Kontakt | Mapa witryny | Szukaj
Strona główna Sondy planetarne Sondy księżycowe Satelity ziemskie
Sondy planetarne
Układ Słoneczny
Mars Observer Sonda Mars Observer
Inne oznaczenia i nazwy:
   • Mars Geoscience/Climatology Orbiter
   • 1992-063A
   • 22136
   • MGCO

Data i godzina startu: 25 września 1992 roku o 17:05:01 czasu UTC
Masa całkowita sondy: 2565 kg

Cel misji
Mars Observer był pierwszym próbnikiem programu Observer - serii sond przeznaczonych do badań planetarnych. Głównym celem misji miało być: 1. określenie składu pierwiastkowego i mineralogicznego powierzchni Marsa; 2. zbadanie topografii powierzchni i pola grawitacyjnego; 3. scharakteryzowanie marsjańskiego pola magnetycznego; 4. określenie źródeł, rozpowszechnienia oraz zanikania lotnych związków oraz pyłu w atmosferze planety; 5. zbadanie struktury oraz cyrkulacji atmosfery Marsa.

Budowa sondy
Kadłub sondy powstał na bazie prostopadłościanu o wymiarach 2,1 m na 1,5 m na 1,1 m. Na dolnej podstawie zainstalowano adapter rakiety nośnej oraz zestaw czterech silników głównych sondy. Na górnej podstawie zainstalowano instrumenty naukowe. Na przedniej ściance zamontowano 5,5-metrowy, rozkładany maszt z 1,5-metrową anteną wysokiego zysku, natomiast na ściance tylnej - maszt z baterią słoneczną o wymiarach 7,0 na 3,7 metra. Natomiast na obu ściankach bocznych zainstalowano mechanizmy rozkładające 6-metrowe maszty magnetometru i spektrometru gamma. Wewnątrz sondy znajdują się zbiorniki systemu napędowego oraz prawie cała elektronika sondy.

System napędowy sondy składał się z czterech silników głównych o ciągu 490 N (w tym dwa zapasowe) zasilanych monometylohydrazyną i czterotlenkiem azotu oraz czterech silniczków korekcyjnych o ciągu 22 N (także na paliwo dwuskładnikowe); hydrazynowych silniczków korekcyjnych: ośmiu o ciągu 4,5 N oraz ośmiu o ciągu 0,9 N; jednego zbiornika na paliwo (kulisty o średnicy 1,07 metra, zawierający 532 kg monometylohydrazyny); jednego zbiornika na utleniacz (kulisty o średnicy 1,07 metra, zawierający 832 kg czterotlenku azotu); dwóch zbiorników na hydrazynę (łącznie 84 kg); zbiornika sprężonego helu (pod ciśnieniem 29 MPa) oraz niezbędnych przetworników, zaworów i przewodów. Zgromadzone materiały pędne pozwalały zmienić prędkość sondy o 2700 m/s.

Orientacja przestrzenna sondy utrzymywana była w trybie trójosiowym, za pomocą czterech kół zamachowych oraz silniczków korekcyjnych. System nawigacyjny oraz orientacji przestrzennej Mars Observer opierał się na danych gromadzonych przez pięć czujników położenia Słońca, specjalnej kamerze nawigacyjnej (porównywanie pozycji gwiazd), czujnikowi horyzontu (po wejściu na orbitę Marsa) oraz dzięki jednostce inercyjnej IMU (zawierającej trzy żyroskopy i cztery akcelerometry).

Sonda zasilana jest z pojedynczego, sześcioczęściowego panela baterii słonecznych (każda część o wymiarze 2,3 m na 1,8 m), który w odległości 1,4 j.a. (210 milionów kilometrów) od Słońca generował moc 1400 W, a w odległości 1,7 j.a. (255 milionów kilometrów) około 1150 W. Energia elektryczna gromadzona była także w dwóch 17-komorowych akumulatorach niklowo-kadmowych o pojemności 43 Ah każdy.

