Misja Mars Orbiter -Mars Orbiter Mission
Nazwy | Mangalyaan | ||||||||||||
---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
Typ misji | Orbiter na Marsa | ||||||||||||
Operator | ISRO | ||||||||||||
ID COSPAR | 2013-060A | ||||||||||||
SATCAT nr. | 39370 | ||||||||||||
Stronie internetowej | www |
||||||||||||
Czas trwania misji | Planowany: 6 miesięcy Finał: 7 lat, 6 miesięcy, 8 dni |
||||||||||||
Właściwości statku kosmicznego | |||||||||||||
Autobus | I-1K | ||||||||||||
Producent | ISAC | ||||||||||||
Rozpocznij masę | 1337,2 kg (2948 funtów) | ||||||||||||
Masa BOL | ≈550 kg (1210 funtów) | ||||||||||||
Sucha masa | 482,5 kg (1064 funtów) | ||||||||||||
Masa ładunku | 13,4 kg (30 funtów) | ||||||||||||
Wymiary | 1,5 m (4,9 stopy) sześcian | ||||||||||||
Moc | 840 watów | ||||||||||||
Początek misji | |||||||||||||
Data uruchomienia | 5 listopada 2013, 09:08 UTC | ||||||||||||
Rakieta | PSLV-XL C25 | ||||||||||||
Uruchom witrynę | Centrum Kosmiczne Satish Dhawan, FLP | ||||||||||||
Kontrahent | ISRO | ||||||||||||
Koniec misji | |||||||||||||
Ostatni kontakt | Kwiecień 2022 | ||||||||||||
Orbiter na Marsa | |||||||||||||
Wstawianie orbitalne | 24 września 2014, 02:10 UTC (7:40 IST ) MSD 50027 06:27 AMT 2964 dni / 2885 soli |
||||||||||||
Parametry orbitalne | |||||||||||||
Wysokość Periareon | 421,7 km (262,0 mil) | ||||||||||||
Wysokość apoareonu | 76 993,6 km (47 841,6 mil) | ||||||||||||
Nachylenie | 150,0° | ||||||||||||
| |||||||||||||
Insygnia przedstawiające podróż z Ziemi na eliptyczną orbitę Marsa za pomocą symbolu Marsa Indyjskie misje na Marsa
|
Mars Orbiter Mission ( MOM ), zwana także Mangalyaan (od sanskrytu mangala , „Mars” i yāna , „statek, pojazd”), była sondą kosmiczną krążącą wokół Marsa od 24 września 2014 roku. Została wystrzelona 5 listopada 2013 roku przez Indian Organizacja Badań Kosmicznych (ISRO). Była to pierwsza misja międzyplanetarna Indii i uczyniła z ISRO czwartą agencję kosmiczną, która osiągnęła orbitę Marsa, po Roscosmos , NASA i Europejskiej Agencji Kosmicznej . To uczyniło Indie pierwszym krajem azjatyckim, który osiągnął orbitę marsjańską i pierwszym krajem na świecie, który zrobił to w swojej dziewiczej próbie.
Sonda Mars Orbiter Mission wystartowała z pierwszego miejsca startowego w Satish Dhawan Space Center ( Sriharikota Range SHAR), Andhra Pradesh , przy użyciu rakiety C25 Polar Satellite Launch Vehicle ( PSLV) o 09:08 UTC 5 listopada 2013 roku. Okno trwało około 20 dni i wystartowało 28 października 2013 r. Sonda MOM spędziła około miesiąca na orbicie okołoziemskiej , gdzie wykonała serię siedmiu manewrów orbitalnych podnoszących apogeum przed wstrzyknięciem przez Marsa 30 listopada 2013 r. ( UTC ). Po 298-dniowym tranzycie na Marsa został umieszczony na orbicie Marsa 24 września 2014 roku.
Misja była projektem „ demonstratora technologii ”, którego celem było opracowanie technologii projektowania, planowania, zarządzania i obsługi misji międzyplanetarnej. Zawierał pięć przyrządów naukowych. Statek kosmiczny był monitorowany z Centrum Kontroli Statków Kosmicznych w ISRO Telemetry, Tracking and Command Network (ISTRAC) w Bengaluru przy wsparciu anten Indian Deep Space Network (IDSN) w Bengaluru , Karnataka.
W dniu 2 października 2022 roku poinformowano, że orbiter nieodwracalnie utracił łączność z Ziemią po wejściu w siedmiogodzinny okres zaćmienia w kwietniu 2022 roku, który nie został zaprojektowany, aby przetrwać. Następnego dnia ISRO wydało oświadczenie, że wszystkie próby ożywienia Mangalyaana zakończyły się niepowodzeniem i oficjalnie ogłosiło jego śmierć, powołując się na utratę paliwa i baterii w instrumentach sondy.
