Weltraum 2 - Deep Space 2

Weltraum 2
DS-2 Sonden mit Halterung.jpg
DS2-Sonde mit Hitzeschild und Halterung
Missionstyp Lander / Impaktor
Operator NASA  / JPL
Webseite nmp.jpl.nasa.gov/ds2/
Missionsdauer 1 Jahr 2 Monate
Eigenschaften von Raumfahrzeugen
Hersteller NASA Jet Propulsion Laboratory
Startmasse 2,4 kg (5,3 lb) pro Stück
Leistung 300mW Li-SOCl2-Batterien
Missionsbeginn
Erscheinungsdatum 20:21:10, 3. Januar 1999 (UTC) ( 1999-01-03T20:21:10Z )
Rakete Delta II 7425
Startplatz Cape Canaveral AFS SLC-17
Ende der Mission
Entsorgung Ausfall beim Transport
Letzter Kontakt 20:00, 3. Dezember 1999 (UTC) ( 1999-12-03T20:00Z )
Mars- Impaktor
Raumfahrzeugkomponente Amundsen und Scott
Auswirkungsdatum ~20:15 UTC ERT , 3. Dezember 1999
Aufprallseite 73°S 210°W / 73°S 210°W / -73; -210 ( Tiefenraum 2 ) (projiziert)
Transponder
Band S-Band
Bandbreite 8 kbit/s
M98patch.png
Mars Surveyor 98 Missionslogo  

Deep Space 2 war eine NASA- Sonde im Rahmen des New Millennium Program . Es beinhaltete zwei hochmoderne Miniatur -Raumsonden , die im Januar 1999 an Bord des Mars Polar Lander zum Mars geschickt wurden. Die Sonden wurden "Scott" und "Amundsen" genannt, zu Ehren von Robert Falcon Scott und Roald Amundsen , den ersten Entdeckern, die den Südpol der Erde. Als erste Raumsonde, die unter die Oberfläche eines anderen Planeten eindringen sollte, sollte sich DS2 nach dem Eintritt in die Marsatmosphäre vom Mutterschiff des Mars Polar Lander lösen und nur mit einem Aeroshell- Impaktor ohne Fallschirm auf die Oberfläche stürzen . Die Mission wurde am 13. März 2000 für gescheitert erklärt, nachdem alle Versuche, die Kommunikation nach dem Abstieg wiederherzustellen, unbeantwortet blieben.

Die Entwicklungskosten für Deep Space 2 betrugen 28 Millionen US-Dollar.

Überblick

Deep Space 2-Projektmanagerin Sarah Gavit mit der Engineering-Hardware der Sonde

Deep Space 2, auch bekannt als "Mars Microprobe", war das zweite Raumfahrzeug, das im Rahmen des New Millennium Program der NASA entwickelt wurde, um fortschrittliche Technologiekonzepte für Weltraummissionen zu testen. Der Zweck des Programms bestand darin, eine risikoreiche Technologiedemonstration unter dem Motto "Risiken eingehen, um zukünftige Gefahren zu verringern" durchzuführen. Das Projekt wurde vom Jet Propulsion Laboratory in Pasadena geleitet und betrieben, mit Beiträgen von der University of Arizona, New Mexico State, der Northern Arizona University, dem Air Force Research Laboratory und anderen.

Die Deep Space 2-Mission sollte eine technische Validierung des Konzepts einer Penetratorsonde durchführen, die mit hoher Geschwindigkeit auf den Planeten auftrifft, anstatt für eine sanfte Landung zu verlangsamen, wie dies bei Sonden, die herkömmlicherweise für die Planetenerkundung verwendet werden, erfolgt. Das Penetrator-Konzept ist potenziell ein kostengünstigerer Ansatz und hat den vorgeschlagenen Vorteil, dass er Zugang zum Untergrund des untersuchten Planeten (in diesem Fall Mars) bietet.

Obwohl das Hauptziel darin bestand, die Technologie zu validieren, hatten die Sonden auch Ziele für die wissenschaftliche Analyse auf dem Mars. Diese Ziele waren „1) die atmosphärische Dichte, den Druck und die Temperatur über die gesamte Atmosphärensäule abzuleiten, 2) die Härte des Bodens und möglicherweise das Vorhandensein von Schichten auf einer Skala von mehreren zehn Zentimetern zu charakterisieren, 3) zu bestimmen, ob Eis im Untergrund vorhanden ist, und 4) um die Wärmeleitfähigkeit des Bodens in der Tiefe abzuschätzen .“ Das letztendliche Ziel solcher Sonden war es, Netzwerke „um einen Planeten herum zu installieren, die unter herkömmlichen Annahmen nicht mehr Ressourcen als eine einzige Landung benötigen“.

Die Sonden wurden mit dem Mars Polar Lander am 3. Januar 1999 auf einer Delta II 7425 Trägerrakete gestartet .

Raumfahrzeug

Jede Sonde wog 2,4 kg (5,3 lb) und war in einer schützenden Aeroschale eingeschlossen . Sie fuhren an Bord einer anderen Raumsonde, dem Mars Polar Lander , zum Mars .

Bei der Ankunft in der Nähe der Südpolarregion des Mars am 3. Dezember 1999 wurden die basketballgroßen Granaten von der Hauptsonde abgefeuert, stürzten durch die Atmosphäre und trafen mit über 179 m/s (590 ft/s) auf die Oberfläche des Planeten. Beim Aufprall sollte jede Schale zerbrechen, und ihre Grapefruit-große Sonde sollte sich durch den Boden schlagen und sich in zwei Teile trennen. Der untere Teil, der sogenannte Vorkörper, war so konzipiert, dass er bis zu 0,6 Meter (2 ft 0 in) in den Boden eindringt. Es enthielt das wichtigste wissenschaftliche Instrument an Bord, das Evolved Water Experiment. Der obere Teil der Sonde oder der Achterkörper sollte an der Oberfläche bleiben, um Daten über seine UHF- Antenne an die Raumsonde Mars Global Surveyor im Orbit um den Mars zu übertragen. Der Mars Global Surveyor würde als Relais fungieren, um die gesammelten Daten zurück zur Erde zu senden. Die beiden Abschnitte der Sonde wurden so konzipiert, dass sie über ein Datenkabel verbunden bleiben.

Wissenschaftliche Instrumente

Die Sonden sind mit jeweils fünf Instrumenten ausgestattet, die eine Analyse von Atmosphäre, Oberfläche und Untergrund ermöglichen.

Sink-Beschleunigungsmesser: Der Sink-Beschleunigungsmesser war ein im Handel erhältlicher Sensor zur Messung von Beschleunigungen aus dem Luftwiderstand während des Sinkflugs. Seine Messwerte könnten „verwendet werden, um ein Dichteprofil der Marsatmosphäre abzuleiten“, basierend auf den Beschleunigungsdaten kombiniert mit der Kenntnis der Geschwindigkeit und des ballistischen Koeffizienten der Sonde.

Aufprallbeschleunigungsmesser: Der Aufprallbeschleunigungsmesser wurde mit einem Bereich von ±120.000 g für die erwartete große Beschleunigung beim Aufprall auf die Marsoberfläche gebaut.

Meteorologischer Sensor: liefert Luftdruck- und Temperaturdaten am Landeplatz. Dieser Sensor befand sich auf der Rückseite der Sonde, damit er nach dem Aufprall über der Oberfläche blieb. Es wurde von der Telekommunikation abgetastet und aufgezeichnet, „was die Erfassung meteorologischer Daten für den Fall ermöglicht, dass der Mikrocontroller während des Aufpralls ausfällt“.

Bodenwärmeleitfähigkeits-Temperatursensoren: Doppelte Platin-Widerstands-Temperatursensoren würden die Abkühlungsraten im Vorderkörper bestimmen, sobald er in die Oberfläche eingetaucht ist.

Evolved Water Experiment: Ein kleines Probensammelsystem im Vorderkörper würde Mars-Regolith in eine Heizkammer bringen. Die Probe würde dann erhitzt, um Spektroskopiemessungen des resultierenden Dampfes unter Verwendung eines miniaturisierten abstimmbaren Diodenlasers zu ermöglichen . Das Evolved Water Experiment war das Hauptinstrument an Bord der Sonde.

Neue Technologien: Hochleistungs- und Niedertemperaturelektronik

Spezielle Elektronik und Batterien wurden für die Deep Space 2-Sonden entwickelt, um extrem hohe Beschleunigungen beim Aufprall auf die Marsoberfläche und die kalten Temperaturen zu überstehen, die sie nach dem Betrieb erfahren würden. Sowohl die Elektronik als auch die kundenspezifischen Zellen mussten einen Aufprall in der Größenordnung von 80.000 g und Betriebstemperaturen von bis zu -80°C überstehen. Außerdem waren zwischen Vorder- und Hinterwagen bis zu 30.000 g Beschleunigungsunterschied möglich.

Batterien

Zusammen mit Yardney Technical Products hat JPL eine Batterie mit zwei nicht wiederaufladbaren 6-14-V-Zellen unter Verwendung von Lithium-Thionylchlorid (LI-SOCl2)-Chemie entwickelt, um die erwarteten Bedingungen zu überstehen. Die Batterien wurden schlaggetestet und während der Entwicklung auch thermischen Zyklen unterzogen.

