемы служит отдельная незадублированная карта памяти емкостью 1 Гбайт. Через необходимые интерфейсы процессор управляет подсистемами и научной аппаратурой КА и принимает с нее информацию.

MARS ODYSSEY
Таблица 2: Массовая сводка по КА
Подсистема
Масса, кг
  Электропитания
  86.0
  Терморегулирования
  20.3
  Ориентации и навигации
  23.4
  Управления и обработки данных
  11.1
  Связи
  23.9
  Двигательная установка
  49.7
  Элементы конструкции
  81.7
  Механизмы
  24.2
  Научная аппаратура
  44.5
MARS ODYSSEY

    В подсистему связи входят средства связи с Землей в диапазоне X и аппаратура приема сигналов с посадочных аппаратов в диапазоне UHF. Аппарат имеет антенны малого, среднего и высокого усиления (LGA, MGA и HGA соответственно). Скорость передачи информации – 5 кбит/с. Массовая сводка по КА приведена в таблице 2. Суммирование по системам дает 320 кг, что несколько меньше приведенного выше значения.

Научная аппаратура

    На борту MO-2001 установлены три научных прибора: комплекс GRS, камера THEMIS и аппаратура радиационного контроля MARIE. Однако точнее было бы сказать, что их пять. Дело в том, что комплекс аппаратуры GRS фактически состоит из трех инструментов, выполняющих общую задачу, - собственно гамма-спектрометра GRS, детектора нейтронов высоких энергий HEND и нейтронного спектрометра NS. THEMIS, GRS, HEND, NS и звездные камеры размещены на верхней стороне платформы научной аппаратуры. Центральный электронный блок GRS находится на ее нижней стороне. Аппаратура MARIE размещена внутри КА на платформе служебной аппаратуры. Данные о массе и энергопотреблении научной аппаратуры «Одиссея» приведены в таблице 3. В других источниках параметры приборов несколько отличаются.

MARS ODYSSEY
    Американская программа исследований Марса направлена на решение следующих основных задач:
    > определить, существовала ли на Марсе жизнь;
    > охарактеризовать климат Марса;
    > охарактеризовать геологию Марса;
    > подготовиться к исследованию Марса людьми.
MARS ODYSSEY

    Основная цель комплексного эксперимента GRS – построение глобальной карты распространенности 20 основных породообразующих элементов в приповерхностном слое Марса с точностью до 10% и пространственным разрешением порядка 300 км.
    Научным руководителем эксперимента является Уилльям Бойнтон (William V. Boynton) из Лунной и планетной лаборатории Университета Аризоны.
    Когда солнечные и галактические космические лучи проникают в поверхность планеты на глубину 1–3 м, генерируется большое количество быстрых нейтронов. Они выходят на поверхность, взаимодействуя с лежащим «по пути» веществом. При этом генерируются гамма-лучи, спектр которых для основных породообразующих минералов может быть детально рассчитан и сопоставлен с наблюдаемым – а следовательно, определяется состав и морфология поверхности.
    С относительно тяжелыми ядрами (16O, 14Si, 26Fe, 20Ca и др.) быстрые нейтроны взаимодействуют преимущественно через реакции неупругого рассеяния, а в гамма-спектре присутствуют в основном линии возбужденных ядер этих элементов. В то же время ядра водорода и других легких элементов эффективно замедляют нейтроны до тепловых энергий. Затем тепловые и эпитепловые нейтроны захватываются ядрами, порождая иной набор гамма-линий, нежели от возбуждения быстрыми нейтронами. Наконец, в грунте Марса имеются естественные радиоактивные элементы 40K, 92U и 90Th, порождающие в гамма-спектре собственные линии.