Historia
23 listopada 2008 r., ówczesny przewodniczący ISRO G. Madhavan Nair ogłosił pierwsze publiczne potwierdzenie bezzałogowej misji na Marsa . Koncepcja misji MOM rozpoczęła się od studium wykonalności w 2010 r. przez Indyjski Instytut Nauki i Technologii Kosmicznej po wystrzeleniu księżycowego satelity Chandrayaan-1 w 2008 r. Premier Manmohan Singh zatwierdził projekt 3 sierpnia 2012 r., po tym, jak Indyjska Organizacja Badań Kosmicznych ukończono ₹ 125 crore (16 mln USD) wymaganych badań dla orbitera. Całkowity koszt projektu może wynieść do 454 crore ( 57 mln USD). Satelita kosztuje ₹ 153 crore (19 mln USD), a resztę budżetu przeznaczono na stacje naziemne i modernizacje przekaźników, które będą wykorzystywane w innych projektach ISRO.
Agencja kosmiczna zaplanowała start na 28 października 2013 r., ale została przełożona na 5 listopada z powodu opóźnienia statków śledzących statki kosmiczne ISRO, które zajęły wcześniej ustalone pozycje z powodu złej pogody na Pacyfiku. Co 26 miesięcy pojawiają się okazje do wystrzelenia oszczędzającej paliwo orbity transferowej Hohmanna , w tym przypadku kolejne dwa będą w 2016 i 2018 roku.
Montaż rakiety PSLV-XL, oznaczonej jako C25, rozpoczął się 5 sierpnia 2013 roku. Montaż pięciu instrumentów naukowych zakończono w Centrum Satelitarnym Indyjskiej Organizacji Badań Kosmicznych w Bengaluru , a gotowy statek kosmiczny został wysłany do Sriharikota 2 października 2013 roku na integracja z pojazdem startowym PSLV-XL. Rozwój satelity został przyspieszony i ukończony w rekordowym czasie 15 miesięcy, częściowo dzięki użyciu zrekonfigurowanego autobusu orbitalnego Chandrayaan-2 . Pomimo wstrzymania działalności rządu federalnego USA , NASA potwierdziła 5 października 2013 r., że zapewni misji komunikacyjnej i nawigacyjnej wsparcie "za pomocą swoich obiektów Deep Space Network ". Podczas spotkania 30 września 2014 r. urzędnicy NASA i ISRO podpisali porozumienie w sprawie ustalenia ścieżki dla przyszłych wspólnych misji eksploracji Marsa. Jednym z celów grupy roboczej będzie zbadanie potencjalnych skoordynowanych obserwacji i analiz naukowych między orbiterem MAVEN i MOM, a także innymi obecnymi i przyszłymi misjami na Marsa.
W dniu 2 października 2022 roku poinformowano, że orbiter nieodwracalnie utracił łączność z Ziemią po wejściu w długi okres zaćmienia w kwietniu 2022 roku, że nie został zaprojektowany do przetrwania. W momencie utraty łączności nie było wiadomo, czy sonda straciła zasilanie, czy też przypadkowo przestawiła swoją antenę skierowaną na Ziemię podczas automatycznych manewrów.
Zespół
Niektórzy naukowcy i inżynierowie zaangażowani w misję to:
- K. Radhakrishnan przewodził jako przewodniczący ISRO.
- Mylswamy Annadurai był dyrektorem programowym i odpowiadał za zarządzanie budżetem, a także kierowanie konfiguracją, harmonogramem i zasobami statków kosmicznych.
- S Ramakrishnan był dyrektorem, który pomógł w opracowaniu płynnego systemu napędowego wyrzutni PSLV.
- P. Kunhikrishnan był dyrektorem projektu w programie PSLV. Był także dyrektorem misji PSLV-C25/Mars Orbiter Mission.
- Moumita Dutta był kierownikiem projektu Mars Orbiter Mission.
- Nandini Harinath był zastępcą dyrektora operacyjnego nawigacji.
- Ritu Karidhal był zastępcą dyrektora operacyjnego nawigacji.
- BS Kiran był zastępcą dyrektora projektu Flight Dynamics.
- V Kesava Raju był dyrektorem misji Mars Orbiter.
- V Koteswara Rao był sekretarzem naukowym ISRO.
- Chandradathan był dyrektorem płynnego systemu napędowego.
- AS Kiran Kumar był dyrektorem Centrum Aplikacji Satelitarnych.
- MYS Prasad jest dyrektorem Centrum Kosmicznego Satish Dhawan. Był także przewodniczącym Rady Autoryzacji Startu.
- SK Shivakumar był dyrektorem w Centrum Satelitarnym ISRO. Był także dyrektorem projektu dla sieci Deep Space Network.
- Subbiah Arunan był dyrektorem projektu w Mars Orbiter Mission.
- B Jayakumar był zastępcą dyrektora projektu w programie PSLV odpowiedzialnym za testowanie systemów rakietowych.
- MS Pannirselvam był dyrektorem generalnym portu rakietowego Sriharikota i miał za zadanie utrzymywać harmonogramy startów.