Sonda została wyposażona w dysk anteny wysokiego zysku (HGA) o średnicy 1,5 metra oraz trzy anteny niskiego zysku (jedna nadawcza i dwie odbiorcze). Komunikacja z sondą odbywała się w paśmie X (częstotliwość 7145-7190 MHz - pasmo odbioru; 8400-8450 MHz pasmo nadawcze) oraz w paśmie Ka (częstotliwość nadawcza 33,6 GHz). Szybkość transmisji danych z sondy mieściła się w zakresie od 10 b/s do 80 kb/s.

System dowodzenia i telemetrii sondy (C&DH) został wyposażony w procesor z serii 1750-A (z 96 kB pamięcią RAM-LOADABLE i 20 kB pamięcią PROM). Dane zarówno inżynieryjne jak i obserwacyjne były zapisywane cyfrowo na taśmie magnetycznej o pojemności 1,84 Gb.

Instrumenty naukowe
Sonda Mars Observer została wyposażona w siedem przyrządów naukowych: MOC, TES, MOLA, GRS, MAG/ER, MBR i PMIRR. Eksperyment radiowy RS miał być realizowany za pomocą systemu telekomunikacyjnego sondy. Łączna masa instrumentów naukowych wynosiła 139,5 kilograma.

   • MOC (Mars Observer Camera) - przyrząd składał się z trzech kamer: dwóch szerokokątnych i jednej wąskokątnej. Kamera wąskokątna została wyposażona w teleskop o aperaturze 35 cm, ogniskowej 3500 mm (f/10) i polu widzenia 0,4°. Detektorami były dwa układy CCD (o matrycy 2048 x 1 pikseli), pracujące w zakresie spektralnym 500-900 nm. Jedną z kamer szerokokątnych wyposażono w optykę o długości ogniskowej 11,4 mm (f/6,3) i przystosowano do pracy w zakresie widmowym 400-450 nm. Drugą z kamer wyposażono w optykę o długości ogniskowej 11 mm (f/6,4) i przystosowano do pracy w zakresie widmowym 575-625 nm. Obydwie kamery zostały wyposażone w detektory CCD o matrycy 3456 x 1 pikseli.

   • TES (Thermal Emission Spectrometer) - spektrometr promieniowania termicznego. Instrument składał się z trzech przyrządów: interferometru Michelsona (spektrometr), bolometra i albedometra. Spektrometr pracował w zakresie widmowym od 6 do 50 µm. Bolometr mierzył promieniowanie termiczne w zakresie od 5,5 do 100 µm. Albedometr mierzył natężenie odbitego światła słonecznego w zakresie widmowym od 0,3 do 2,7 µm. Detektorami wszystkich trzech przyrządów były trzy układy piroelektryczne (kryształy deuterowanego siarczanu triglicyny - DTGS) o matrycach 2 x 3 piksele.

   • MOLA (Mars Observer Laser Altimeter) - wysokościomierz laserowy. Przyrząd składał się z nadajnika i odbiornika impulsów laserowych. Nadajnikiem był laser Nd:YAG emitujący 40 mJ impulsy laserowe (o długości fali 1064 nm) z częstotliwością 10 Hz. Odbiornikiem powracających sygnałów był 50-centymetrowy teleskop wyposażony w krzemową fotodiodę lawinową. Za pomocą tego przyrządu opracowano by mapę topograficzną powierzchni Marsa o wysokiej rozdzielczości (0,2 na 0,2 stopnia).

   • GRS (Gamma Ray Spectrometer) - spektrometr promieniowania gamma. Przyrząd składał się z detektora promieniowania gamma (kryształ ultraczystego germanu o średnicy 5,5 cm i długości 5,5 cm), który był w stanie wykryć promieniowanie w zakresie energii od 200 keV do 10 MeV. Detektor wbudowany był w specjalną osłonę, która odseparowywała cząstki naładowane od promieniowania gamma. Osłona wraz ze scentylatorem spełniała także rolę detektora neutronów w zakresie energii od 0 do 2,5 MeV.

