Mars Polar Lander

Mars Polar Lander

Inne nazwy	Mars Surveyor 98 Lander, MPL
Zaangażowani	NASA (USA)
Indeks COSPAR	1999-001A
Indeks NORAD	25605
Rakieta nośna	Delta II 7425
Miejsce startu	Cape Canaveral Space Force Station, Stany Zjednoczone
Cel misji	Mars
Orbita (docelowa, początkowa)
Czas trwania
Początek misji	3 stycznia 1999 (20:21:10 UTC)
Koniec misji	3 grudnia 1999
Wymiary
Masa całkowita	583 kg
Masa aparatury naukowej	lądownik: 290 kg
Multimedia w Wikimedia Commons

Mars Polar Lander – bezzałogowa sonda kosmiczna NASA. Celem misji było pierwsze lądowanie w rejonie podbiegunowym Marsa. Poza głównym lądownikiem na pokładzie sondy leciały także dwa penetratory o wspólnej nazwie Deep Space 2, później otrzymały nazwy Amundsen i Scott. Start nastąpił 3 stycznia 1999 roku rakietą Delta II z Przylądka Canaveral. Sonda uległa zniszczeniu podczas lądowania na Marsie.

Tło misji

Historia

Jako część misji Mars Surveyor '98 lądownik miał za zadanie zebranie danych klimatycznych z powierzchni planety. NASA spodziewała się, że pod cienką warstwą pyłu na biegunie znajdują się duże ilości lodu wodnego, udowodnienie tej teorii było głównym powodem wyboru bieguna jako miejsca lądowania^[1]. Na pokładzie lądownika znajdowała się płyta CD-ROM zawierająca imiona miliona dzieci z całego świata jako część programu „Wyślij Swoje Imię na Marsa” („Send Your Name to Mars”) w celu wzbudzenia zainteresowania dzieci programem kosmicznym^[2].

Główne cele misji zakładały^[3]:

• lądowanie w rejonie południowego bieguna Marsa;
• poszukiwanie śladów zmian klimatycznych w przeszłości;
• zobrazowanie zmian klimatycznych oraz zmian pór roku na dużych szerokościach geograficznych oraz przepływu pary wodnej między gruntem i atmosferą;
• poszukiwanie lodu pod powierzchnią okolic polarnych oraz poszukiwanie związanego dwutlenku węgla oraz wody w glebie Marsa;
• badanie morfologii, geologii, topografii oraz pogody na miejscu lądowania.

Próbniki Deep Space 2

Mars Polar Lander posiadał dwa małe, identyczne próbniki, które miały odłączyć się od lądownika podczas opadania przez atmosferę i uderzyć z wysoką prędkością w marsjańską ziemię w celu badania składu gruntu pod powierzchnią Marsa^[1]. Po wejściu w atmosferę, wszystkie próby kontaktu z próbnikami nie powiodły się.

Parametry techniczne sondy

• Masa startowa 576 kg
• Masa lądownika 290 kg
• Lądownik miał kształt ośmiokąta o maksymalnej szerokości 3,6 m
• Wysokość lądownika 1,06 m
• Zasilanie z sześciu paneli słonecznych o łącznej powierzchni 2,9 m²
• Lądownik miał działać przez okres 90 dni marsjańskich

Aparatura naukowa

• kamera MARDI – fotografowanie terenu w czasie opadania na powierzchnię
• stereoskopowa kamera SSI
• zestaw urządzeń mereorologicznych MET
• analizator gazów MVACS
• mechaniczne ramię z koparką do odsłonięcia warstw podpowierzchniowych
• lidar
• mikrofon do rejestracji dźwięków

Przebieg misji

Start

Mars Polar Lander został wystrzelony 3 stycznia 1999 roku o godzinie 20:21:10 UTC z Cape Canaveral Space Force Station na Florydzie na pokładzie rakiety Delta II. Lot trwał 11 miesięcy z prędkością 6,994 km/s.

Próba lądowania

Sonda dotarła do Marsa w grudniu 1999 roku. 3 grudnia rozpoczęto procedurę lądowania. Na czas przechodzenia przez atmosferę komunikacja z lądownikiem została przerwana. Kapsuła podróżująca z prędkością ponad 6,9 km/s weszła w atmosferę Marsa o godzinie 20:10:00 UTC. Oczekiwano ponowne nawiązanie komunikacji o godzinie 20:39:00 UTC, jednak nie udało się tego osiągnąć i ostatecznie ogłoszono utratę lądownika.

Zamierzone działania

Przechodząc przez atmosferę, lądownik wytracał prędkość poprzez hamowanie aerodynamiczne, korzystając z 2,4-metrowej osłony termicznej. Trzy minuty po rozpoczęciu manewru, na wysokości 8,8 km, prędkość zmalała do 496 m/s, co pozwoliło na rozłożenie 8,4 metrowego spadochronu, który zwolnił prędkość opadania do 85 m/s. Minutę później spadochron został odczepiony, a lądownik miał być dalej spowalniany przez silniki rakietowe. Przyziemienie planowano na godzinę 20:15:00 UTC.

Praca aparatury miała się rozpocząć pięć minut po przyziemieniu, jako pierwsze rozkładając ogniwa słoneczne, następnie ukierunkowanie anteny w stronę Ziemi i rozpoczęcie 45 minutowej transmisji, przysyłając 30 zdjęć z powierzchni Marsa. Później lądownik powinien się wyłączyć na 6 godzin w celu naładowania baterii. Planowana długość misji wynosiła 90 marsjańskich dni, z możliwością przedłużenia.

Utrata komunikacji

Przyczyna utraty komunikacji nie jest znana, jednak analizy powypadkowe stwierdziły, że najbardziej prawdopodobną przyczyną był błąd oprogramowania. Komputer niepoprawnie identyfikował dane gromadzone podczas opadania i wyłączył silniki hamujące około 40 metrów nad powierzchnią. Ponadto komisja badawcza wysunęła inne koncepcje, które z braku dowodów nie mogą być wykluczone:

• warunki na powierzchni przekroczyły możliwości lądownika
• utrata stabilności podczas przechodzenia przez atmosferę
• wybrana strefa lądowania mogła nie sprzyjać lądowaniu
• utrata kontroli z powodu przesunięcia środka ciężkości
• awaria osłony termicznej spowodowana uderzeniem mikrometeorytu

Utrata Mars Polar Landera nastąpiła dwa i pół miesiąca po stracie Mars Climate Orbitera.

Przypisy

Bibliografia

• Mars Polar Lander. [w:] NSSDC Master Catalog [on-line]. NASA. [dostęp 2015-07-24]. (ang.).