Koszt
Całkowity koszt misji wyniósł około 450 crore ( 73 mln USD ), co czyni ją najmniej kosztowną misją na Marsa do tej pory. Niski koszt misji był przypisywany przez K. Radhakrishnana , przewodniczącego ISRO, różnym czynnikom, m.in. „podejściu modułowemu”, kilku próbom naziemnym i długim dniom pracy naukowców (18 – 20 godzin). Jonathan Amos z BBC określił niższe koszty pracowników, własne technologie, prostszy projekt i znacznie mniej skomplikowany ładunek niż MAVEN z NASA .
Cele misji
Podstawowym celem misji jest opracowanie technologii niezbędnych do projektowania, planowania, zarządzania i obsługi misji międzyplanetarnej . Celem drugorzędnym jest zbadanie cech powierzchni Marsa, morfologii , mineralogii i atmosfery marsjańskiej przy użyciu lokalnych instrumentów naukowych.
Głównym celem jest opracowanie technologii niezbędnych do projektowania, planowania, zarządzania i obsługi misji międzyplanetarnej obejmującej następujące główne zadania:
- Manewry orbitalne mające na celu przeniesienie statku kosmicznego z orbity wokół Ziemi na trajektorię heliocentryczną i wreszcie przechwycenie na orbitę marsjańską
- Opracowanie modeli sił i algorytmów do obliczeń i analizy orbity i orientacji (orientacji )
- Nawigacja we wszystkich fazach
- Utrzymuj statek kosmiczny we wszystkich fazach misji
- Spełnienie wymagań dotyczących zasilania, komunikacji, temperatury i obciążenia użytkowego
- Włącz funkcje autonomiczne do obsługi sytuacji awaryjnych
Cele naukowe
Cele naukowe dotyczą następujących głównych aspektów:
- Badanie cech powierzchni Marsa poprzez badanie morfologii, topografii i mineralogii
- Zbadaj składniki marsjańskiej atmosfery, w tym metan i CO 2 , za pomocą technik teledetekcyjnych
- Zbadaj dynamikę górnej atmosfery Marsa, wpływ wiatru słonecznego i promieniowania oraz ucieczkę substancji lotnych w kosmos
Misja dałaby również wiele okazji do obserwacji marsjańskiego księżyca Fobosa , a także dałaby możliwość zidentyfikowania i ponownego oszacowania orbit asteroid obserwowanych podczas marsjańskiej trajektorii transferu.
Studia
W maju-czerwcu 2015 roku indyjscy naukowcy mieli okazję zbadać Koronę Słoneczną podczas koniunkcji Marsa, kiedy Ziemia i Mars znajdują się po przeciwnych stronach Słońca. W tym okresie fale w paśmie S emitowane przez Mangalyaan były transmitowane przez Koronę Słoneczną, która rozciąga się na miliony kilometrów w kosmos. Wydarzenie to pomogło naukowcom zbadać powierzchnię Słońca i regiony, w których temperatura zmieniała się gwałtownie.
Projekt statku kosmicznego
- Masa : Masa startowa wynosiła 1337,2 kg (2948 funtów), w tym 852 kg (1878 funtów) paliwa.
- Autobus : Autobus statku kosmicznego jest zmodyfikowaną strukturą I-1 K i konfiguracją sprzętu napędowego, podobną do Chandrayaan-1 , indyjskiego orbitera księżycowego, który działał od 2008 do 2009 roku, z określonymi ulepszeniami i ulepszeniami potrzebnymi do misji na Marsa. Konstrukcja satelity zbudowana jest z konstrukcji przekładkowej z aluminium i kompozytu wzmocnionego włóknem plastikowym ( CFRP ).
- Zasilanie : Energia elektryczna jest generowana przez trzy panele słoneczne o wymiarach 1,8 m × 1,4 m (5 stóp 11 cali × 4 stopy 7 cali) każdy (łącznie 7,56 m 2 (81,4 stopy kwadratowej)), co daje maksymalnie 840 watów wytwarzania energii na orbicie Marsa. Energia elektryczna jest magazynowana w akumulatorze litowo-jonowym o pojemności 36 Ah .
- Napęd : Silnik na paliwo płynne o ciągu 440 niutonów (99 funtów· s ) służy do podnoszenia orbity i wprowadzania na orbitę Marsa. Orbiter posiada również osiem 22-niutonowych (4,9 lbf· f ) silników sterujących położeniem (orientacja). Jego masa miotająca w momencie startu wynosiła 852 kg (1878 funtów).
- System kontroli położenia i orbity : System manewrowania, który obejmuje elektronikę z procesorem MAR31750 , dwa czujniki gwiazdowe, czujnik słońca panelu słonecznego, analogowy czujnik słońca zgrubny, cztery koła reakcyjne i główny układ napędowy.
- Anteny : antena o niskim zysku, antena o średnim zysku i antena o wysokim zysku;
Ładunek
Instrumenty naukowe | ||
---|---|---|
OKRĄŻENIE | Fotometr Lyman-Alfa | 1,97 kg (4,3 funta) |
MSM | Czujnik metanu dla Marsa | 2,94 kg (6,5 funta) |
MENCA | Analizator egzosferycznego składu neutralnego Marsa |
3,56 kg (7,8 funta) |
TIS | Spektrometr termowizyjny do obrazowania w podczerwieni | 3,20 kg (7,1 funta) |
MCK | Kolorowa kamera Mars | 1,27 kg (2,8 funta) |
Naukowy ładunek 15 kg (33 funty) składa się z pięciu instrumentów:
-
Badania atmosferyczne:
- Fotometr Lyman-Alpha (LAP) – fotometr mierzący względną obfitość deuteru i wodoru z emisji Lyman-alfa w górnych warstwach atmosfery. Pomiar stosunku deuter/wodór pozwoli oszacować wielkość utraty wody do przestrzeni kosmicznej . Nominalny plan działania LAP mieści się w zakresie około 3000 km (1900 mil) przed i po perycentrum Marsa. Minimalny czas obserwacji dla osiągnięcia celów naukowych LAP wynosi 60 minut na orbitę w normalnym zakresie działania. Cele tego instrumentu są następujące:
- Czujnik metanu na Marsa (MSM) – miał mierzyć metan w atmosferze Marsa , jeśli taki istnieje, i mapować jego źródła z dokładnością do kilkudziesięciu części na miliard (ppb). Po wejściu na orbitę Marsa ustalono, że instrument, choć w dobrym stanie technicznym, miał wadę konstrukcyjną i nie był w stanie rozróżnić metanu na Marsie. Instrument może dokładnie odwzorować albedo Marsa przy 1,65um.
- Wada projektu MSM. Oczekiwano, że czujnik MSM mierzy metan w atmosferze Marsa; metan na Ziemi często kojarzy się z życiem. Jednak po wejściu na orbitę poinformowano, że wystąpił problem z gromadzeniem i przetwarzaniem danych. Spektrometr mógł mierzyć intensywność różnych pasm spektralnych [takich jak metan], ale zamiast odsyłać widma, wysyłał z powrotem sumę próbkowanych widm, a także przerwy między próbkowanymi liniami. Różnicą miał być sygnał metanu, ale ponieważ inne widma, takie jak dwutlenek węgla, mogły mieć różne natężenia, nie było możliwe określenie rzeczywistej intensywności metanu. Urządzenie zostało zmienione jako maper albedo.
-
Badania środowiska cząstek:
- Mars Exospheric Neutral Composition Analyzer (MENCA) – to kwadrupolowy analizator masy zdolny do analizowania neutralnego składu cząstek w zakresie 1–300 amu (jednostka masy atomowej) z jednostkową rozdzielczością masy. Dziedzictwo tego ładunku pochodzi z ładunku Altitudinal Composition Explorer (CHACE) Chandry na pokładzie Moon Impact Probe (MIP) w misji Chandrayaan-1 . MENCA planuje przeprowadzić pięć obserwacji na orbitę, po jednej godzinie na obserwację.
-
Badania obrazowania powierzchni:
- Spektrometr termowizyjny w podczerwieni (TIS) – TIS mierzy emisję cieplną i może być obsługiwany zarówno w dzień, jak i w nocy. Będzie mapować skład powierzchni i mineralogię Marsa, a także monitorować atmosferyczny CO 2 i zmętnienie (wymagane do korekcji danych MSM). Temperatura i emisyjność to dwa podstawowe parametry fizyczne oszacowane na podstawie pomiaru emisji ciepła. Wiele minerałów i typów gleb ma charakterystyczne widma w regionie TIR. TIS może mapować skład powierzchni i mineralogię Marsa.
- Mars Color Camera (MCC) – Ta trójkolorowa kamera dostarcza obrazy i informacje o cechach powierzchni i składzie powierzchni Marsa. Przydaje się do monitorowania dynamicznych wydarzeń i pogody na Marsie, takich jak burze piaskowe/zmętnienie atmosferyczne. MCC zostanie również wykorzystany do sondowania dwóch satelitów Marsa, Fobosa i Deimosa . MCC zapewni informacje kontekstowe dla innych ładunków naukowych. Obrazy MCC należy pozyskiwać za każdym razem, gdy pozyskiwane są dane MSM i TIS. Siedem Apoareion Imaging całego dysku i wielokrotne obrazy Periareion o wymiarach 540 km x 540 km (340 mi x 340 mi) są planowane na każdej orbicie.
Telemetria i komenda
ISRO Telemetry, Tracking and Command Network przeprowadziło operacje nawigacyjne i śledzące dla startu ze stacjami naziemnymi w Sriharikota , Port Blair , Brunei i Biak w Indonezji , a po apogeum statku kosmicznego przekraczającym 100 000 km, 18 m (59 stóp) i zastosowano antenę o średnicy 32 m (105 stóp) należącą do Indian Deep Space Network . Antenę czaszową o długości 18 m (59 stóp) używano do komunikacji z statkiem do kwietnia 2014 r., po czym zastosowano większą antenę o długości 32 m (105 stóp). NASA Deep Space Network dostarcza dane o pozycji za pośrednictwem swoich trzech stacji zlokalizowanych w Canberze , Madrycie i Goldstone na zachodnim wybrzeżu Stanów Zjednoczonych w okresie niewidocznym dla sieci ISRO. Stacja naziemna Hartebeesthoek (HBK) Południowoafrykańskiej Narodowej Agencji Kosmicznej (SANSA) zapewnia również śledzenie satelitarne, telemetrię i usługi dowodzenia.
