HISTORIA MISJI
Koncepcja misji mającej na celu dostarczenie próbki z Phobosa powstała w okresie prac na misją Phobos. Zakładano tedy wykorzystanie statku podobnego do sond Phobos. W 1992 rozważano rosyjsko - amerykańską misję do Phobosa, jako część współpracy tych krajów w zakresie badań kosmicznych (inicjatywa "To Mars Together"). Po rozpadzie ZSRR program badań planet uzyskiwał tylko minimalne finansowanie. Większość środków przeznaczonych na badania naukowe pochłonął nie ukończony program astrofizyczny Spectrum X - Gamma. Na zapaść badań planet miała też duży wpływ utrata misji Mars 96, największej sondy planetarnej jaką do tej pory zbudowano.
W tym okresie jednak początkowo mała grupa ludzi związanych z Space Research Institute (IKI), Vernadsky Institute of Geochemistry and Analytical Chemistry (GEOHI), Keldysh Institute of Applied Mathematics i NPO Lavochkin opracowała projekt dużo mniejszego ale nowocześniejszego pod wieloma względami statku przeznaczonego do różnorodnych misji planetarnych. Wstępne prace projektowe zakończyły się w 1999r. Rozważanymi propozycjami wykorzystania tego projektu były dwie możliwe misje - Phobos-Grunt i Luna Glob. W środowisku związanym z badaniami planet rozważano możliwości przeprowadzenia misji na Phobosa około 2005r, a Luna Glob po tym kresie.
Program Phobos-Grunt rozpoczął się w 2000r. W 2002r rozpoczęły się eksperymentalne prace konstrukcyjne. W lutym 2004r przyznane zostało finansowanie na poziomie 40 milionów rubli, a koszt całej misji oceniono na około miliard rubli. Rakietą miał być wtedy Soyuz 2/Fregat. Z powodu niskiego poziomu finansowania start był przewidywany dopiero na 2009r. Potem wymieniany był też rok 2007, a następnie ponownie 2009. Uchwalony 22 grudnia 2005r budżet dla federalnego programu kosmicznego zapewnił dalsze finansowanie projektu. W lipcu 2006r NPO Lavochkin poinformowało, że rozpoczęły się prace nad sprzętem i awioniką. Rozpoczęto też konstruowanie testowego modelu sondy. W listopadzie 2006r oficjalnie poinformowano, że wraz z sondą poleci też chiński orbiter Yinghuo-1. Planowano jego przyłączenie do górnej części Phobos-Grunt. 26 marca 2007 prezydenci Chin i Rosji podpisali porozumienie w sprawie wspólnych badań Marsa i Phobosa. Tego samego dnia politechnika w Chonkongu oficjalnie podjęła się wykonania urządzenia do pobierania próbek. Z powodu dodania chińskiego orbitera zmieniono rakietę nośną. Nową stał się Zenit. 5 kwietnia 2007 odbyło się spotkanie kierowników zespołów projektowych i konstrukcyjnych. Wybrano na nim stacje śledzenia i centra kontroli misji. W 2008r poinformowano ponadto o możliwości wykorzystania sondy do wymiany danych z łazikiem ESA ExoMars. Wymagałoby to instalacji odpowiedniego wyposażenia komunikacyjnego na łaziku i Phobos-Grunt. Wywołało to jednak sceptycyzm, ponieważ łazik ten miał wtedy wystartować dopiero w 2013r i wylądować w 2015r. Phobos nie byłyby także dobrą stacją przekaźnikową.
