마스 옵서버
Mars Observer 화성 궤도에서의 화성 관찰자 렌더링 | |
| 미션형 | 화성 궤도 탐사선 |
|---|---|
| 연산자 | 나사 / JPL |
| COSPAR | 1992-063a |
| 새캣 | 22136 |
| 웹사이트 | 보관된 |
| 임무 기간 | 331일 임무 실패 |
| 우주선 속성 | |
| 버스 | Mars Observer 버스(AS-4000-TIROS/DMSP 하이브리드) |
| 제조사 | 제너럴 일렉트릭 아스트로 스페이스 |
| 발사 질량 | 1018kg(2244lb) |
| 힘 | 1,250와트 |
| 미션의 시작 | |
| 출시일자 | 1992년 9월 25일 17:05:01( UTC |
| 로켓 | 상용 타이탄 III/TOS |
| 발사장 | 케이프 커내버럴 LC-40 |
| 미션 종료 | |
| 마지막 연락처 | 1993년 8월 21일 01:00 () UTC |
| 궤도 매개변수 | |
| 참조 시스템 | 영역중심적 |
| 반주축 | 3,766.155km(2,1976.155mi) |
| 편심성 | 0.004049 |
| 기울기 | 92.869도 |
| 신기루 | 계획된 1993년 12월 6일 |
| Flyby of Mars(삽입 실패) | |
| 가장 근접한 접근법 | 1993년 8월 24일 |
화성탐사선(Mars Geoscience/Climatology Obitter)은 화성 표면, 대기, 기후 및 자기장을 연구하기 위해 1992년 9월 25일 NASA가 발사한 로봇 우주 탐사선이다.행성간 순항 단계에서는 궤도 삽입 사흘 전인 1993년 8월 21일 우주선과의 통신이 끊겼다.우주선과의 통신을 재확립하려는 시도는 성공하지 못했다.
미션 배경
역사
1984년 태양계 탐사위원회가 화성에 대한 높은 우선순위 임무를 착수했다.그 후 화성 지오사이언스/클라이마톨로지 궤도선이라는 제목을 단 화성 궤도선은 바이킹 프로그램에 의해 이미 수집된 정보를 확장시킬 계획이었다.예비 임무 목표는 탐사선이 행성 자기장 데이터, 표면에 있는 광물의 특정 스펙트럼 라인 시그니처 검출, 1m/픽셀의 표면 이미지 및 전역 고도 데이터를 제공할 것으로 기대했다.[1]
마스 옵서버는 원래 우주왕복선 오비터에 의해 1990년에 발사될 계획이었다.우주선이 특정한 제약을 충족하도록 설계되었다면 소모성 로켓이 사용될 가능성도 제시되었다.[1]1987년 3월 12일 우주왕복선 챌린저호 참사 이후 밀린 다른 임무(갈릴레오, 마젤란, 율리시스) 대신 1992년 발사 예정이 변경되었다.[2]발사 지연과 함께 예산 초과로 1992년 계획된 발사를 충족시키기 위해 두 가지 계측기를 제거해야 했다.[3][4]개발이 성숙함에 따라 1차 과학 목표는 다음과 같이 확정되었다.[3][5][6]
- 표면 재료의 글로벌 요소 및 광물학적 특성을 결정한다.
- 지형과 중력장을 전체적으로 정의하십시오.
- 화성 자기장의 성질을 확립한다.
- 계절 주기에 걸쳐 볼륨 및 먼지의 시간적 및 공간적 분포, 풍부성, 원천 및 흡수원을 결정한다.
- 대기의 구조와 순환을 탐구한다.