Komunikacja
Komunikacja jest obsługiwana przez dwa 230-watowe TWTA i dwa spójne transpondery . Zestaw anten składa się z anteny o niskim zysku , anteny o średnim zysku i anteny o wysokim zysku . System antenowy o wysokim zysku opiera się na pojedynczym odbłyśniku o długości 2,2 metra (7 stóp 3 cale) oświetlonym przez zasilanie w paśmie S. Służy do przesyłania i odbierania telemetrii, śledzenia, dowodzenia i danych do iz Indian Deep Space Network .
Profil misji
Faza | Data | Wydarzenie | Szczegół | Wynik | Bibliografia |
---|---|---|---|---|---|
Faza geocentryczna | 5 listopada 2013 09:08 UTC | Początek | Czas palenia: 15:35 min w 5 etapach | Apogeum: 23 550 km (14 630 mil) | |
6 listopada 2013 19:47 UTC | Manewr podnoszenia orbity | Czas świecenia: 416 s | Apogeum: 28 825 km (17 911 mil) | ||
7 listopada 2013 20:48 UTC | Manewr podnoszenia orbity | Czas świecenia: 570,6 s | Apogeum: 40 186 km (24 970 mil) | ||
8 listopada 2013 20:40 UTC | Manewr podnoszenia orbity | Czas świecenia: 707 s | Apogeum: 71 636 km (44 513 mil) | ||
10 listopada 2013 20:36 UTC | Manewr podnoszenia orbity | Niepełne oparzenie | Apogeum: 78 276 km (48 638 mil) | ||
11 listopada 2013 23:33 UTC | Manewr podnoszenia orbity (uzupełniający) | Czas świecenia: 303,8 s | Apogeum: 118 642 km (73 721 mil) | ||
15 listopada 2013 19:57 UTC | Manewr podnoszenia orbity | Czas świecenia: 243,5 s | Apogeum: 192 874 km (119 846 mil) | ||
30 listopada 2013 19:19 UTC | Wtrysk Trans-Mars | Czas palenia: 1328,89 s | Wstawianie heliocentryczne | ||
Faza heliocentryczna | grudzień 2013 – wrzesień 2014 | W drodze na Marsa – Sonda przebyła odległość 780 000 000 kilometrów (480 000 000 mil) na orbicie transferowej Hohmanna wokół Słońca, aby dotrzeć do Marsa. Ten plan fazowy zawierał w razie potrzeby do czterech korekt trajektorii. | |||
11 grudnia 2013 01:00 UTC | 1. Korekta trajektorii | Czas świecenia: 40,5 s | Powodzenie | ||
9 kwietnia 2014 | 2. Korekta trajektorii (planowana) | Nie wymagane | Przełożony na 11 czerwca 2014 r. | ||
11 czerwca 2014 11:00 UTC | 2. Korekta trajektorii | Czas świecenia: 16 s | Powodzenie | ||
Sierpień 2014 | 3. Korekta trajektorii (planowana) | Nie wymagane | |||
22 września 2014 | 3. Korekta trajektorii | Czas świecenia: 4 s | Powodzenie | ||
Faza areocentryczna | 24 września 2014 | Wstawienie orbity Marsa | Czas palenia: 1388,67 s | Powodzenie |
Początek
ISRO pierwotnie zamierzało wystrzelić MOM z Geosynchronous Satellite Launch Vehicle (GSLV), ale GSLV dwukrotnie zawiódł w 2010 roku i nadal miał problemy z silnikiem kriogenicznym . Oczekiwanie na nową partię rakiet opóźniłoby MOM o co najmniej trzy lata, więc ISRO zdecydowało się przejść na słabszy Polar Satellite Launch Vehicle (PSLV). Ponieważ nie był wystarczająco silny, aby umieścić MOM na trajektorii bezpośrednio na Marsa, statek kosmiczny został wystrzelony na wysoce eliptyczną orbitę okołoziemską i użył własnych silników do wielu oparzeń perygeum (aby wykorzystać efekt Obertha ), aby ustawić się na trajektoria transmarsjańska .
19 października 2013 r. przewodniczący ISRO K. Radhakrishnan ogłosił, że start musi zostać przełożony o tydzień na 5 listopada 2013 r. z powodu opóźnienia kluczowego statku telemetrycznego docierającego do Fidżi . Wystrzelenie zostało przełożone. , z rozłożoną zarówno anteną, jak i wszystkimi trzema sekcjami paneli słonecznych. Podczas pierwszych trzech operacji podnoszenia orbity ISRO stopniowo testowało systemy statków kosmicznych.
