Марсианская орбитальная миссия -Mars Orbiter Mission

Марсианская орбитальная миссия
Марсианская орбитальная миссия над Марсом (15237158879).jpg
Космический корабль Mars Orbiter Mission (иллюстрация)
Имена Мангальян
Тип миссии Марсианский орбитальный аппарат
Оператор ИСРО
КОСПАР ID 2013-060А Отредактируйте это в Викиданных
САТКАТ нет. 39370
Веб-сайт www .isro .gov .in /pslv-c25-mars-orbiter-mission
Продолжительность миссии План: 6 месяцев
Окончательный: 7 лет, 6 месяцев, 8 дней
Свойства космического корабля
Автобус И-1К
Производитель ИСАК
Стартовая масса 1337,2 кг (2948 фунтов)
масса БОЛ ≈550 кг (1210 фунтов)
Сухая масса 482,5 кг (1064 фунта)
Масса полезной нагрузки 13,4 кг (30 фунтов)
Габаритные размеры куб 1,5 м (4,9 фута)
Сила 840 Вт
Начало миссии
Дата запуска 5 ноября 2013 г., 09:08 UTC ( 2013-11-05UTC09:08 ) 
Ракета ПСЛВ-XL C25
Стартовый сайт Космический центр Сатиша Дхавана, ФЛП
Подрядчик ИСРО
Конец миссии
Последний контакт апрель 2022 г.
Марсианский орбитальный аппарат
Орбитальная вставка 24 сентября 2014, 02:10 UTC (7:40  IST ) MSD 50027 06:27 AMT 2964 дня / 2885 сол

Орбитальные параметры
Высота периареона 421,7 км (262,0 миль)
Высота Апоареона 76 993,6 км (47 841,6 миль)
наклон 150,0°
Марсианская орбитальная миссия Insignia.jpg
Знак отличия, изображающий путешествие с Земли на эллиптическую марсианскую орбиту с использованием символа Марса.
Индийские миссии на Марс
 

Миссия Mars Orbiter Mission ( MOM ), также называемая Mangalyaan (от санскритского mangala , «Марс» и yāna , «корабль, транспортное средство»), представляла собой космический зонд, вращающийся вокруг Марса с 24 сентября 2014 года. Он был запущен 5 ноября 2013 года Индией . Организация космических исследований (ИСРО). Это была первая межпланетная миссия Индии, и она сделала ISRO четвертым космическим агентством , вышедшим на орбиту Марса, после Роскосмоса , НАСА и Европейского космического агентства . Это сделало Индию первой азиатской страной, вышедшей на марсианскую орбиту, и первой страной в мире, сделавшей это с первой попытки.

Зонд Mars Orbiter Mission стартовал с первой стартовой площадки в Космическом центре Сатиш Дхаван ( район Шрихарикота SHAR), штат Андхра-Прадеш , с помощью ракеты-носителя для полярных спутников (PSLV) C25 в 09:08 UTC 5 ноября 2013 года. Запуск Окно длилось примерно 20 дней и началось 28 октября 2013 года. Зонд MOM провел около месяца на околоземной орбите , где он совершил серию из семи орбитальных маневров с подъемом апогея перед выходом за Марс 30 ноября 2013 года ( UTC ). После 298-дневного перехода к Марсу он был выведен на орбиту Марса 24 сентября 2014 года.

Миссия представляла собой проект « демонстрации технологий » для разработки технологий проектирования, планирования, управления и операций межпланетной миссии. На нем было пять научных инструментов. За космическим кораблем наблюдали из Центра управления космическими кораблями в сети телеметрии, слежения и управления ISRO (ISTRAC) в Бангалоре при поддержке антенн Индийской сети дальнего космоса (IDSN) в Бангалоре , штат Карнатака.

2 октября 2022 года сообщалось, что орбитальный аппарат безвозвратно потерял связь с Землей после входа в семичасовой период затмения в апреле 2022 года, который не был предназначен для выживания. На следующий день ISRO опубликовала заявление о том, что все попытки возродить Мангальян потерпели неудачу, и официально объявила его мертвым, сославшись на потерю топлива и заряда батареи инструментов зонда.

История

Космический корабль Mars Orbiter Mission во время инкапсуляции

23 ноября 2008 г. первое публичное признание беспилотной миссии на Марс было объявлено тогдашним председателем ISRO Г. Мадхаваном Наиром . Концепция миссии MOM началась с технико-экономического обоснования, проведенного в 2010 году Индийским институтом космических наук и технологий после запуска лунного спутника Чандраян-1 в 2008 году. Премьер-министр Манмохан Сингх одобрил проект 3 августа 2012 года после того, как Индийская организация космических исследований завершил необходимые исследования для орбитального аппарата на сумму 125 крор фунтов стерлингов (16 миллионов долларов США). Общая стоимость проекта может составить до 454 крор фунтов стерлингов (57 миллионов долларов США). Спутник стоит 153 крор фунтов стерлингов (19 миллионов долларов США), а остальная часть бюджета была отнесена на наземные станции и модернизацию ретрансляторов, которые будут использоваться для других проектов ISRO.

Космическое агентство запланировало запуск на 28 октября 2013 года, но было перенесено на 5 ноября из-за задержки в том, чтобы корабли слежения за космическими кораблями ISRO заняли заранее определенные позиции из-за плохой погоды в Тихом океане. Возможность запуска экономичной переходной орбиты Хомана появляется каждые 26 месяцев, в этом случае следующие два будут в 2016 и 2018 годах.

Сборка ракеты-носителя PSLV-XL, получившей обозначение C25, началась 5 августа 2013 года. Монтаж пяти научных приборов был завершен в Спутниковом центре Индийской организации космических исследований в Бангалоре , и готовый космический корабль был отправлен в Шрихарикоту 2 октября 2013 года для интеграция с ракетой-носителем PSLV-XL. Разработка спутника была ускорена и завершена за рекордные 15 месяцев, отчасти благодаря использованию измененной конфигурации орбитального корабля « Чандраян-2 ». Несмотря на приостановку работы федерального правительства США , 5 октября 2013 года НАСА подтвердило, что будет обеспечивать связь и навигационную поддержку миссии «с помощью своих средств сети дальнего космоса ». Во время встречи 30 сентября 2014 года официальные лица НАСА и ISRO подписали соглашение о создании пути для будущих совместных миссий по исследованию Марса. Одной из целей рабочей группы будет изучение возможных скоординированных наблюдений и научного анализа между орбитальным аппаратом MAVEN и MOM, а также другими текущими и будущими марсианскими миссиями.

2 октября 2022 года сообщалось, что орбитальный аппарат безвозвратно потерял связь с Землей после входа в длительный период затмения в апреле 2022 года, который не был предназначен для выживания. Во время потери связи было неизвестно, потерял ли зонд питание или непреднамеренно перенастроил свою обращенную к Земле антенну во время автоматических маневров.

Команда

Некоторые из ученых и инженеров, участвовавших в миссии, включают:

  • К. Радхакришнан стал председателем ISRO.
  • Милсвами Аннадураи был директором программы и отвечал за управление бюджетом, а также за управление конфигурацией космического корабля, графиком и ресурсами.
  • С. Рамакришнан был директором, который помогал в разработке жидкостной двигательной установки пусковой установки PSLV.
  • П. Куникришнан был директором проекта в программе PSLV. Он также был директором миссии PSLV-C25/Mars Orbiter Mission.
  • Мумита Дутта был руководителем проекта марсианской орбитальной миссии.
  • Нандини Харинат была заместителем операционного директора по навигации.
  • Риту Каридхал был заместителем операционного директора по навигации.
  • Б. С. Киран был заместителем директора проекта по динамике полета.
  • В. Кесава Раджу был директором миссии орбитального аппарата на Марс.
  • В. Котешвара Рао был научным секретарем ISRO.
  • Чандрадатан был директором жидкостной двигательной установки.
  • А. С. Киран Кумар был директором Центра спутниковых приложений.
  • МИС Прасад — директор Космического центра имени Сатиша Дхавана. Он также был председателем Совета по разрешению на запуск.
  • С.К. Шивакумар был директором Спутникового центра ISRO. Он также был директором проекта Deep Space Network.
  • Суббиа Арунан был директором проекта Mars Orbiter Mission.
  • Б. Джаякумар был заместителем директора проекта в программе PSLV и отвечал за испытания ракетных систем.
  • М.С. Паннирсельвам был главным генеральным директором ракетного порта Шрихарикота, и ему было поручено поддерживать графики запуска.

Расходы

Общая стоимость миссии составила примерно 450 крор фунтов стерлингов ( 73 миллиона долларов США ), что сделало ее самой дешевой миссией на Марс на сегодняшний день. Низкая стоимость миссии была приписана председателем ISRO К. Радхакришнаном различным факторам, в том числе «модульному подходу», небольшому количеству наземных испытаний и продолжительному рабочему дню ученых (18–20 часов). Джонатан Амос из BBC указал на более низкие затраты на рабочую силу, отечественные технологии, более простую конструкцию и значительно менее сложную полезную нагрузку, чем MAVEN НАСА .

Цели миссии

Рендеринг космического корабля Mars Orbiter Mission.

Основная цель миссии - разработать технологии, необходимые для проектирования, планирования, управления и эксплуатации межпланетной миссии . Второстепенная цель - изучить особенности поверхности Марса, морфологию , минералогию и марсианскую атмосферу с использованием местных научных инструментов.

Основные цели заключаются в разработке технологий, необходимых для проектирования, планирования, управления и эксплуатации межпланетной миссии, включающей следующие основные задачи:

  • Орбитальные маневры для перевода космического корабля с околоземной орбиты на гелиоцентрическую траекторию и, наконец, захвата на марсианскую орбиту.
  • Разработка силовых моделей и алгоритмов расчета и анализа орбиты и положения (ориентации)
  • Навигация на всех этапах
  • Поддерживайте космический корабль на всех этапах миссии
  • Соответствие требованиям к электропитанию, связи, тепловой нагрузке и полезной нагрузке
  • Внедрите автономные функции для обработки непредвиденных ситуаций

Научные задачи

Научные задачи касаются следующих основных аспектов:

  • Исследование особенностей поверхности Марса путем изучения морфологии, топографии и минералогии.
  • Изучение компонентов марсианской атмосферы, включая метан и CO 2 , с использованием методов дистанционного зондирования .
  • Изучите динамику верхних слоев атмосферы Марса, влияние солнечного ветра и радиации, а также уход летучих веществ в космос.

Миссия также предоставит множество возможностей для наблюдения за марсианским спутником Фобосом , а также даст возможность идентифицировать и переоценить орбиты астероидов, наблюдаемых во время марсианской траектории перехода.

Исследования

В мае-июне 2015 года индийские ученые получили возможность изучить Солнечную корону во время соединения Марса, когда Земля и Марс находятся на противоположных сторонах Солнца. В течение этого периода волны S-диапазона, излучаемые Мангальяаном, передавались через Солнечную Корону, простирающуюся на миллионы километров в космос. Это событие помогло ученым изучить поверхность Солнца и области, где резко менялась температура.

Дизайн космического корабля

  • Масса : Взлетная масса составляла 1337,2 кг (2948 фунтов), включая 852 кг (1878 фунтов) топлива.
  • Автобус : автобус космического корабля представляет собой модифицированную конструкцию I-1 K и конфигурацию двигательной установки, аналогичную Chandrayaan-1 , индийскому лунному орбитальному аппарату, который работал с 2008 по 2009 год, с особыми улучшениями и модернизациями, необходимыми для миссии на Марс. Конструкция спутника состоит из многослойной конструкции из алюминия и композитного пластика, армированного волокном ( CFRP ).
  • Мощность : электроэнергия вырабатывается тремя панелями солнечных батарей размером 1,8 м × 1,4 м (5 футов 11 дюймов × 4 фута 7 дюймов) каждая (всего 7,56 м 2 (81,4 кв. Фута)), при максимальной выработке электроэнергии 840 Вт. на орбите Марса. Электричество накапливается в литий-ионном аккумуляторе емкостью 36 Ач .
  • Силовая установка: двигатель на жидком топливе с тягой 440 ньютонов (99  фунтов силы ) используется для подъема орбиты и вывода на орбиту Марса. Орбитальный аппарат также имеет восемь двигателей мощностью 22 ньютона (4,9 фунта силы ) для управления ориентацией. Масса его топлива при запуске составляла 852 кг (1878 фунтов).
  • Система управления ориентацией и орбитой : система маневрирования, включающая в себя электронику с процессором MAR31750 , два звездных датчика, датчик Солнца на солнечной панели, грубый аналоговый датчик Солнца, четыре реактивных колеса и основную двигательную установку.
  • Антенны : Антенна с низким коэффициентом усиления, антенна со средним коэффициентом усиления и антенна с высоким коэффициентом усиления

Полезная нагрузка

Научные инструменты
КОЛЕНИ Лайман-Альфа Фотометр 1,97 кг (4,3 фунта)
МСМ Датчик метана для Марса 2,94 кг (6,5 фунта)
МЕНКА
Анализатор нейтрального состава экзосферы Марса
3,56 кг (7,8 фунта)
ТИС Тепловой инфракрасный спектрометр 3,20 кг (7,1 фунта)
Центр клиентов Цветная камера Марса 1,27 кг (2,8 фунта)
Анимированная сборка космического корабля Mars Orbiter Mission

Научная полезная нагрузка весом 15 кг (33 фунта) состоит из пяти инструментов:

  • Атмосферные исследования:
    • Фотометр Лайман-Альфа (LAP) - фотометр , который измеряет относительное содержание дейтерия и водорода в выбросах Лайман-альфа в верхних слоях атмосферы. Измерение отношения дейтерия к водороду позволит оценить потери воды в космическом пространстве . Номинальный план эксплуатации LAP находится в диапазоне примерно 3000 км (1900 миль) до и после перицентра Марса. Минимальная продолжительность наблюдения для достижения научных целей LAP составляет 60 минут на орбиту при нормальном рабочем диапазоне. Цели этого инструмента заключаются в следующем:
      • Оценка соотношения D/H
      • Оценка потока убегания короны H2
      • Генерация корональных профилей водорода и дейтерия .
    • Датчик метана для Марса (МСМ) — предназначался для измерения метана в атмосфере Марса , если таковой имеется, и картирования его источников с точностью до нескольких десятков частей на миллиард (ppb). После выхода на орбиту Марса было установлено, что прибор, хотя и находится в хорошем рабочем состоянии, имеет конструктивный недостаток и не может различить метан на Марсе. Инструмент может точно отображать альбедо Марса на уровне 1,65 мкм.
      • Ошибка дизайна МСМ. Ожидалось, что датчик MSM будет измерять метан в атмосфере Марса; метан на Земле часто ассоциируется с жизнью. Однако после того, как он вышел на орбиту, сообщалось, что возникла проблема со сбором и обработкой данных. Спектрометр мог измерять интенсивность различных спектральных полос, [таких как метан], но вместо того, чтобы отправлять обратно спектры, он отправлял обратно сумму выбранных спектров, а также промежутки между выбранными линиями. Предполагалось, что это различие связано с сигналом метана, но, поскольку другие спектры, такие как углекислый газ, могут иметь различную интенсивность, было невозможно определить реальную интенсивность метана. Устройство было перепрофилировано в картограф альбедо.
  • Исследования среды частиц:
    • Mars Exospheric Neutral Composition Analyzer (MENCA) — это квадрупольный масс-анализатор , способный анализировать нейтральный состав частиц в диапазоне 1–300 а.е.м. (атомная единица массы) с разрешением в единицу массы. Эта полезная нагрузка унаследована от полезной нагрузки «Исследователь высотного состава» (CHACE) компании «Чандра» на борту зонда «Столкновение с Луной» (MIP) в миссии « Чандраян-1 ». Планируется, что MENCA будет выполнять пять наблюдений на орбиту по одному часу на каждое наблюдение.
  • Поверхностные визуализирующие исследования:
    • Тепловой инфракрасный спектрометр (TIS) – TIS измеряет тепловое излучение и может работать как днем, так и ночью. Он будет отображать состав поверхности и минералогию Марса, а также контролировать атмосферный CO 2 и мутность (необходимо для корректировки данных МСМ). Температура и коэффициент излучения являются двумя основными физическими параметрами, оцениваемыми по измерению теплового излучения. Многие минералы и типы почв имеют характерные спектры в области TIR. TIS может отображать состав поверхности и минералогию Марса.
    • Mars Color Camera (MCC) — эта трехцветная камера дает изображения и информацию об особенностях поверхности и составе марсианской поверхности. Полезно следить за динамическими событиями и погодой на Марсе, такими как пыльные бури/атмосферная мутность. ЦУП также будет использоваться для зондирования двух спутников Марса, Фобоса и Деймоса . MCC будет предоставлять контекстную информацию для других научных полезных нагрузок. Изображения MCC должны быть получены всякий раз, когда собираются данные MSM и TIS. На каждой орбите запланировано семь изображений Apoareion всего диска и несколько изображений Periareion размером 540 км × 540 км (340 миль × 340 миль).

Телеметрия и команда

Сеть телеметрии, слежения и управления ISRO выполняла операции по навигации и отслеживанию для запуска с наземными станциями в Шрихарикоте , Порт-Блэре , Брунее и Биаке в Индонезии , а после того, как апогей космического корабля превысил 100 000 км, 18 м (59 футов) и использовалась антенна индийской сети дальнего космоса диаметром 32 м (105 футов) . Параболическая антенна 18 м (59 футов) использовалась для связи с кораблем до апреля 2014 года, после чего была использована антенна большего размера 32 м (105 футов). Сеть дальнего космоса НАСА предоставляет данные о местоположении через свои три станции, расположенные в Канберре , Мадриде и Голдстоуне на западном побережье США в период невидимости сети ISRO. Наземная станция Hartebeesthoek (HBK) Южноафриканского национального космического агентства (SANSA) также предоставляет услуги спутникового слежения, телеметрии и управления.

Коммуникации

Связь обеспечивается двумя 230- ваттными TWTA и двумя когерентными транспондерами . Антенная решетка состоит из антенны с низким коэффициентом усиления, антенны со средним коэффициентом усиления и антенны с высоким коэффициентом усиления . Антенная система с высоким коэффициентом усиления основана на одиночном рефлекторе диаметром 2,2 метра (7 футов 3 дюйма), освещаемом источником в S-диапазоне . Он используется для передачи и получения телеметрии, отслеживания, команд и данных в индийскую сеть дальнего космоса и из нее .

Профиль миссии

Хронология операций
Фаза Свидание Мероприятие Деталь Результат использованная литература
Геоцентрическая фаза 5 ноября 2013 г., 09:08 (всемирное координированное время) Запуск Время записи: 15:35 мин в 5 этапов Апогей: 23 550 км (14 630 миль)
6 ноября 2013 г., 19:47 (всемирное координированное время) Маневр по подъему орбиты Время записи: 416 сек. Апогей: 28 825 км (17 911 миль)
7 ноября 2013 г., 20:48 (всемирное координированное время) Маневр по подъему орбиты Время записи: 570,6 сек. Апогей: 40 186 км (24 970 миль)
8 ноября 2013 г., 20:40 (всемирное координированное время) Маневр по подъему орбиты Время записи: 707 сек. Апогей: 71 636 км (44 513 миль)
10 ноября 2013 г., 20:36 (всемирное координированное время) Маневр по подъему орбиты Неполный прожиг Апогей: 78 276 км (48 638 миль)
11 ноября 2013 г., 23:33 (всемирное координированное время) Маневр подъема орбиты (дополнительно) Время записи: 303,8 сек. Апогей: 118 642 км (73 721 миль)
15 ноября 2013 г. 19:57 UTC Маневр по подъему орбиты Время записи: 243,5 сек. Апогей: 192 874 км (119 846 миль)
30 ноября 2013 г., 19:19 (всемирное координированное время) Трансмарсианская инъекция Время записи: 1328,89 сек. Гелиоцентрическая вставка
Гелиоцентрическая фаза декабрь 2013 г. - сентябрь 2014 г. По пути на Марс - Зонд преодолел расстояние 780 000 000 километров (480 000 000 миль) по переходной орбите Хомана вокруг Солнца, чтобы достичь Марса. Этот фазовый план включал до четырех корректировок траектории, если это необходимо.
11 декабря 2013 г., 01:00 UTC 1-я коррекция траектории Время горения: 40,5 сек. Успех
9 апреля 2014 г. 2-я коррекция траектории (планируется) Не требуется Перенесено на 11 июня 2014 г.
11 июня 2014 г., 11:00 (всемирное координированное время) 2-я коррекция траектории Время горения: 16 сек. Успех
август 2014 г. 3-я коррекция траектории (планируется) Не требуется
22 сентября 2014 г. 3-я коррекция траектории Время горения: 4 сек. Успех
Ареоцентрическая фаза 24 сентября 2014 г. Вывод на орбиту Марса Время записи: 1388,67 сек. Успех
Анимация миссии орбитального аппарата Марса
  Марсианская орбитальная миссия  ·   Марс  ·   Земля  ·   Солнце