이 프로그램의 총 비용은 8억 1천 3백만 달러로 추산된다.[7]
우주선 설계
화성 관측 우주선은 1018kg(2244lb)의 질량을 가지고 있었다.이 버스는 높이 1.1m, 폭 2.2m, 깊이 1.6m의 버스였다.이 우주선은 이전의 위성 설계에 기반한 것으로, 원래 지구 궤도를 돌기 위해 계획되고 개발되었다.RCA AS-4000 Ku-band 위성 디자인은 우주선 버스, 추진, 열 보호, 태양열 어레이에 광범위하게 사용되었다.RCA TIROS와 DMSP 블록 50-2 위성 설계도 AACS(Adentity and Attractation Control System), 명령 및 데이터 처리 서브시스템, 전력 서브시스템을 Mars Observer에 구현하는 데 활용되었다.두발자극성 부품과 고게인 안테나와 같은 다른 요소들은 임무를 위해 특별히 설계되었다.[8][9][10]
자세 제어 및 추진
- 우주선은 반응 바퀴 4개와 추진제 1346kg으로 추진제 24개로 3축이 안정됐다.추진 시스템은 큰 기동성을 위한 높은 추력, 모노메틸 하이드라진/질소 테트로겐화물 바이프로펠란트 시스템이며, 임무 수행 중 작은 궤도 보정을 위한 하한추력 하이드라진 단로프롤란트 시스템이다.후방에 위치한 2중 추진기 중 4개는 코스 보정을 위한 490뉴턴의 추력, 화성 궤도 삽입 기동 중 우주선 제어 및 임무 수행 중 큰 궤도 보정을 위한 4개, 우주선 측면에 위치한 또 다른 4개는 롤링 기동 제어를 위한 22뉴턴을 제공한다.하이드라진 추진기 중 8개는 궤도 트림 기동을 제어하기 위해 4.5뉴턴을 제공하며, 다른 8개는 반응 바퀴인 오프셋 또는 "불포화"를 위해 0.9뉴턴을 제공한다.우주선의 방향을 결정하기 위해 수평선 센서, 6슬릿 항성 스캐너, 그리고 5개의 태양 센서가 포함되었다.[8][10]
커뮤니케이션
- 통신의 경우, 이 우주선에는 2축 김베일 1.5미터 포물선 고공 안테나가 포함되었는데, 6미터 붐에 탑재되어 2개의 GFP NASA X-밴드 트랜스폰더(NXT)와 2개의 GFP 명령 검출기(CDU)를 사용하여 X-밴드 전체에서 심우주망과 통신한다.또한 6개의 저궤도 안테나 조립체와 1개의 중궤도 안테나도 포함되어, 고궤도 안테나를 보관하는 동안 크루즈 단계에서 사용되었고, 비상조치를 위해 고궤도 안테나를 통한 통신이 제한되어야 한다.딥 스페이스 네트워크로 방송할 때, 우주선은 62.5바이트/초의 최대 대역폭으로 명령을 수신할 수 있는 동안 최대 10.66 킬로바이트/초에 도달할 수 있었다.[5][8][9][10]
힘
- 전력은 폭 7.0m, 높이 3.7m의 6개 패널 태양열 어레이를 통해 우주선에 공급됐으며 궤도에 오르면 평균 1147와트의 전력을 공급하게 된다.태양으로부터 가려진 우주선에 동력을 공급하기 위해, 태양열 어레이가 햇빛을 받아 재충전되는 42개의 A/h 니켈 카드뮴 배터리가 포함되었다.[5][8][9][10]
컴퓨터
- 우주선의 컴퓨터 시스템은 TIROS와 DMSP 위성에 사용되는 시스템을 재설계한 것이었다.반자동 시스템은 포함된 64 킬로바이트의 무작위 액세스 메모리에 최대 2,000개의 명령을 저장할 수 있었고, 최대 12.5 commands/초의 속도로 실행할 수 있었다. 명령어는 또한 최대 60일 동안 우주선의 충분한 자율적 작동을 제공할 수 있었다.데이터를 기록하기 위해, 중복 디지털 테이프 레코더(DTR)가 포함되었고 각각 187.5메가바이트까지 저장할 수 있게 되어 나중에 딥 스페이스 네트워크로 재생할 수 있게 되었다.[8]
과학 기구
| Mars Observer 카메라(MOC) | ||||
 -도표를 참조하다 |
화성의 기상학/기상학 및 지질학을 연구하기 위한 좁은 각도와 넓은 각도의 망원 카메라로 구성된다.[11]
| |||
| | ||||
| Mars Observer Laser Attimeter(MOLA) | ||||
 -도표를 참조하다 |
화성의 지형을 정의하는 데 사용되는 레이저 고도계.[12]
| |||
| | ||||
| 열 방출 분광계(TES) | ||||
 -도표를 참조하다 |
3개의 센서(Michelson interferometer, 태양 반사 센서, 광대역 광도 센서)를 사용하여 열적외선 방출량을 측정하여 지표면 암석, 서리 및 구름의 구성을 매핑한다.[13]
| |||
| | ||||
| 압력 조절기 적외선 방사계(PMIRR) | ||||
 |
협대역 방사선 채널과 2개의 압력 변조 셀을 사용하여 열적외선 내 대기 및 표면 방출과 가시적 채널을 측정하여 다양한 위도와 계절에 대기 및 표면의 먼지 입자와 응축물을 측정한다.[14] | |||
| | ||||
| 감마선 분광계(GRS) | ||||
 -도표를 참조하다 |
화성 표면에 포함된 원소의 방사성 붕괴에 의해 방출되는 감마선과 중성자의 스펙트럼을 기록한다.[15]
| |||
| | ||||
| 자기계 및 전자 반사계(MAG/ER) | ||||
 |
자기장의 특성과 태양풍과의 상호작용에 관한 데이터를 수집하기 위해 온보드 통신 시스템과 심우주 네트워크의 스테이션의 구성요소를 사용한다.[16]
| |||
| | ||||
| 라디오 사이언스 실험(RS) | ||||
 |
극지방 근처의 시간적 변화를 특별히 강조하여 중력장과 화성 대기 구조에 관한 데이터를 수집한다.[17]
| |||
| | ||||
| MBR(Mars Balloon Relay) | ||||
| 러시아 화성 94호 탐사선의 침투기 및 표면 관측소와 화성 96호 탐사선의 침투기, 탐사선 및 풍선으로부터 데이터를 반환하기 위한 증축으로 계획되었다.[18]
| ||||
| | ||||
Mars Observer(화성 관찰자)
페이로드 위험 관리 시설의 Mars Observer.