Sucha masa orbitera wynosi 482,5 kg (1064 funtów) i zawiera 852 kg (1878 funtów) paliwa w momencie startu. Jego główny silnik, pochodna systemu stosowanego na indyjskich satelitach komunikacyjnych, wykorzystuje kombinację dwupropelenta, monometylohydrazyny i tetratlenku diazotu , aby osiągnąć ciąg niezbędny do ucieczki z Ziemi. Wykorzystano go również do spowolnienia sondy w celu wprowadzenia orbity Marsa, a następnie do korekty orbity.
Modele używane dla MOM:
Efemerydy planetarne | DE-424 |
Efemerydy satelity | MAR063 |
Model grawitacyjny (Ziemia) | GGM02C (100x100) |
Model grawitacyjny (księżyc) | GRAIL360b6a (20x20) |
Model grawitacyjny (Mars) | MRO95A (95x95) |
Atmosfera Ziemi | ISRO: DTM 2012 JPL: DTM 2010 |
Atmosfera Marsa | MarsGram 2005 |
Ruch płyty stacji DSN | ITRF1993 rama, epoka ruchu płyt 01-sty-2003 00:00 UTC |
Manewry podnoszenia orbity
Kilka operacji podnoszenia orbity przeprowadzono z Centrum Kontroli Statków Kosmicznych (SCC) w ISRO Telemetry, Tracking and Command Network (ISTRAC) w Peenya, Bengaluru w dniach 6, 7, 8, 10, 12 i 16 listopada przy użyciu pokładowego statku kosmicznego. system napędowy i seria oparzeń perygeum. Pierwsze trzy z pięciu planowanych manewrów podnoszenia orbity zakończyły się nominalnymi wynikami, podczas gdy czwarty był tylko częściowo udany. Jednak kolejny manewr uzupełniający podniósł orbitę do zamierzonej wysokości, do której dążył w pierwotnym, czwartym manewrze. W sumie sześć podpaleń zostało zakończonych, podczas gdy statek kosmiczny pozostawał na orbicie okołoziemskiej, a siódme przeprowadzono 30 listopada, aby umieścić MOM na heliocentrycznej orbicie w celu jego tranzytu na Marsa.
Pierwszy manewr wznoszenia orbity wykonano 6 listopada 2013 roku o godzinie 19:47 UTC, kiedy silnik na ciecz statku kosmicznego o mocy 440 niutonów (99 funtów· s ) był odpalany przez 416 sekund. Dzięki temu wypalaniu silnika apogeum statku kosmicznego zostało podniesione do 28.825 km (17911 mil), z perygeum 252 km (157 mil).
Drugi manewr podnoszenia orbity został wykonany 7 listopada 2013 r. o godzinie 20:48 UTC, a czas spalania wyniósł 570,6 sekundy, co dało apogeum 40 186 km (24 970 mil).
Trzeci manewr podnoszenia orbity został wykonany 8 listopada 2013 r. o godzinie 20:40 UTC, z czasem spalania 707 sekund, co dało apogeum 71 636 km (44 513 mil).
Czwarty manewr wznoszenia orbity, rozpoczęty o 20:36 UTC w dniu 10 listopada 2013 r., nadał statkowi kosmicznemu delta-v 35 m/s (110 ft/s) zamiast planowanych 135 m/s (440 ft/s). w wyniku niedopalenia silnika. Z tego powodu apogeum zostało zwiększone do 78276 km (48 638 mil) zamiast planowanych 100 000 km (62 000 mil). Podczas testowania redundancji wbudowanych w układ napędowy zatrzymał się przepływ do silnika cieczowego, co spowodowało zmniejszenie prędkości przyrostowej. Podczas czwartego spalania orbitalnego testowano cewki pierwotne i nadmiarowe elektrozaworu sterującego przepływem silnika na ciecz 440 niutonów oraz logikę zwiększania ciągu przez pędniki sterujące położeniem. Gdy obie cewki pierwotne i nadmiarowe były zasilane razem podczas planowanych trybów, przepływ do silnika płynnego ustał. Obsługa obu cewek jednocześnie nie jest możliwa dla przyszłych operacji, jednak mogą one działać niezależnie od siebie, po kolei.
W wyniku zbliżającego się czwartego planowanego podpalenia, 12 listopada 2013 r. przeprowadzono dodatkowe, nieplanowane podpalenie, które zwiększyło apogeum do 118 642 km (73 721 mil), nieco wyżej niż pierwotnie planowano w czwartym manewrze. Apogeum zostało podniesione do 192,874 km (119,846 mil) w dniu 15 listopada 2013 r., 19:57 UTC w końcowym manewrze podnoszenia orbity.
Wtrysk Trans-Mars
30 listopada 2013 r. o 19:19 UTC 23-minutowe odpalenie silnika zainicjowało przeniesienie MOM z orbity Ziemi i na heliocentryczną orbitę w kierunku Marsa. Sonda przebyła odległość 780 000 000 kilometrów (480 000 000 mil), aby dotrzeć do Marsa.
Manewry korekcji trajektorii
Pierwotnie planowano cztery korekty trajektorii, ale przeprowadzono tylko trzy. Pierwszy manewr korekcji trajektorii (TCM) przeprowadzono w dniu 11 grudnia 2013 r. o godzinie 01:00 UTC przez wystrzelenie pędników 22-niutonowych (4,9 lbf ) na czas 40,5 sekundy. Po tym wydarzeniu MOM na tyle dokładnie śledził projektowaną trajektorię, że manewr korekcji trajektorii planowany w kwietniu 2014 roku nie był wymagany. Drugi manewr korekcji trajektorii został wykonany 11 czerwca 2014 r. o godzinie 11:00 UTC, odpalając 22 niutonowe silniki statku kosmicznego przez 16 sekund. Trzeci planowany manewr korekcji trajektorii został przełożony, ponieważ trajektoria orbitera ściśle pokrywała się z planowaną trajektorią. Trzecia korekta trajektorii była również testem hamowania o długości 3,9 sekundy w dniu 22 września 2014 roku.
Wstawienie orbity Marsa
Plan zakładał wejście na orbitę Marsa 24 września 2014 roku, około 2 dni po przybyciu orbitera NASA MAVEN . Silnik cieczy apogeum o mocy 440 niutonów został odpalony testowo 22 września o godzinie 09:00 UTC przez 3,968 sekundy, około 41 godzin przed faktycznym wejściem na orbitę.
Data | Czas (UTC) | Wydarzenie |
---|---|---|
23 września 2014 | 10:47:32 | Komunikacja satelitarna przełączona na antenę o średnim zysku |
24 września 2014 | 01:26:32 | Rozpoczęto rotację do przodu w celu zmniejszenia prędkości |
01:42:19 | Rozpoczęło się zaćmienie | |
01:44:32 | Manewr kontroli postawy wykonywany za pomocą sterów strumieniowych | |
01:47:32 | Silnik Liquid Apogee zaczyna strzelać | |
02:11:46 | Silnik Liquid Apogee przestaje działać |
Po tych wydarzeniach statek kosmiczny wykonał manewr odwrotny, aby zmienić orientację ze spalania podczas hamowania i wszedł na orbitę Marsa.
Status
Wstawienie orbity umieściło MOM na wysoce eliptycznej orbicie wokół Marsa, zgodnie z planem, z okresem 72 godzin 51 minut 51 sekund, perycentrum 421,7 km (262,0 mil) i apocentrum 76 993,6 km (47 841,6 mil). Pod koniec wprowadzania na orbitę MOM pozostało z 40 kg (88 funtów) paliwa na pokładzie, więcej niż 20 kg (44 funty) niezbędne do sześciomiesięcznej misji.
28 września 2014 roku kontrolerzy MOM opublikowali pierwszy globalny widok Marsa ze statku kosmicznego. Obraz został uchwycony przez Mars Color Camera (MCC).
7 października 2014 r. ISRO zmienił orbitę MOM, aby przenieść ją za Marsa na czas przelotu komety Siding Spring w pobliżu planety 19 października 2014 r. Statek kosmiczny zużył 1,9 kg (4 funty) paliwa na ten manewr. W rezultacie apocentrum MOM zostało zredukowane do 72 000 km (45 000 mil). Po tym, jak kometa minęła Marsa, ISRO poinformowało, że MOM pozostała zdrowa.
4 marca 2015 r. ISRO poinformowało, że instrument MSM działa normalnie i bada albedo Marsa , czyli współczynnik odbicia powierzchni planety. Mars Color Camera dostarczał również nowe obrazy powierzchni Marsa.
24 marca 2015 r. MOM zakończył swoją wstępną sześciomiesięczną misję na orbicie wokół Marsa. ISRO przedłużyło misję o dodatkowe sześć miesięcy; statek kosmiczny ma 37 kg (82 funty) pozostałego paliwa, a wszystkie pięć jego instrumentów naukowych działa prawidłowo. Orbiter może podobno kontynuować orbitowanie Marsa przez kilka lat z pozostałym paliwem.
17-dniowa przerwa w komunikacji miała miejsce od 6 do 22 czerwca 2015 r., kiedy orbita Marsa przeniosła go za Słońce z punktu widzenia Ziemi.
24 września 2015 r. ISRO opublikowało swój "Mars Atlas", 120-stronicowy atlas naukowy zawierający zdjęcia i dane z pierwszego roku orbitowania Mars Orbiter Mission.
W marcu 2016 roku w Geophysical Research Letters opublikowano pierwsze naukowe wyniki misji , prezentujące pomiary egzosfery marsjańskiej wykonane przez instrument MENCA sondy kosmicznej .
W okresie od 18 do 30 maja 2016 r. nastąpiło zakłócenie komunikacji, gdy Ziemia znalazła się bezpośrednio między Słońcem a Marsem. Ze względu na wysokie promieniowanie słoneczne uniknięto wysyłania poleceń do statku kosmicznego, a operacje ładunku zostały zawieszone.
17 stycznia 2017 r. orbita MOM została zmieniona, aby uniknąć zbliżającego się sezonu zaćmienia. Dzięki spalaniu ośmiu silników 22 N przez 431 sekund, co dało różnicę prędkości 97,5 metra na sekundę (351 km/h) przy użyciu 20 kilogramów (44 funtów) paliwa (pozostawiając 13 kg), zaćmienia uniknięto do września 2017 r. Bateria jest w stanie obsłużyć zaćmienia do 100 minut.
19 maja 2017 roku MOM osiągnął 1000 dni (973 sols ) na orbicie wokół Marsa. W tym czasie sonda wykonała 388 okrążeń planety i przesłała na Ziemię ponad 715 zdjęć. Urzędnicy ISRO stwierdzili, że pozostaje w dobrym zdrowiu.
24 września 2018 r. MOM zakończyła 4 lata na orbicie wokół Marsa, chociaż zaplanowany czas trwania misji wynosił tylko sześć miesięcy. W ciągu tych lat kamera kolorowa Mars firmy MOM wykonała ponad 980 zdjęć, które zostały udostępnione opinii publicznej. Sonda jest nadal w dobrym stanie i nadal pracuje nominalnie.
24 września 2019 r. MOM zakończyła 5 lat na orbicie wokół Marsa, wysyłając 2 terabajty danych obrazowych i miała wystarczającą ilość paliwa, aby przeżyć kolejny rok na orbicie.
1 lipca 2020 r. Mangalyaan był w stanie zrobić zdjęcie marsjańskiego satelity Phobos z odległości 4200 km.
18 lipca 2021 r. Mars Color Camera (MCC) wykonał pełny obraz dysku Marsa z wysokości około 75 000 km z rozdzielczością przestrzenną około 3,7 km.
W październiku 2022 r. ISRO przyznało, że utraciło komunikację z MOM w kwietniu 2022 r., kiedy miało do czynienia z coraz dłuższymi zaćmieniami, w tym siedmiogodzinnym zaćmieniem, które nie zostało zaprojektowane, aby wytrzymać. ISRO powiedział, że statek kosmiczny prawdopodobnie nie miał paliwa i nie można go było odzyskać.
Obraz Mangalyaana przedstawiający Arsię Mons
Obraz Tharsis i Valles Marineris autorstwa Mangalyaana
Trzyklatkowa mozaika Mars Orbiter Mission Mars Color Camera w regionie Syrtis Major w dniu 24 września 2015 r.
Uznanie
W 2014 roku Chiny określiły udaną misję Mars Orbiter w Indiach jako „Dumę Azji”. Zespół Mars Orbiter Mission zdobył nagrodę Space Pioneer Award 2015, przyznawaną przez amerykańskie National Space Society , w kategorii nauka i inżynieria. NSS powiedział, że nagroda została przyznana, ponieważ indyjska agencja z powodzeniem przeprowadziła misję na Marsa w swojej pierwszej próbie; statek kosmiczny znajduje się na orbicie eliptycznej z wysokim apocentrum, gdzie za pomocą kamery o wysokiej rozdzielczości robi pełnowymiarowe kolorowe zdjęcia Marsa. W przeszłości wykonano bardzo niewiele zdjęć pełnego dysku, głównie podczas podejścia do planety, ponieważ większość obrazowania jest wykonywana patrząc prosto w dół w trybie mapowania. Te obrazy pomogą planetologom.
Ilustracja przedstawiająca statek kosmiczny Mars Orbiter Mission znajduje się na odwrocie indyjskiego banknotu o wartości 2000 jenów .
Zdjęcie wykonane przez statek kosmiczny Mars Orbiter Mission było zdjęciem na okładce magazynu National Geographic z listopada 2016 roku , do ich historii „Mars: Race to the Red Planet”.
Misja kontynuacyjna
ISRO planuje opracować i uruchomić kolejną misję Mars Orbiter Mission 2 (MOM-2 lub Mangalyaan-2 ) z większym ładunkiem naukowym na Marsa w 2024 roku . wysokość bardziej odpowiednia do obserwacji naukowych.
W kulturze popularnej
- Film w języku hindi z 2019 r. Mission Mangal jest luźno oparty na indyjskiej misji na Marsa.
- Seria internetowa o nazwie Mission Over Mars jest luźno oparta na indyjskiej misji na Marsa.
- Kosmiczne MOM wydane online w 2019 roku opierają się na indyjskiej misji na Marsa.
- Mission Mars wydany w 2018 roku to krótki film oparty na indyjskiej misji Mars.
Zobacz też
- Department of Space – administrator programu kosmicznego rządu indyjskiego
- ExoMars Trace Gas Orbiter
- Lista misji ISRO
- Lista orbiterów Marsa
- Lista misji na Marsa
- Mars Express – europejski orbiter na Marsa