Elektronikverpackung

Aufgrund des Formfaktors der Sonde und der rauen Überlebensbedingungen verwendete JPL neuartige Techniken, um die Bordelektronik zu sichern. Zu den Techniken gehörte die Chip-on-Board (COB)-Technologie, um die Packungsdichte zu verbessern. Es verwendete auch ein 1 Meter langes flexibles Nabelkabel, um den Vorkörperpenetrator zu verbinden, der beim Aufprall verschoben wurde. Mechanische (nicht funktionierende) Modelle wurden vor dem Start Aufpralltests unterzogen, um festzustellen, ob die Strukturen überleben würden.

Missionsfehler

Die Sonden erreichten den Mars zusammen mit der Mars Polar Lander-Mission, anscheinend ohne Zwischenfälle, aber nach dem Aufprall wurde keine Kommunikation hergestellt. Es ist nicht bekannt, was die Ursache des Scheiterns war.

Ein Ausschuss zur Überprüfung von Fehlern wurde beauftragt, über die Fehler der Sonden Mars Polar Lander und Deep Space 2 zu berichten. Das Review Board war nicht in der Lage, eine wahrscheinliche Fehlerursache zu identifizieren, schlug jedoch mehrere mögliche Ursachen vor:

  • Die Sondenfunkgeräte hatten eine geringe Chance, den Aufprall zu überleben.
  • Die Batterien können beim Aufprall ausgefallen sein.
  • Die Sonden können beim Aufprall abgeprallt sein.
  • Die Sonden können auf ihren Seiten gelandet sein, was zu einer schlechten Antennenleistung oder Funkverbindungsgeometrie führt.
  • Die Sonden haben möglicherweise einfach einen Boden getroffen, der zum Überleben zu felsig war.

Das Board kam zu dem Schluss, dass die Sonden und ihre Komponenten vor dem Start nicht ausreichend getestet wurden.

Siehe auch

Verweise

Literaturverzeichnis

Externe Links

  • Archivierte JPL Deep Space 2-Website (ursprüngliche Website existiert nicht mehr)
  • Bericht über den Verlust des Mars Polar Lander und der Deep Space 2-Missionen
    • (Teil 1) (siehe Seite 10 des Berichts (Seite 22 dieses PDF) für die Ergebnisse der Deep Space 2-Untersuchung)
    • (Teil 2)
    • (Teil 3)
    • (Teil 4)
    • (Teil 5) (siehe Seite 124 des Berichts (Seite 1 dieses PDF) für Deep Space 2 mögliche Fehlermodi)
Acheron Fossae Acidalia Planitia Alba Mons Amazonis Planitia Aonia Planitia Arabia Terra Arcadia Planitia Argentea Planum Argyre Planitia Chryse Planitia Claritas Fossae Cydonia Mensae Daedalia Planum Elysium Mons Elysium Planitia Gale crater Hadriaca Patera Hellas Montes Hellas Planitia Hesperia Planum Holden crater Icaria Planum Isidis Planitia Jezero crater Lomonosov crater Lucus Planum Lycus Sulci Lyot crater Lunae Planum Malea Planum Maraldi crater Mareotis Fossae Mareotis Tempe Margaritifer Terra Mie crater Milankovič crater Nepenthes Mensae Nereidum Montes Nilosyrtis Mensae Noachis Terra Olympica Fossae Olympus Mons Planum Australe Promethei Terra Protonilus Mensae Sirenum Sisyphi Planum Solis Planum Syria Planum Tantalus Fossae Tempe Terra Terra Cimmeria Terra Sabaea Terra Sirenum Tharsis Montes Tractus Catena Tyrrhen Terra Ulysses Patera Uranius Patera Utopia Planitia Valles Marineris Vastitas Borealis Xanthe TerraKarte von Mars
Das obige Bild enthält anklickbare Links Interaktive Bildkarte der globalen Topographie des Mars , überlagert mit Standorten von Mars- Lander- und -Rover-Standorten . Fahren Sie mit der Maus über das Bild, um die Namen von über 60 markanten geografischen Merkmalen anzuzeigen, und klicken Sie, um sie zu verlinken. Die Färbung der Basiskarte zeigt relative Höhen an , basierend auf Daten des Mars Orbiter Laser Altimeters des Mars Global Surveyor der NASA . Weiß- und Brauntöne zeigen die höchsten Erhebungen an (+12 bis +8 km ); gefolgt von Rosa und Rot (+8 bis +3 km ); Gelb ist0km ; Grün und Blau sind niedrigere Höhen (bis zu-8 km ). Achsen sind Breiten- und Längengrade ; Polarregionen werden notiert.
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