MARS ODYSSEY
Таблица 3: Характеристики научных приборов
Прибор
Масса, кг
Размеры, см
Энергопотр-е, Вт
GRS
30.2
46.8x53.4x60.4
32
THEMIS
11.0
54.5x34.9x28.6
17
MARIE
3.3
29.4x23.2x10.8
7
MARS ODYSSEY

    Итак, для корректного описания состава грунта Марса необходимо, во-первых, измерять спектр гамма-излучения с высоким разрешением, а во-вторых – спектр нейтронного альбедо (вышедших вторичных нейтронов) в широком диапазоне энергий, от тепловых до нескольких МэВ.
    Проведенные с советских станций «Марс-5» (1974) и «Фобос-2» (1989) измерения потока гамма-лучей сцинтилляционными детекторами не позволили еще детально проанализировать элементный состав вещества. Необходимое спектральное разрешение мог обеспечить гамма-спектрометр с детектором из высокочистого германия. Но две попытки провести такие исследования сорвались ввиду гибели космических аппаратов: в 1992 г. гамма-спектрометр GRS (Gamma Ray Spectrometer) был запущен на американской станции Mars Observer, а в 1996 г. с «Марсом-96» был утерян российско-американский гамма-спектрометр ПГС.
    Для станции MO-2001 впервые был разработан комплекс, в состав которого вошли гамма-спектрометр GRS и два прибора для измерения потока нейтронов – американский нейтронный спектрометр NS (Neutron Spectrometer) для детектирования тепловых и эпитепловых нейтронов и российский детектор нейтронов высоких энергий HEND (High Energy Neutron Detector).
    Второй целью эксперимента GRS является поиск воды или водяного льда в поверхностном слое Марса. Дефицит быстрых нейтронов, сопровождающийся увеличением потока тепловых нейтронов из конкретного района, говорит о наличии в грунте водорода. А наиболее вероятное соединение, в которое он может входить, – это вода. Такие районы являются перспективными для исследования посадочными аппаратами, для забора образцов грунта и для производства компонентов ракетного топлива для сложных беспилотных и пилотируемых экспедиций.
    Дополнительно спектрометр GRS будет использован для регистрации космических гамма-всплесков и солнечных вспышек на трассе перелета. Значительное удаление прибора от Земли позволит определять направление на источник вспышки с точностью до нескольких угловых минут и, возможно, «поймать» его на фазе послесвечения. Разнесение датчиков также позволит строить стереоскопическое изображение активных областей Солнца и трехмерную модель генерации жесткого электромагнитного и корпускулярного излучения в них.
    Наконец, по соотношению 40K/92U можно оценить температуру протопланетного вещества и тем самым прояснить обстоятельства образования планеты Марс.
    Разработка гамма-спектрометра GRS для MO-2001 началась в августе 1997 г. на базе прибора станции Mars Observer. Чтобы гамма-излучение самого КА не мешало измерениям, головка гамма-датчика (48x26 см) установлена на 6-метровой штанге, которая развертывается на рабочей орбите спутника Марса.
    Детектор размером 67x67 мм на высокочистом германии 32Ge охлаждается до 85 К. Поле зрения прибора составляет 170°, энергетический диапазон – от 0.03 до 8 МэВ (по другим данным, 0.2–16 МэВ), число каналов спектрометра – 16000, спектральное разрешение 10-3. Центральный электронный блок размером 28.1x24.3x23.4 см имеет 386-й процессор и принимает данные с GRS, NS и HEND со скоростью 2.5 кбит/с. GRS позволит измерить распределение около 20 основных элементов – кремний, кислород, железо, магний, калий, алюминий, кальций, сера, углерод и др.
    Прототип нейтронного спектрометра NS был разработан в Лос-Аламосской национальной лаборатории Министерства энергетики США еще в середине 1980-х годов в рамках программы Стратегической оборонной инициативы. Похожий инструмент работал в 1998–1999 гг. на станции Lunar Prospector. Нынешний эксперимент проводится под руководством Уилльяма Фельдмана (William C. Feldman). Прибор для измерения потока тепловых и эпитепловых нейтронов с поверхности Марса предназначен для поиска воды, отслеживания сезонных изменений ледяных шапок и картирования железа в составе базальтовых лав.
    В состав NS входит четырехсекционный сцинтилляционный детектор BC454 с чувствительностью по массовой доле водорода на уровне 10-3 в слое толщиной 1 м. Габаритные размеры NS – 17.3x14.4x31.4 см.
    Детектор нейтронов высоких энергий HEND для измерения потоков эпитепловых, резонансных и быстрых нейтронов создан в Лаборатории космической гамма-спектроскопии ИКИ РАН по контракту с Росавиакосмосом в соответствии с Федеральной космической программой России. Прибор установлен на борт КА 2001 Mars Odyssey в соответствии с Исполнительным соглашением между NASA и Росавиакосмосом.
    Основными регистрирующими устройствами прибора являются три пропорциональных счетчика с 3He (большой LD, средний MD и малый SD) и сцинтилляционный блок с двумя сцинтилляторами. Счетчики отличаются толщиной замедлителя (полиэтилен) и конструкцией кадмиевого экрана: у LD он внутренний, у остальных счетчиков – внешний. Пропорциональные счетчики детектируют нейтроны с энергиями 0.4–1.0 эВ, 1.0 эВ – 1.0 кэВ и 1.0 кэВ – 1.0 МэВ.
    Внутренний сцинтилляционный детектор SC/IN на основе кристалла стильбена регистрирует быстрые нейтроны с энергиями 0.3–10.0 МэВ на основе регистрации протонов отдачи; при этом гамма-кванты с энергиями 60.0 кэВ – 2.0 МэВ регистрируются отдельно. Внешний детектор SC/OUT на основе кристалла CsI предназначен для «антисовпадательной защиты» от случайных частиц.
    Чувствительность прибора по массовой доле водорода в слое 1 м на поверхности Марса находится на уровне 10-3 при пространственном разрешении 300 км. Габаритные размеры устройства – 30.3x24.8x24.2 см. Руководителем проекта является д.ф.- м.н. Игорь Георгиевич Митрофанов (ИКИ РАН). В разработке HEND участвовали Д.С.Анфимов, М.Л.Литвак, А.К.Тоньшев, А.А.Рогожин, Л.С.Горн, Ю.И.Бобровницкий, С.А.Ауст, Л.Белякова, А.В.Кондабаров, В.Н.Швецов, А.И.Цыган.
    Следует отметить, что присутствие российского прибора на борту MO-2001 в материалах пресс-служб NASA и его центров «тщательно скрывается»: узнать о его существовании можно только глубоко зарывшись в описание станции. ИКИ РАН и Лос-Аламосская лаборатория (за компанию?) не значатся на эмблеме миссии, в отличие от других участников. Такая позиция не делает чести американскому космическому ведомству.
    Прибор THEMIS (Thermal Emission Imaging System) предназначен для многоспектральной съемки поверхности Марса в видимой и инфракрасной части спектра. Он разработан в Университете штата Аризона в г.Темпе (не путать с упомянутым выше Университетом Аризоны в Тусоне!) под руководством д-ра Филипа Кристенсена (Philip R. Christensen) при участии Лаборатории реактивного движения. В состав THEMIS входит мультиспектральная камера, созданная на базе камеры MARCI станции MCO. Оптическая система – трехзеркальный телескоп-анастигмат с фокусным расстоянием 20 см и относительным отверстием 1:1.7. Детекторы – матрицы 320x240 точек для ИК-диапазона и 1024x1024 для видимого. Поле зрения составляет 4.6x3.5° и 2.9x2.9°, разрешение – 100 и 20 м соответственно. В ИК-диапазоне (6.5–15.5 мкм) измерения ведутся в девяти каналах, в видимом (0.425–0.800 мкм) – в пяти. С системой обработки данных камера связана двумя высокоскоростными линиями стандарта RS-422.

Основные приборы КА Mars Odyssey
MARS ODYSSEY

    С помощью THEMIS должна быть выполнена глобальная съемка Марса в ИК-диапазоне для определения минералогического состава поверхности. Анализ ИК-данных позволит картировать минералы, содержание которых превышает 5–10%, с пространственным разрешением порядка 100 м. Особое внимание будет уделено минералам, которые образуются в присутствии воды. Ночные съемки THEMIS позволят найти «горячие точки», или геотермальные источники, которые могут существовать на поверхности Марса. В видимом диапазоне планируется получить примерно 15000 снимков, каждый из которых охватит район площадью 20x20 км.
    По разрешению эти снимки THEMIS находятся между глобальными фотографиями орбитальных аппаратов Viking и детальными изображениями станции MGS и соответствуют снимкам Земли со спутников Landsat. В сочетании с картой минерального состава эти снимки позволят выбрать перспективные районы посадки для будущих КА.
    Аппаратура MARIE (Mars Radiation Environment Experiment) предназначена для изучения радиационной обстановки на трассе перелета и на орбите спутника Марса с последующим анализом возможных доз облучения и его последствий для человека.
    Эксперимент поставлен Космическим центром имени Джонсона (научный руководитель – Гаутам Бадхвар (Gautam D. Badhwar) для получения исходных данных для планирования пилотируемой экспедиции. Инструмент представляет собой спектрометр энергичных частиц в диапазоне 15–500 МэВ на нуклон с полем зрения 56° (по другим данным, 68°) и двумя кремниевыми детекторами размером 25.4x25.4 мм. Для хранения и обработки данных имеется процессор Intel и флэш-память на 120 Мбайт. С компьютером станции прибор связан низкоскоростной линией RS-422 (3 Мбит/сутки).
    Общая стоимость проекта 2001 Mars Odyssey оценивается в 297–305 млн $, из которых на служебный борт приходится свыше 176 млн $, а остальное – стоимость научной аппаратуры, управления и обеспечения полета. Только на работы по снижению риска после аварий станций 1998 г. было израсходовано 12 млн $.

Подготовка пуска

    КА Mars Odyssey был доставлен во Флориду самолетом C-17 Globemaster III 315-го транспортного крыла ВВС США. Самолет вылетел с авиабазы Бакли и приземлился на Посадочном комплексе шаттлов вечером 4 января. 5 января станцию поставили в монтажноиспытательный корпус SAEF-2. Здесь на аппарат установили солнечную батарею и два научных прибора (24 января – GRS, 29 января – THEMIS). Тест исправности солнечной батареи состоялся 9 февраля. Провели заключительные испытания, заправили, и 24 марта КА был состыкован с 3-й ступенью РН. Сборка носителя на площадке 17A началась 26 февраля. 27 марта на старт был доставлен, установлен «на верхушке» «Дельты» и к 2 апреля испытан головной блок с КА 2001 Mars Odyssey. На смотре летной готовности 3 апреля было решено идти на пуск. 4 апреля заправили вторую ступень.
    6 апреля провели последний тест готовности КА и убрали все защитные элементы. Утром 7 апреля от ракеты отвели башню обслуживания и заправили первую ступень. Запуск 7 апреля мог состояться в один из двух моментов времени: 11:02:22 или 11:32:02 EDT. Первая попытка стала успешной.

MARS ODYSSEY
    В пятницу 19 января установленная в SAEF-2 веб-камера позволила избежать больших неприятностей. Поздно вечером, в 20:30 по флоридскому времени, сотрудник 312-й секции Лаборатории реактивного движения Рон Баалке составлял очередной архив снимков и увидел на «картинке» текущую по полу чистой комнаты коричневую жидкость. Она была видна под гамма-спектрометром GRS и вблизи самой станции. Как оказалось, потекла емкость ингибитора, используемого в холодильнике прибора GRS. Баалке немедленно известил менеджера проекта от JPL Джорджа Пейса и руководителя испытаний от Lockheed Martin Джулио Чезароне.
    Через 10 минут вызванные Пейсом сотрудники космодрома прибыли в здание и устранили течь. За полчаса, которые она продолжалась, вытекло более 2200 литров. Станция не пострадала, так как находилась на несколько дюймов выше уровня пола. Намокли, но не были повреждены лежавшие на полу кабели – их сушка заняла все выходные.
MARS ODYSSEY


Месяц в пути, шесть лет впереди

    7 апреля по команде группы управления станция сбросила на Землю данные, записанные во время выведения. Операторы отметили ненормальные показания одного из температурных датчиков на панелях солнечной батареи, и решили, что опасности нет. Была проведена разгрузка маховиков.
    Затем связь с аппаратом передали станции в Сантъяго (Чили) – в первые два месяца полета Mars Odyssey находится к югу от экватора Земли и не виден со станций Северного полушария. Из Голдстоуна станция будет видна начиная с конца мая, а из Мадрида – с первых дней июня.
    Утром 8 апреля аппарат получил команды и вышел из защитного режима, в котором находился с момента запуска. Станцию развернули так, чтобы антенна MGA была направлена в сторону Земли. Началась детальная оценка состояния бортовых систем. К 12 апреля станция удалилась от Земли на 1.5 млн км, а к 19 апреля – на 3.5 млн км.

MARS ODYSSEY

    Ее геоцентрическая скорость упала до 3.3 км/с. По состоянию на 18 апреля параметры гелиоцентрической орбиты MO-2001 составляли:

    > наклонение – 3.05°;
    > минимальное расстояние от Солнца – 0.982 а.е.;
    > максимальное расстояние от Солнца – 1.384 а.е.

    Навигационные измерения показали очень малое отклонение траектории станции от расчетной. При коррекции TCM-1, планировавшейся на 16 апреля, скорость КА нужно было изменить всего на 6 м/с. Группа управления решила, что ее можно отложить.
    16 апреля операторы обнаружили, что температура привода антенны HGA выше расчетной. Стало ясно, что принятый для перелета режим ориентации придется менять.
    Утром 19 апреля «Одиссей» развернули в сторону Земли, включили термоэмиссионную камеру и провели калибровочную съемку Земли и Луны с расстояния 3563735 км. На рисунке показан снимок Земли в видимом диапазоне с разрешением 900 км и расшифровка ИК-данных. Из всей суши в поле зрения прибора попали Австралия и Антарктида. Большая часть планеты находится в тени. Температура ночной Австралии, по данным THEMIS, составила +9°C (земные термометры показали +10°), а Антарктиды – -50°C. Эта величина хорошо согласуется с измерениями на российской станции «Восток» – там, на полюсе холода, было минус 63°. Второй снимок в диапазоне 9.1 мкм интересен тем, что на нем одновременно видны Земля и Луна.
    По сообщению от 27 апреля, полет проходит нормально. За 20 суток аппарат удалился на 5.8 млн км и имеет скорость 31 км/с относительно Солнца. 24 апреля произошел перезапуск компьютера станции с переходом КА в защитный режим. Утром 25 апреля MO-2001 вернули в штатное состояние. Вероятной причиной сбоя является воздействие солнечной вспышки на запоминающее устройство. Перед сбоем аппарат был переведен в стандартную полетную ориентацию с антенной HGA, направленной на Землю.

MARS ODYSSEY

    23 апреля были включены радиационный спектрометр MARIE и блок электроники GRS. Орбита «Одиссея» относится к так называемым траекториям 1-го типа (угол между Землей в момент старта и целью в момент прилета менее 180°). Поэтому перелет к Марсу относительно короткий – всего 6.5 месяцев. Формально он разделяется на «внутреннюю» и «внешнюю» фазы; в первой связь осуществляется через антенны LGA и MGA, во второй – через остронаправленную HGA. Внешняя фаза включает в себя коррекции TCM-2, -3, -4 и -5.
    В течение первых 14 и последних 50 суток перелета запланирована круглосуточная связь со станцией. В промежутке связь будет осуществляться три раза по 8 часов в неделю. Тест UHF-ретранслятора запланирован между 60-м и 80-м днем полета совместно с 45-метровой антенной Стэнфордского университета (США).
    Чтобы застраховаться от навигационных ошибок, одна из которых в 1999 г. погубила станцию MCO, дополнительно предусмотрен специальный режим измерений – дифференциальные измерения дальности. Одним из двух источников является телеметрический сигнал с «Одиссея». Другой – или естественный источник радиоизлучения (квазар), или станция Mars Global Surveyor. Источники измеряются одновременно двумя антеннами. Сессии дифференциальных измерений запланированы в начале и середине полета, а на этапе сближения с Марсом – еженедельно.
    Примерно через 45 суток после старта запланирована калибровочная съемка звезд камерой THEMIS. Возможно, на подлете к Марсу будет также проведена съемка этой планеты. Прибор GRS и его датчики в ходе перелета будут проверены дважды. 24 октября станция прибудет к цели. Перевод на начальную орбиту спутника Марса («орбита захвата») с периодом 17 час осуществляется включением на 20 мин бортового ЖРД. Через 48 часов с помощью гидразиновых ЖРД системы ориентации аппарат переводится на орбиту с меньшим расстоянием в апоцентре и периодом 11 час. Отсюда и до почти круговой орбиты с периодом 2 час «Одиссей» снижается за счет аэродинамического торможения, «чиркая» на каждом витке по краешку атмосферы на высоте около 100 км, – этот маневр был отработан находящейся сейчас у Марса станцей Mars Global Surveyor, а за проведение его отвечают эксперты Исследовательского центра имени Лэнгли NASA.
    На аэродинамическое торможение планом полета отведено от 43 до 87 суток. В наиболее благоприятном варианте 6 декабря станция закончит торможение, поднимет перигей и окажется на околокруговой орбите высотой 350–400 км с наклонением 93°. Уже 13 декабря аппарат начнет научные исследования, программа которых рассчитана на 917 суток.
    В течение всего этого периода, с 13 декабря 2001 по 17 июня 2004 г., будет работать аппаратура для измерения уровней радиации MARIE. Гамма-спектрометру GRS потребуется 15–40 суток на калибровку. Предполагается, что 23 марта 2002 г. будет развернута штанга и прибор начнет работать. Что же касается аппаратуры THEMIS, то в ее работе запланирован перерыв с 15 октября 2002 по 4 сентября 2003 г. Оба периода работы THEMIS соответствуют лету и осени в Южном полушарии Марса. На этапе съемки аппарат требует 14 часов связи в сутки, причем для навигационного обеспечения и приема данных THEMIS нужны 70-метровые антенны.

MARS ODYSSEY
Таблица 4: Основные события полета 2001 Mars Odyssey
Дата
Событие
07.04.2001
   Запуск
15.04.2001
   Коррекция TCM-1
06.07.2001
   Коррекция TCM-2
04.09.2001
  Этап сближения с Марсом
14.09.2001
  Коррекция TCM-3
17.10.2001
   Коррекция TCM-4
24.10.2001
  Коррекция TCM-5 (за 7 час до выхода на орбиту)
24.10.2001
  Торможение и выход на начальную орбиту
26.10.2001
   Маневр PRM для перехода на орбиту с периодом 11 час
28.10.2001
  Маневр AB-1 начала аэродинамического торможения
27.01.2002
  Начало научной программы
01.08.2004
   Завершение научной программы
19.09.2007
  Завершение работы в качестве ретранслятора
MARS ODYSSEY

    Параллельно с выполнением своей научной программы станция 2001 Mars Odyssey будет ретранслировать данные с американских марсоходов MER-A и MER-B (посадка 4 января и 25 февраля 2004 г. соответственно) и посадочных аппаратов других стран. Станция также будет использоваться в качестве ретранслятора после завершения собственной программы – до 17 сентября 2005 г.
    Следует отметить, что эти и другие данные меняются от публикации к публикации. Так, можно найти начальную орбиту с периодом 25 часов, вариант с двумя включениями двигателя для выхода на орбиту на 22 и 7 мин, длительность торможения 45, 70 и 76 суток. Наконец, во многих источниках работа КА в качестве ретранслятора продлевается дополнительно на один марсианский год – до сентября 2007 г.
Автор: И. ЛИСОВ, "НОВОСТИ КОСМОНАВТИКИ"
Цена фурнитура для дверей стеклянных - ручки кнобы для стеклянных дверей mitrade.ru.
2005 - , Проект "Исследование Солнечной системы"
Открыт 15.12.2005, E-mail: lobandrey@yandex.ru