Запуск Mangalyaan к Марсу


05 ноября 2013         ИндияИндия, Нью-Дели

Индия, Шрихарикоте

5 ноября 2013 г. в 14:38 индийского стандартного времени (09:08 UTC) с первой пусковой установки Космического центра имени Сатиша Дхавана (Satish Dhawan Space Centre, SDSC) в Шрихарикоте был осуществлен успешный пуск ракеты-носителя PSLV-XL №С25 с индийской АМС Mangalyaan, предназначенной для исследования Марса с орбиты его спутника.

Официальное название проекта - Mars Orbiter Mission (MOM), но сам КА получил в СМИ название Mangalyaan, которое произносится «Мангальян» и означает на санскрите и на хинди просто «марсианский зонд». Это второй индийский аппарат для работы в дальнем космосе после лунного спутника Chandrayaan-1 (что, в свою очередь, означает «лунный зонд»;) и первый отправленный к Марсу. Если все пройдет успешно, Индия станет четвертой в мире державой, исследующей Красную планету космическими средствами. Ранее это удавалось только СССР, США и Европейскому космическому агентству; японский аппарат Nozomi не получилось вывести на орбиту вокруг Марса, а китайский «Инхо» погиб вместе с российским «Фобос-Грунтом».

Выведение

Весьма надежный индийский носитель PSLV в пятый раз использовался в усиленном варианте XL - с шестью стартовыми твердотопливыми ускорителями PSOM-XL. Такая ракета с номером С11 дебютировала 22 октября 2008 г. при запуске лунного зонда Chandrayaan-1, а затем использовалась для выведения тяжелых геосинхронных аппаратов GSat-12 и IRNSS-1A и спутника RISAT-1 на солнечно-синхронную орбиту. Носитель имел стартовую массу 320 т при высоте 44.4 м; КА был укрыт под обтекателем диаметром 3.2 м и длиной 8.3 м.

Во всех случаях, кроме последнего, целевой орбитой была геопереходная с апогеем на высоте 21000-23000 км - наибольшим возможным с полезным грузом массой от 1380 до 1426 кг. Практически такая же орбита выведения была предусмотрена и для КА Mangalyaan массой 1337 кг.

В момент старта включился центральный твердотопливный блок S139 и четыре из шести ускорителей. Две оставшиеся «боковушки» заработали через 25 секунд после отрыва, на высоте 2.7 км, когда ракета начала маневр по тангажу и стала ложиться на азимут 104°. На 50-й секунде завершили работу, а еще через 20 сек были сброшены первые четыре ускорителя. Оставшиеся два отделились в момент Т+1:32, когда PH достигла высоты 39.7 км и летела со скоростью 2024 м/с (в инерциальной системе отсчета, то есть с включением «дармовой» прибавки 452 м/с от вращения Земли).

Через 113 сек после старта завершила работу первая ступень, и на высоте около 58 км произошло включение второй жидкостной ступени PL40. В Т+3:22 на высоте 113 км был сброшен головной обтекатель. Вторая ступень отключилась в момент времени Т+4:25; через секунду была запущена твердотопливная третья ступень HPS3, которая проработала 318 сек. Отделение третьей ступени произошло в Т+9:44 на высоте 195 км; PH к этому моменту набрала близкую к орбитальной скорость - 7731 м/с.

В трех предыдущих миссиях включение четвертой ступени проводилось в районе нисходящего узла, с тем чтобы большая полуось целевой орбиты находилась вблизи плоскости экватора. Однако для последующего старта к Марсу требовалось, чтобы перигей находился над Южным полушарием, а апогей над Северным, а для этого надо было увеличить баллистическую паузу примерно на 24 минуты. Расчетный аргумент перигея для запуска 5 ноября составлял 282.55° вместо 178° для ранее выполненных стартов.

Чтобы обеспечить такую схему полета, потребовалось увеличить ресурс командных приборов и доработать алгоритмы системы управления на пассивном участке, а также нарастить емкость аккумуляторных батарей и обеспечить тепловой режим 4-й ступени, отсека системы управления и самого КА. Для каждой из дат в пределах астрономического окна с 28 октября до 19 ноября была подготовлена отдельная циклограмма с соответствующим временем старта и протяженностью пассивного участка.

Для контроля включения и работы 4-й ступени и отделения КА были развернуты два временных измерительных пункта на арендованных судах индийского торгового флота: основной - на корабле Nalanda и второй - на Yamuna. Как раз из-за них не удалось провести пуск в день начала астрономического окна, как планировалось изначально. Вследствие непогоды в Тихом океане (по неофициальной информации, в действительности задержка была вызвана неисправностью бортового комплекса телеметрической аппаратуры на одном из кораблей) корабль Nalanda прибыл на Фиджи лишь 21 октября и не успевал занять к 28 октября расчетную рабочую точку вблизи этого архипелага. Новая дата старта была названа 22 октября; очень кстати она пришлась на вторник, который в хинди, как и в латыни и во французском, является днем Марса - мангалвар.

Итак, по циклограмме для пуска 5 ноября баллистическая пауза заканчивалась ровно через 35 минут после старта. В этот момент два двигателя четвертой ступени L2.5 включились на 519 секунд и обеспечили выведение на целевую эллиптическую орбиту. Наконец, через 44 мин 17 сек после старта Mangalyaan отделился от четвертой ступени на орбите с объявленными параметрами (в скобках - расчетные);

- наклонение - 19.27° (19.2°±0.2°);

- высота в перигее - 248 км (250±5);

- высота в апогее - 23550 км (23500±675).

В каталоге Стратегического командования США аппарату были присвоены номер 39370 и международное обозначение 2013-060А.

Запуск Mars Orbiter Mission стал третьим успешным индийским пуском в 2013 г. и 25-й миссией PSLV с 1993 г., причем 24-й успешной подряд. Следующий пуск запланирован на февраль 2014 г.: носителю с номером С23 будет доверено вывести французский спутник SPOT-7.

На пути к Марсу

Чтобы отправиться к Красной планете, Mangalyaan выполнил семь (!) маневров - б, 7, 8, 10, 11, 15 и 30 ноября. По плану пять маневров имели целью последовательный подъем апогея, а в последнем КА должен был достичь заданной отлетной скорости. Первые три маневра прошли успешно, однако четвертый был выполнен не полностью, что потребовало введения в баллистическую схему одного дополнительного включения. Седьмой маневр вывел Mangalyaan на траекторию полета к Марсу.

Первый подъем орбиты был как бы «пристрелочным». Маршевый двигатель зонда был включен 6 ноября в 19:47 UTC и проработал 416 сек, добавив к скорости КА около 134 м/с. В результате апогей был поднят до 28825 км при высоте перигея 252 км.

Второй маневр состоялся 7 ноября в 20:48:51 UTC. На этот раз двигатель проработал 570.6 сек, высота апогея увеличилась до 40186 км, а период обращения был доведен до полусуточного. 8 ноября в 20:40:43 был выполнен третий маневр: после 707 сек работы ДУ высота апогея достигла 71636 км, а период приблизился к 24 часам.

Все эти коррекции сопровождались отработкой определенных функций для автономных режимов работы, необходимых при выдаче последнего импульса и при выходе на орбиту вокруг Марса. При четвертом маневре 10 ноября в 20:36 UTC, целью которого было добавить еще 130 м/с и поднять апогей примерно до 100000 км, проверялся режим с одновременным включением основной и резервной обмотки электромагнитного клапана маршевого двигателя, и неожиданно это привело к прекращению подачи топлива в двигатель. В соответствии с заложенной логикой КА попытался продолжить исполнение маневра на ЖРД ориентации, но выдал приращение скорости лишь в 35 м/с и поднял апогей с 71623 до 78276 км.

Выводы были сделаны: в дальнейшем катушки будут использоваться лишь последовательно. Из-за сбоя специалисты были вынуждены запланировать дополнительный подъем орбиты, который был успешно проведен 11 ноября в 23:33:50 UTC. Время работы двигателя составило 303.8 сек, апогей увеличился до 118642 км, а период - до 46 часов.

Шестой и последний подъем орбиты был проведен 15 ноября в 19:57:00 UTC. Двигатель проработал 243.5 секунд, высота апогея увеличилась до 192874 км, а период достиг 91 часа. Общие затраты топлива на эти маневры составили около 350 кг.

19 ноября в процессе тестирования бортовой аппаратуры индийские специалисты включили камеру МСС и сделали с ее помощью первые снимки. На фотографии с высоты 67 975 км видны Индия, Тибет, Аравийский полуостров, восточное Средиземноморье и восток Африки. Разрешение снимка оценили в 3.5 км на пиксель. В последующие дни проводились дальнейшие тесты научных приборов и служебных систем АМС. Замечаний к ним не было.

19 ноября, первый тестовый снимок Mars Orbiter Mission

30 ноября в 19:00 был выполнен программный разворот КА, а в 19:19 UTC вблизи перигея орбиты маршевый двигатель «Мангальяна» включили с целью выдачи расчетного импульса 648 м/с для ухода от Земли в сторону Марса. Фактически он отработал 1328.89 сек, истратив 198 кг топлива, и выдал приращение скорости 647.96 м/с.