   • MAG/ER (Magnetometer and Electron Reflectometer) - instrument składał się z dwóch przyrządów: magnetometru i reflektometra elektronów. Magnetometr składał się z dwóch trójosiowych układów magnetometrów typu fluxgate, przeznaczonych do pomiaru natężenia pola magnetycznego w zakresie od +/- 4 nT do +/- 65 536 nT. Reflektomer elektronów był analizatorem elektrostatycznym o średnicy 12 centymetrów i polu widzenia 360 na 12°. Przystosowany był do pomiaru energii elektronów w zakresie od 1 eV do 20 keV.

   • MBR (Mars Balloon Relay) - eksperyment składał się ze specjalnej anteny służącej do nadawania i odbierania sygnałów radiowych z penetratorów, lądowników i balonu (które miały być dostarczone na Marsa przez sondy Mars 94 i Mars 96). Instrument nadawał ciągły sygnał na częstotliwości 437 MHz. Anteny odbiorcze lądowników odbierały ten sygnał i kiedy moc sygnału była odpowiednia (co sygnalizowało bliskość orbitera), zgromadzone dane były przekazywane (na częstotliwości 401 lub 405 MHz) do orbitera Mars Observer. Tutaj były zapisywane w pamięci kamery MOC a następnie przekazywane na Ziemię.

   • PMIRR (Pressure Modulator Infrared Radiometer) - przyrząd składał się z teleskopu, ruchomego lustra, dwóch celek z gazami i detektorów. Pomiary wykonywano w ośmiu wąskopasmowych kanałach podczerwieni (zakres od 6 do 50 µm) i jednym szerokopasmowym światła widzialnego (0,39-4,70 µm). Zwierciadło teleskopu miało średnicę 6 cm (f/11,9) i pole widzenia 1,70 na 0,95°. Na drodze optycznej kanałów 1-3 ustawiono celki z dwutlenkiem węgla, na drodze kanału 4 celkę z parą wodną. Kanały 1-5 zostały wyposażone w chłodzone detektory HgCdTe, natomiast kanały 6-9 w detektory DTGS (kryształy deuterowanego siarczanu triglicyny). Przyrząd przeznaczony był głównie do badania atmosfery Marsa, ale planowano także badania powierzchni Marsa - w szczególności jej temperatury, albedo i bezwładności cieplnej.

   • RS (Radio Science) - w eksperymencie wykorzystywano system komunikacyjny sondy. Częstotliwość nadawanego sygnału radiowego (8,4177 GHz i 8,4232 GHz) była dodatkowo stabilizowana przez oscylator ultrastabilny (USO). Zmiany częstotliwości oraz innych parametrów sygnału nośnego odbieranego na Ziemi miały posłużyć do opracowania mapy pola grawitacyjnego Marsa oraz do zmierzenia ciśnienia i temperatury atmosfery w rejonie polarnym.

Po utracie sondy Mars Observer wszystkie jego instrumenty zostały zbudowane od nowa i ponownie wystrzelone na pokładach sond: Mars Global Surveyor, Mars Climate Orbiter i Mars Odyssey.

Przebieg misji
   • 25 września 1992 roku - o 17:05:01 czasu uniwersalnego, z platformy startowej LC-40 Canaveral Air Force Station wystartowała rakieta nośna Titan 34D z sondą Mars Observer na pokładzie.
   • 22 sierpnia 1993 roku - około 1:00 czasu uniwersalnego, z nieznanych wówczas przyczyn nastąpiła całkowita utrata łączności z sondą.
   • 10 września 1993 roku - administrator NASA - Daniel Goldin - powołał specjalną komisję, której celem było wyjaśnienie przyczyn awarii sondy Mars Observer. Szefem komisji został Timothy Coffey z Naval Research Laboratory.
   • 5 stycznia 1994 roku - ogłoszono raport specjalnej komisji badającej przyczyny utraty łączności z sondą. Komisja ustaliła, że najbardziej prawdopodobną przyczynę awarii było rozerwanie zbiornika paliwowego (z monometylohydrazyną) co spowodowało wypływ paliwa i gazu, wejście sondy w szybką i niekontrolowaną rotację oraz rozładowanie pokładowych akumulatorów.
Data ostatniej aktualizacji: