Przyczyna utraty EDM ustalona

11

ESA ustaliła przyczynę utraty lądownika marsjańskiego EDM Schiaparelli. Powinno to podnieść poziom bezpieczeństwa dla lądowania europejskiego łazika ExoMars na Czerwonej Planecie.

Dziewiętnastego października 2016 roku na powierzchni Marsa, na kilkanaście minut przed godziną 17:00 CEST, miał osiąść europejski lądownik EDM Schiaparelli. Pojazd ten odłączył się od orbitera Trace Gas Orbiter (TGO) trzy dni wcześniej.

Próba lądowania

EDM Schiaparelli wszedł prawidłowo w atmosferę i pierwsza część lotu już po otwarciu spadochronu hamującego przebiegała zgodnie z planem. Jednak około 50 sekund przed planowanym lądowaniem pojazdu na powierzchni, łączność została przerwana i nie udało się już jej wznowić. Wykonane wkrótce potem zdjęcia z Mars Reconnaissance Orbiter (MRO) – sondy NASA krążącej na orbicie Czerwonej Planety – wykryły nowy krater w rejonie lądowania. Wykorzystując dogodną orbitę MRO sfotografował po raz drugi rejon lądowania 25 października. Nowe zdjęcie zostało opublikowane 27 października.

Odłączenie modułu EDM Schiaparelli od sondy ExoMars 2016 - wizualizacja / Credit: ESA, ATG Medialab

Odłączenie modułu EDM Schiaparelli od sondy ExoMars 2016 – wizualizacja / Credit: ESA, ATG Medialab

Łączności z EDM nie udało się nigdy nawiązać. Zdjęcia przesłane z MRO wyraźnie wskazały, że doszło do rozbicia lądownika. Krater został utworzony wskutek uderzenia EDM z dużą prędkością w powierzchnię Marsa. Dookoła krateru występują asymetryczne smugi, sugerujące skomplikowany charakter interakcji z podłożem w momencie uderzenia.

Przyczyny awarii

Od czasów tej nieudanej próby lądowania Europejska Agencja Kosmiczna (ESA) próbowała wyjaśnić przyczynę utraty EDM. Raport niezależnej komisji (link zewnętrzny) został opublikowany przez ESA 18 maja 2017 roku. Przyczyną utraty EDM Schiaparelli było przedwczesne zakończenie procedury lądowania wskutek błędnych i sprzecznych informacji przetwarzanych przez komputer pokładowy.

Rejon uderzenia EDM Schiaparelli okiem MRO / Credits - NASA/JPL-Caltech/University of Arizona

Rejon uderzenia EDM Schiaparelli okiem MRO / Credits – NASA/JPL-Caltech/University of Arizona

Większość procesu przechodzenia przez atmosferę Marsa przebiegała prawidłowo. Uwolnienie spadochronu nastąpiło wg planu. Pojawił się jednak wówczas problem w odczycie orientacji EDM o mniej więcej 165 stopni względem prawidłowej pozycji – tak duża różnica oznaczałaby, że lądownik schodziłby w odwróconej pozycji przez atmosferę. Te odczyty pochodziły od czujników IMU i ich błędnego przetworzenia przez oprogramowanie komputera pokładowego.

40 sekund po uwolnieniu spadochronu nastąpiło prawidłowe uwolnienie osłony termicznej. Kilka sekund później zaczęły się kolejne problemy, gdyż radarowy wysokościomierz zaczął podawać zupełnie inne odczyty orientacji względem tych przetworzonych z czujników IMU. Z uwagi na różnicę kątów przekraczającą 90 stopni pomiędzy pomiarami z różnych instrumentów, komputer pokładowy wywnioskował ujemną wysokość nad powierzchnią Marsa. W konsekwencji komputer pokładowy postanowił wejść w tryb końcowego etapu lądowania, oddzielić spadochron, pozostałą część osłony lądownika i następnie włączyć silniczki rakietowe.

Silniczki działały zaledwie przez trzy sekundy, gdyż komputer pokładowy EDM zinterpretował warunki (w szczególności wysokość, która była “ujemna”) za odpowiednie do lądowania. W rzeczywistości wyłączenie silniczków nastąpiło na wysokości około 3,7 km nad powierzchnią Marsa. Po wyłączeniu silniczków nastąpiło około 34 sekundowy spadek swobodny, aż do uderzenia w powierzchnię Czerwonej Planety. Uderzenie nastąpiło z prędkością około 150 m/s. Prawidłowe lądowanie (ze wszystkimi etapami o odpowiedniej długości) miało nastąpić około 37 sekund później.

Konsekwencje dla przyszłych misji

Niezależna komisja badająca to “twarde lądowanie” przeanalizowała wszystkie elementy przechodzenia EDM przez atmosferę Marsa, czyli odczyty z IMU, obrót lądownika, wpływ spadochronów, wpływ czynników atmosferycznych oraz tor analizy danych przez komputer pokładowych. Łącznie zostało stworzonych osiem rekomendacji (siedem technicznych i jeden związany z zarządzaniem), które powinny zredukować ryzyko dla kolejnej europejskiej misji marsjańskiej.

Wizja łazika ExoMars na powierzchni Czerwonej Planety / Credits - ESA

Wizja łazika ExoMars na powierzchni Czerwonej Planety / Credits – ESA

W 2020 roku na powierzchni Marsa wylądować ma europejski lądownik ExoMars. Misja będzie realizowana przez ESA we współpracy z rosyjskim przedsiębiorstwem Roskosmos. Będzie to pierwsza misja lądownika marsjańskiego prowadzącego bezpośrednie (a nie pośrednie) badania dotyczące poszukiwania śladów życia na Czerwonej Planecie. W związku z opublikowaniem raportu Dyrektor Generalny ESA Jan Woerner podkreślił, że nieudane lądowanie EDM Schiaparelli pozwoliło na wychwycenie pewnych usterek, które mogły również zagrozić lądowaniu łazika.

Udane lądowanie na Marsie jest bardzo trudnym wyzwaniem, i aby mu sprostać konieczne jest przetestowanie wszystkich jego komponentów. Tym samym ESA zamierza wykorzystać lekcje z katastrofy EDM Schiaparelli aby przeprowadzić udaną misję ExoMars.

 

Share.

11 komentarzy

  1. Skoro wilka mądra komisja ustaliła coś sensownego to trzeba zmienić zasady. Najpierw robimy komisję od katastrofy, a jak ona wszystko sprawdzi to potem wysyłamy lądownik, tyle że z poprawionymi procedurami. Wysłano nieprzetestowany bubel na Marsa.

  2. A jednak nadal wyszkolony pilot jest mniej zawodny od techniki. Patrząc na całą historię podboju kosmosu to widzę że zdobycie księżyca było naprawdę czymś wielkim. Jestem ciekawy ile państw byłoby w stanie po 50 latach dokonać czegoś podobnego, gdyby pojawił się jakiś argument za wydaniem ogromnych pieniędzy.

  3. Jak patrze na ten Łazik ,to widzę że on nie jest podobny do żadnego Łazika Polskich Studentów ,którzy takim dużym wysiłkiem finansowym jeździli latami do USA na Konkursy NASA Łazików Marsjańskich i wszystkie je wygrywali. ESA albo tego nie widzi ,albo nie chce widzieć osiągnięć Naukowych i Technicznych Polski w dziedzinie Kosmicznej i mówiąc wprost ,ma nas Polaków ,członków ESA w Głębokim Poważaniu. ?-tam się ,czy nadal będziemy tylko płatnikami Składki do ESA.

    • Przy całym uznaniu do naszych konstruktorów, ale te studenckie łaziki to jednak “troszkę” mniejszy stopień skomplikowania xD

    • W ogólnym rozumieniu ciężko się nie zgodzić z taką opinią – niestety dużo ludzi ma klapki na oczach odnośnie “nietypowych rozwiązań” i wykorzystania nowych kanałów inspiracji z czym de facto walczy na Europejska Fundacja Kosmiczna organizując ERC i inne działania. Jednocześnie pamiętamy że koncepcja łazika exomars powstała kilkanaście lat temu i przez dużą inercje projektów kosmicznych i opór do zmian raz postawionych założeń ze względu na budżety, łazik tworzony w duchu klasycznego przemysłu kosmicznego będzie sobą prezentował state-of-the-art z przed 10 lat. Na szczęście jest cały New Space w którym jest nadzieja na inne podejścia 🙂

    • @gosc H. Te Polskie łaziki to zwykłe zabawki na pilota, technicznie się nawet nie zbliżają się do tych na marsie. Te zawody mają się do rzeczywistości tak samo jak pasjonat modelarstwa do projektanta samolotów. NASA organizuje te konkursy w celu wyłonienia zdolnych kreatywnych inżynierów, same łaziki są prymitywne oparte na budżecie kilkuset$.
      @pwec ESA to potężnie zbiurokratyzowana instytucja, przekonanie grupy urzędasów do ambitniejszych projektów graniczy z cudem. Druga sprawa to polityka unijna podobnie jak w przypadku airbusa a380 koszty zaprojektowania takiej misji są horrendalnie wysokie.
      Nadzieja tkwi jedynie w prywatnych konsorcjach

      • Krzysztof Kanawka on

        ESA nie jest organem UE. Nie jest prawda, że pracują tam urzędasy. Proszę nie podawać nieprawdziwych wiadomości.

        • @krzysztof kanawka Kto jest właścicielem ? kto ustala budżet ? kto wydaję regulacje i prawo w myśl organizowania przetargów i realizowania misji ? Oddzielanie ESA od UE to jest dopiero podawanie nieprawdziwych informacji. Te organizacje są ze sobą ściśle powiązane.

          • Krzysztof Kanawka on

            Nieprawda – ustalenia są negocjowane i wydawane podczas Rady Ministerialnej. Zachęcam do czytania artykułów na Kosmonauta.net.

    • I dobrze – niech łaziki pozostaną naszą specjalizacją i oby zostały skomercjalizowane.