Od początku 2008r misja znajdowała się w fazie aktywnych przygotowań. Gotowe były wtedy następujące komponenty: główna antena, elementy systemu napędowego dla lądownika, komponenty zasilacza anteny, prototyp struktury dla wyposażenia lądownika do testów wibracyjnych, podpory lądownika, elementy systemu podzielającego poszczególne komponenty, oraz prototyp systemu napędowego pojazdu powrotnego do testów termicznych w próżni. Start był jednak nadal planowany na październik 2009r. Georgy Poleshyuk, przewodniczący Lavochkin stwierdził, że najbardziej krytycznymi działaniami w harmonogramie przygotowań do startu są: montaż Yinghuo-1, przygotowania naziemnych kompleksów śledzenia i przygotowywania instrumentów naukowych. Nieoficjalnie źródła związane z projektem wymieniały realne problemy związane z systemami kontrolnymi i oprogramowaniem. Wymagane parametry pamięci pokładowej nie zostały uzyskane. Prace nad tymi systemami znacznie przekroczyły terminarz. Nadal nie osiągnięto również wymaganych parametrów i wiarygodności. Zawory kontrolujące przepływ paliwa zwiodły podczas testów. Problemy stwarzała też kontrola temperatury i układy elektryczne wielu systemów. Jasna stała się konieczności opóźnienia startu do następnego okna startowego, w 2011r. 29 października 2008r NPO Lavochkin poinformował jednak, że prace nad sondą przebiegają zgodnie z harmonogramem. 24 czerwca 2008r poinformowano, że podczas spotkania Rosja - Unia Europejska w Paryżu zawarto umowę w sprawie wymiany danych z ExoMars. ESA zapewniłaby natomiast stacje śledzenia i uzyskała wysokorozdzielcze zdjęcia Phobosa za pomocą Mars Express.
W 2008r zakończyły się również prace nad prototypami instrumentów naukowych opracowanych przez IKI. Zostały one poddane testom w Lavochkin. Ponadto rozpoczęto prace nad modelami do testów kwalifikacyjnych i modelami lotnymi. Pod koniec roku IKI poinformowało również, że kontynuuje przygotowania segmentu naziemnego, co oznaczało, że nie będzie on gotowy do czasu planowanego startu. W międzyczasie anulowane zostały rosyjsko - włoskie instrumenty TIMM (spektrometr podczerwieni) i DIAMOND (detektor pyłu) z braku ich finansowania. Fiński Instytut Meteorologii (Finnish Meteorological Institute - FMI) poinformowała też, że nie ukończy stacji meteorologicznej dla Marsa, NetMet, która również mogłaby być zabrana na pokładzie pojazdu.
W styczniu 2009r lądownik podczas budowy w ośrodku Lavochkin w Khimki został po raz pierwszy zaprezentowany w telewizji. Po raz pierwszy pokazano wtedy nowo zaprojektowany kratownicowy łącznik dla Yinghuo-1. W kwietniu 2009 Francis Rocard, koordynator udziału Francuskiej Agencji Kosmicznej w projekcie poinformował, że potrzymał oficjalną decyzję o przełożeniu startu na 2011r. Zostało jednak utrzymane dalsze finansowanie projektu. NPO Lavochkin nadal jednak potwierdzał start w 2009r. Na początku września 2009r planowano dostarczenie sondy na Bajkonur 25 września i start w listopadzie 2009r, czyli poza oknem startowym 2009r. 21 września dyrektor IKI, Lev Zeleny poinformował międzynarodowych partnerów projektu o przełożeniu misji na 2011r. Cały projekt jednak nigdy nie zbliżył się do gotowości do startu w 2009r. Nawet we wrześniu 2009r nie ukończono testów termalnych, a test lądowania zakończył się zniszczeniem podpór lądownika. Model lotny w Khimki pozostawał rozmontowany nawet we wrześniu. Projekt był jednak wykorzystywany do pobierania pieniędzy tak długo jak to było możliwe.
Na rozwiązanie problemów technicznych były 2 lata. Zaistniała jednak nowy problem. Przy starcie w 2011r trajektoria sprawiałby, że pojazd byłby za ciężki o około 150 kg w stosunku do możliwości rakiety Zenit. Możliwa stała się wymiana rakiety na droższego Protona. W marcu 2010r poinformowano też o wymianie jednego z urządzeń do pobierania próbek, co pozwoliłoby na wiercenie w twardej skale. 8 kwietnia 2010r poinformowano o wprowadzeniu do jednego z dwóch manipulatorów penetratora CHOKIM opracowanego przez Centrum Badań Kosmicznych PAN. W IKI ulepszono też procedurę pobierania próbek. Opracowano techniki ułatwiające tą procedurę z użyciem kamer panoramicznych i stereoskopowych. Możliwe stało się w pełni automatyczne pobieranie próbek. Najpoważniejszym problemem pozostawał jednak system kontrolny statku. W celu rozwiązania komplikacji w NPO Lavochkin przygotowano 2 stanowiska testowe, dla komputera głównego i komputera pojazdu powrotnego. Pozwały one na konsekwentne przetestowanie wszystkich algorytmów procedur nominalnych i awaryjnych do czasu startu i kontynuowanie testów w czasie lotu. W celu rozwiązana problemów z brakiem gotowości stacji naziemnych podpisana została umowa z Ukraińską Agencją Kosmiczną NKAU. W ramach testów radioteleskop RT-70 w Evpatorii z powodzeniem odebrał sygnał z Mars Express. W Rosji unowocześniono również stacje śledzenia Medvezhiy Ozera blisko Moskwy i Ussuriysk na dalekim wschodzie, stanowiące główne stacje dla Phobos-Grunt. W grudniu 2010r Anatoly Perminov, przewodniczący Roskosmos podpisał również umowę z NASA pozwalającą na udział tej agencji w naziemnej kontroli misji za pomocą Deep Space Network. Możliwe jest również wykorzystanie stacji europejskich. W celu zwiększenia zapasu paliwa w NPO Lavochkin powiększono pojemność zbiorników bloku napędowego poprzez dodanie sferycznych sekcji, co pozwalało na wyniesienie sondy za pomocą rakiety typu Soyuz również w 2011r. Modyfikacja bloku napędowego pociągnęła ze sobą szereg dalszych utrudnień.
W tym czasie oficjalnie anulowany został lądownik NetMet. Opóźnienie misji pozwoliło jednak na opracowanie spektrometru podczerwieni dla mikroskopu MikrOMEGA. Ponadto wprowadzono nowy spektrometr do badań właściwości Marsa, TIMM 2, który zastąpił oryginalny instrument TIMM (nazwa instrumentu nie została zmieniona, chociaż ma on niewiele wspólnego z poprzednikiem). Prace nad instrumentem DIAMOND nie zostały natomiast podjęte.
W pierwszej połowie 2011r trwały końcowe prace nad sondą. W marcu zostało złożone zamówienie na rakietę Zenit-2SB. Zakończono też prace nad urządzeniem do pobierania próbek (Sampling Device - SD). Nadal istniały jednak problemy z systemem komputerowym sondy. Nie przeprowadzono testów wszystkich sekwencji zaplanowanych w czasie lotu. Prawdopodobnie oprogramowanie zostanie uzupełnione dopiero w trakcie lotu. Zakończyło się natomiast planowanie procedury lądowania na Phobosie i testy opracowanych algorytmów. Zajmował się tym Instytut Mechaniki Stosowanej Rosyjskiej Akademii Nauk (IPM RAN). Z powodu ograniczeń budżetowych nie zbudowano kompletnego modelu sondy do testów elektrycznych. Użyto do tego układu w którym większość elementów to prototypy albo substytuty. Przeprowadzanie testów w taki sposób spotkało się z krytyką, ponieważ konstrukcja sondy jest w dużej mierze nowa. 29 maja sonda została przetransportowana do miejscowości Peresvet (90 km od Moskwy), gdzie przeszła testy w komorze próżniowej VK600/300. Była to najbardziej rygorystyczna seria testów w trakcie prac nad sondą. Zakończyły się one 20 czerwca. Następnie pojazd został przetransportowany do głównego wykonawcy, NPO Lavochkin w Moskwie. Dostarczenie sondy na kosmodrom było planowane na 23-25 września. W połowie sierpnia termin ten przesunięto o 2 dni. Następnie dostarczenie pojazdu na miejsce startu przełożono na październik. Przyczyną była awaria jednego z urządzeń pokładowych, które wymagało wymiany. W sierpniu zaniechano też wykonania pełnego testu systemu elektronicznego sondy, BKU na jego modelu inżynieryjnym. Testy wykonano na statku kosmicznym, co było pracochłonne i zwiększyło ryzyko błędu. Jednak nawet te testy wykazały, że BKU nie był gotowy do misji. Częste błędy oprogramowania wymagały ponownego pisania oprogramowania. Przetestowanie ostatnich poprawek stało się niemożliwe. Ponadto jeden z dwóch procesorów w komputerze TsVM-22 uległ awarii i został dezaktywowany podczas dalszych przygotowań. Ponadto wystąpił konflikt sprzętowy pomiędzy drugim procesorem a procesorem w zapasowym komputerze TsVM-22. Dlatego też jednej z komputerów wyłączono na stałe. Pozostał on jednak na sondzie. Ostatecznie więc sonda posiadała tylko jeden sprawny komputer. Żaden z inżynierów instytutu TsNIIMash odpowiedzialnego za certyfikowanie rosyjskich statków kosmicznych do lotu nie potwierdził, że Phobos-Grunt był gotowy do lotu. Jednak wysocy urzędnicy instytutu, pod naciskiem rosyjskiej agencji kosmicznej podpisali stosowane dokumenty.
Pojazd dotarł na kosmodrom Bajkonur 17 października. Został tam dostarczony samolotem An-124-100 linii Ruslan. Po rozpakowaniu został dostarczony do budynku MIK-31, gdzie przeszedł ostatnie przygotowania do startu. 21 października do budynku montażowego został dostarczony moduł napędowy MDU. W trakcie poprzedniego tygodnia został on napełniony paliwem. Następnie zatankowano paliwo na sam lądownik. W tym czasie oficjalnym terminem startu stał się 9 listopada. Tankowanie sondy zakończyło się 27 października. Wtedy też połączono ją z orbiterem YH-1. Tankowanie modułu powrotnego zostało rozpoczęte 27 października. Zostało zakończone 1 listopada. MDU został natomiast połączony z interfejsem łączącym z drugim stopniem rakiety Zenit-2SB.
1 listopada wykonano ostatnie testy, między innymi test rozkładania paneli słonecznych. W trakcie pozostałych testów wykryto szereg błędów. Polarność systemów sterujących silnikami kontroli orientacji była odwrócona w oprogramowaniu głównego komputera BKU. Wykonano niewielkie poprawki. Przełączono 6 kabli, co wiązało się z wykonywaniem lutowania przy statku kosmicznym wypełnionym toksycznym paliwem. Po tych prowizorycznych naprawach okazało się, że sygnały ze wszystkich kabli zostały przepuszczone przez jeden układ wykonawczy. Skompensowanie tego błędu wymagało kompleksowych zmian w oprogramowaniu. Zmiany takie mogły zostać wykonane dopiero na stanowisku startowym, co nie dawało czasu na testy.
2 listopada sonda została zainstalowana w owiewce. Pod koniec dnia została przewieziona do budynku MIK-41 na stanowisku startowym 42. Tam połączono ją z rakietą Zenit-2SB. 5 listopada wydano zgodę na przetransportowanie rakiety na stanowisko startowe. 6 listopada rakieta dotarła na platformę startową nr 45. 8 listopada wykonano tam ostatnie przygotowania do startu. Wymieniono baterie na sondzie. Kontrolowano ciśnienie i temperaturę wewnątrz owiewki. Tego samego dnia wydano zgodę na zatankowanie rakiety start.
Wątek: Fobos-Grunt (kompendium) (Przeczytany 53204 razy)