3 декабря в 19:44 UTC Mangalyaan покинул сферу действия Земли на расстоянии 925000 км от планеты и стал спутником Солнца. С удалением от Земли КА перешел на бортовую антенну среднего усиления MGA. С ее помощью он поддерживал контакт с центром управления ISRO через индийскую станцию дальней связи Бялалу с ее 32-метровой и 18-метровой антеннами.

11 декабря в 01:00 UTC была выполнена первая коррекция траектории путем включения двигателей ориентации на 40.5 сек. В этот день расстояние от Земли составляло 2.9 млн км.

Межпланетный перелет Mars Orbiter Mission осуществляется по эллипсу, близкому к гоманновскому, то есть к траектории с минимальной характеристической скоростью, и будет продолжаться около 300 суток - до 24 сентября 2014 г. При подлете к Красной планете в ближайшей к Марсу точке траектории АМС еще раз включит маршевый двигатель и перейдет на эллиптическую орбиту с параметрами:

- наклонение -150.0°;

- высота в перицентре - 365 км;

- высота в апоцентре - примерно 80000 км;

- период обращения - 76.72 часа;

- прямое восхождение восходящего узла - 61.4°;

- аргумент перицентра - 203.5°.

Ожидается, что Mangalyaan проработает на орбите вокруг Марса не менее 160 суток.

в июле в Сборочно-испытательном центре ISITE в Маратхахалли, пригороде Бангалора, под руководством директора проекта С.Арунана (S.Arunan) завершилась сборка летного экземпляра «Мангальяна». После установки научных приборов в августе провели цикл термовакуумных испытаний, а в сентябре - вибрационных и акустических, были также проверены механические приводы солнечной батареи и антенны HGA. 2 октября КА был отправлен из Бангалора и 3 октября прибыл в Шрихарикоту для электрических испытаний, заправки и стыковки с носителем, которая состоялась 22 октября.

Зачем это Индии?

Надо признать, что в современной космонавтике нет прецедентов успешной разработки межпланетной миссии за столь короткий срок - 15 месяцев от правительственного разрешения до запуска!

В сентябре 2012 г. председатель ISRO К. Радхакришнан признал, что работа ведется «лихорадочным темпом» и что старт к Марсу «послужит подъему национальной гордости Индии». А вот его предшественник Мадхаван Наир (G.Madhavan Nair) неоднократно подвергал марсианский проект жестокой критике, называя его «полусырой миссией, предпринимаемой в неподобающей спешке и с неправильными задачами», которая «в лучшем случае может послужить целям пиара». Он также утверждал, что на Mangalyaan переставили многие подсистемы с КА Chandrayaan-2, задержав тем самым надолго работу над ним.

Другие критики уточнили, что выбор ракеты PSLV (носитель PSLV был выбран вместо GSLV, который был положен в основу проекта при Мадхаване Наире и позволял запустить КА массой около 1800 кг) с неизбежностью дал на выходе КА слишком малой массы, выводимый на неудачную орбиту с очень высоким апоцентром и оснащенный легковесным набором научной аппаратуры. Представляется, однако, что решение свести к минимуму технический риск в первом межпланетном проекте Индии было правильным.

Многие наблюдатели считают, что главной движущей силой проекта является необъявленное соревнование с Китаем, который уже в декабре осуществит мягкую посадку аппарата «Чанъэ-3» на Луну. К.Радхакришнан с этой версией категорически не согласен: «Мы никогда и ни с кем не соревнуемся. В космосе наука является двигателем технологического развития, которое впоследствии дает прикладной результат».

Есть и скептики, так сказать, принципиального плана. Так, экономист Жан Дрэзе (Jean Dreze), специалист по экономическому развитию из Делийской школы экономики, заявил в августе 2012 г. в интервью Financial Times: «Я не понимаю, зачем Индии посылать космический аппарат к Марсу, когда половина детей в стране недоедают и половина семей живет без элементарных удобств». Он предположил, что решение кабинета -«часть характерной для индийской элиты иллюзорной жажды статуса сверхдержавы».

Американский научный журнал Science привел тогда же великолепный ответ индийского высокопоставленного чиновника (имя его названо не было, но впоследствии цитату приписывали едва ли не премьеру): «Мы с 1960-х годов слышим доводы, что бедная страна не нуждается в космической программе и не может себе ее позволить. Но если бы мы не осмеливались мечтать о великом, то продолжали быть нацией рубящих дрова и черпающих воду. Индия сегодня слишком велика, чтобы оставаться на задворках высоких технологий».

Ссылка на источник: http://galspace.spb.ru/index433.html


Фотографии о событии

Видеозаписи о событии



Связь с другими материалами