Mars Observer 우주탐사기를 조립하는 기술자.
마스 옵저버가 클린룸에 있어
미션 프로필
| 작업 시간표 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| ||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| 빨간색으로 표시된 항목은 미실현 사건이었다. | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||
발사 및 궤적
Mars Observer는 1992년 9월 25일 미국 항공우주국이 플로리다 케이프 커내버럴 공군 기지 40에서 커머셜 타이탄 III CT-4 발사체를 타고 UTC 17:05:01에 발사했다.전체 연소 순서는 고체연료 이송 궤도 스테이지가 화성에 대해 5.28km/s의 최종 속도로 11개월의 화성 이송 궤도에 우주선을 넣은 후 34분간 지속되었다.[10]
1992년 8월 25일, 우주선 안에서 미립자 오염이 발견되었다.전면 점검 후 청소가 필요하다고 판단되어 8월 29일에 실시되었다.오염의 원인은 8월 24일 플로리다 해안을 강타한 허리케인 앤드류호의 착륙에 앞서 우주선을 보호하기 위한 조치였다.[10][19][20]
실행 구성의 Mars Observer 도표.
화성탐사선을 발사하는 타이탄 3호 차량.
화성 관찰자의 행성간 궤적 도표.
마스와의 만남
Mars Observer는 1993년 8월 24일에 궤도 삽입 기동을 할 예정이었으나, 1993년 8월 21일에 우주선과의 연락이 끊겼다.우주선 고장의 유력한 원인은 부적절하게 설계된 PTFE 체크 밸브를 통해 연료와 산화제 증기가 공통 가압 시스템으로 누출되었기 때문이다.행성간 순항 중 증기 혼합물이 공급선과 가압선에 축적되어, 정기적인 코스 보정을 위해 엔진을 재시동한 후 폭발과 파열로 이어졌다.유사한 문제가 2010년 아카츠키 우주 탐사선을 무력화시켰다.비록 주요 목표는 달성되지 않았지만, 임무는 마지막 접촉일까지 수집된 행성간 순항 단계 데이터를 제공했다.이 데이터는 화성에 대한 후속 임무에 유용할 것이다.원래 화성 관찰자용으로 개발된 과학 기구는 다음 임무 목표를 완수하기 위해 네 개의 후속 우주선에 배치되었다.1996년 화성 글로벌 탐사선 발사, 1998년 화성 기후 궤도 탐사선 발사, 2001년 화성 오디세이 발사, 2005년 화성 정찰 궤도 탐사선 발사.[21]
의도된 작업
1993년 8월 24일, 화성 관찰사는 180도 회전하고 두발자국 추진기에 불을 붙여 우주선을 느리게 하여 고타원 궤도에 진입하게 했다.향후 3개월에 걸쳐 우주선이 페리옵시스에 도달함에 따라 후속 "하위궤도로 이동"(TLO) 기동이 수행되어 결국 화성 주위를 약 118분 선회하는 궤도를 형성하게 된다.[22]
1차 임무는 1993년 11월 23일에 시작하여 화성의 한 해(약 687일) 동안 데이터를 수집하는 것이었다.첫 번째 글로벌 지도가 12월 16일에 완성되고, 이어 12월 20일에 태양 접속사가 시작되고, 1994년 1월 3일에 종료되어 19일간 지속될 것으로 예상되었다. 이 기간 동안 무선 교신이 불가능하여 임무 수행이 중단될 것이다.[22]
대략 3.4 km/s의 속도로 화성을 공전하는 이 우주선은 남북 극 궤도를 도는 화성 주위를 여행할 것이다.우주선이 행성을 돌 때 수평선 센서는 화성을 향해 반응 바퀴가 기구의 방향을 유지하는 동안 우주선의 방향을 표시한다.선택된 궤도 역시 태양과 동시성이어서 각 화성솔의 중간중간에 항상 화성의 낮빛 측면을 포착할 수 있었다.어떤 기구는 지구가 우주선을 볼 때 실시간 데이터 링크를 제공할 수 있지만, 데이터는 또한 디지털 테이프 레코더에 기록되어 매일 지구로 재생된다.75기가바이트 이상의 과학 데이터가 1차 임무 동안 산출될 것으로 예상되었는데, 이는 이전의 화성 임무보다 훨씬 많은 것이다.우주선의 운전 가능한 수명의 끝은 추진제 공급과 배터리의 상태에 의해 제한될 것으로 예상되었다.[22]
통신손실
1993년 8월 21일, 예정된 화성 궤도 삽입 3일 전, UTC 01:00에, 화성 옵저버와의 접촉이 "해당하지 않는" 손실이 있었다.[23]우주선이 항로를 이탈하여 다시 연락을 취할 수 있기를 바라는 마음에서 20분마다 새로운 명령이 보내졌다.그러나 그 시도는 성공하지 못했다.[23]우주선이 자동 프로그래밍을 따라 화성 궤도에 진입할 수 있었는지, 아니면 화성 옆을 지나 현재 태양 중심 궤도에 진입하고 있는지 알 수 없다.
1994년 1월 4일, 해군 연구소의 독립 조사 위원회는 그들의 연구 결과를 발표했다: 통신 상실의 가장 유력한 원인은 우주선의 추진 시스템에 있는 연료 가압 탱크의 파열이었다.[24]화성으로 항해하는 동안 고압 연료가 시스템의 밸브를 지나 누출되어 연료와 산화제가 연소실에 도달하기 전에 조기에 결합할 수 있었던 것으로 생각된다.연료와 가스가 누출되면서 회전 속도가 높아져 우주선이 "컨벤션 모드"로 진입하게 되었을 것이다. 이는 저장된 명령 시퀀스를 방해하고 송신기를 켜지 않았다.[24]이 엔진은 지구 궤도 위성에 속하는 것으로 발사되기 전에 몇 달 동안 휴면하도록 설계되지 않았다.
| 보고서에서[24] 인용함 |
|---|
| 옵저버로부터 전송된 원격측정이 명령되어 우주선의 위치를 찾거나 통신하려는 후속 노력이 실패했기 때문에, 보드는 옵저버의 상실을 초래한 특정 사건을 가리키는 결정적인 증거를 찾을 수 없었다. 그러나 광범위한 분석을 실시한 결과 1993년 8월 21일 우주선과의 통신이 끊긴 가장 유력한 원인은 우주선 추진계통의 연료(MMH) 가압측 파열로 헬륨가스와 액체 MMH가 모두 가압 누출된 것이라고 위원회는 보고했다.우주선의 열 담요가스와 액체는 대부분 비대칭적인 방식으로 이불 속에서 새어나와 순회전 속도를 냈을 것이다.이 높은 회전 속도는 우주선이 저장된 명령 시퀀스를 방해하여 송신기를 켜지 않는 "컨틴전시 모드"로 진입하게 할 것이다. 또한 이러한 높은 회전율은 태양열 어레이의 적절한 방향을 배제하여 배터리 방전을 초래했다.그러나, 방출된 MMH가 우주선 내부의 중요한 전기 회로를 공격하고 손상시킬 가능성이 있기 때문에 스핀 효과는 학술적일 수 있다. 이사회의 연구는 연료 탱크의 헬륨 가압 중 티타늄 가압 튜브 내에서 질소 테트록사이드(NTO)와 MMH의 우발적인 혼합과 반응에 의해 추진 시스템 고장이 발생할 가능성이 가장 높다고 결론지었다.이 반응으로 인해 배관이 파열되어 헬륨과 MMH가 배관으로부터 방출되어 우주선이 치명적인 스핀에 빠지고 또한 임계 전기 회로도 손상되었다. |
여파
화성탐사프로그램은 1993년 9월 화성탐사기의 실패를 계기로 공식 결성됐다.[25]그 프로그램의 목표는 물의 위치를 파악하고, 화성으로 가는 승무원 임무를 준비하는 것을 포함한다.[25]
참고 항목
참조
- ^ a b Eberhart, Jonathon (1986). "NASA Sets Sensors for 1990 Return to Mars". Science News. Society for Science & the Public. 239 (21): 330. doi:10.2307/3970693. JSTOR 3970693.
- ^ Waldrop, M. Mitchell (1987). "Company Offers To Buy NASA A Rocket". Science. American Association for the Advancement of Science. 235 (4796): 1568. Bibcode:1987Sci...235.1568W. doi:10.1126/science.235.4796.1568a. JSTOR 1698285. PMID 17795582.
- ^ a b "Return to the red planet: The Mars Observer Mission" (Press release). Jet Propulsion Laboratory. August 1, 1993. hdl:2014/27541.
- ^ Eberhart, J. (1988). "An Act of Discovery: On the Road Again". Science News. Society for Science & the Public. 134 (15): 231. doi:10.2307/3973010. JSTOR 3973010.
- ^ a b c d Mark Wade. "Mars Observer". Archived from the original on January 20, 2011. Retrieved December 23, 2010.
- ^ a b c d e f g h Albee, Arden L. (1988). "Workshop on Mars Sample Return Science". In Lunar and Planetary Inst. Lunar and Planetary Inst.: 25–29. Bibcode:1988msrs.work...25A.
- ^ Mars Observer, NSSDC 마스터 카탈로그
- ^ a b c d e "MARS OBSERVER: PHASE 0 SAFETY REVIEW DATA PACKAGE" (Press release). RCA Astro-Electronics. November 17, 1986. hdl:2060/19870011586.
- ^ a b c d NASA. "Mars Observer". NASA. Retrieved December 23, 2010.
- ^ a b c d e f "MARS OBSERVER PRESS KIT" (Press release). NASA. September 1992. Archived from the original on February 16, 2004. Retrieved March 21, 2011.
{{cite press release}}: CS1 maint : 부적합한 URL(링크) - ^ "Mars Observer Camera (MOC)". NASA / National Space Science Data Center. Retrieved February 19, 2011.
- ^ "Mars Observer Laser Altimeter (MOLA)". NASA / National Space Science Data Center. Retrieved February 19, 2011.
- ^ "Thermal Emission Spectrometer (TES)". NASA / National Space Science Data Center. Retrieved February 19, 2011.
- ^ "Pressure Modulator Infrared Radiometer (PMIRR)". NASA / National Space Science Data Center. Retrieved February 19, 2011.
- ^ "Gamma Ray Spectrometer (GRS)". NASA / National Space Science Data Center. Retrieved February 19, 2011.
- ^ "Magnetometer and Electron Reflectometer (MAG/ER)". NASA / National Space Science Data Center. Retrieved February 19, 2011.
- ^ "Radio Science (RS)". NASA / National Space Science Data Center. Retrieved February 19, 2011.
- ^ "Mars Balloon Relay (MBR)". NASA / National Space Science Data Center. Retrieved February 19, 2011.
- ^ Wilford, John Noble (August 28, 1992). "Mishap Delays Mission to Mars". New York Times. Retrieved June 21, 2008.
- ^ Wilford, John Noble (September 26, 1992). "U.S. Launches A Spacecraft On a Mars Trip". New York Times. Retrieved June 21, 2008.
- ^ Brownfield, Troy (August 21, 2018). "When a 5,000-Pound Spacecraft Inexplicably Disappeared". Saturday Evening Post. Retrieved March 3, 2021.
- ^ a b c "Mars Observer: Mars Orbit Insertion Press Kit" (Press release). NASA. August 1993. Archived from the original on February 16, 2004. Retrieved March 21, 2011.
{{cite press release}}: CS1 maint : 부적합한 URL(링크) - ^ a b Wilford, John Noble (August 23, 1993). "NASA Loses Communication With Mars Observer". New York Times. Retrieved June 17, 2008.
- ^ a b c NASA 화성 관찰자 실패 보드 보도자료
- ^ a b Shirley, Donna. "Mars Exploration Program Strategy: 1995–2020" (PDF). American Institute of Aeronautics and Astronautics. Archived from the original (PDF) on May 11, 2013. Retrieved October 18, 2012.
외부 링크
- Mars Observer 발사 프레스 키트
- NASA 태양계 탐사에 의한 화성 관찰자 임무 프로필
- NSSDC 마스터 카탈로그의 Mars Observer
- 말린 우주 과학 시스템의 화성 관찰자의 상실.2010년 3월 27일 웨이백 머신에 보관
- NASA – Mars Observer
.jpg)
.jpg)