Запуск

Запуск миссии Mars Orbiter

Первоначально ISRO намеревалась запустить MOM с помощью своей ракеты- носителя для геосинхронных спутников (GSLV), но GSLV дважды выходила из строя в 2010 году, и у нее все еще были проблемы с криогенным двигателем . Ожидание новой партии ракет задержало бы MOM как минимум на три года, поэтому ISRO решила перейти на менее мощную ракету- носитель для полярных спутников (PSLV). Поскольку он был недостаточно мощным, чтобы вывести MOM на траекторию, направленную прямо к Марсу, космический корабль был запущен на высокоэллиптическую околоземную орбиту и использовал свои собственные двигатели в течение нескольких циклов перигея (чтобы воспользоваться эффектом Оберта ) . трансмарсианская траектория .

19 октября 2013 г. председатель ISRO К. Радхакришнан объявил, что запуск должен быть отложен на неделю до 5 ноября 2013 г. из-за задержки прибытия на Фиджи важного корабля телеметрии . Запуск был перенесен. PSLV-XL ISRO вывел спутник на околоземную орбиту в 09:50 UTC 5 ноября 2013 г. с перигеем 264,1 км (164,1 мили), апогеем 23 903,6 км (14 853,0 мили) и наклонением 19,20 градуса. , с развернутыми антенной и всеми тремя секциями массивов солнечных панелей. В течение первых трех операций по подъему орбиты ISRO постепенно тестировала системы космического корабля.

Сухая масса орбитального аппарата составляет 482,5 кг (1064 фунта), и при запуске он нес 852 кг (1878 фунтов) топлива. Его главный двигатель, производный от системы, используемой на индийских спутниках связи, использует двухкомпонентную смесь монометилгидразина и четырехокиси азота для достижения тяги, необходимой для космической скорости с Земли. Он также использовался для замедления зонда для вывода на орбиту Марса и, впоследствии, для коррекции орбиты.

Модели, используемые для MOM:

Планетарные эфемериды ДЭ-424
Спутниковые эфемериды МАР063
Модель гравитации (Земля) GGM02C (100x100)
Модель гравитации (Луна) GRAIL360b6a (20x20)
Модель гравитации (Марс) МРО95А (95х95)
Атмосфера Земли ISRO: DTM 2012
JPL: DTM 2010
Атмосфера Марса МарсГрам 2005
Движение пластины станции DSN Кадр ITRF1993, эпоха движения плит 01 января 2003 г. 00:00 UTC

Маневры по подъему орбиты

Схема орбитальной траектории (не в масштабе)

Несколько операций по подъему орбиты были проведены из Центра управления космическими кораблями (SCC) в сети телеметрии, слежения и управления ISRO (ISROC) в Пинья, Бангалор, 6, 7, 8, 10, 12 и 16 ноября с использованием бортовой аппаратуры космического корабля. двигательная установка и серия ожогов перигея. Первые три из пяти запланированных маневров по подъему орбиты были завершены с номинальными результатами, а четвертый был успешным лишь частично. Однако последующий дополнительный маневр поднял орбиту до предполагаемой высоты, намеченной в исходном четвертом маневре. В общей сложности было выполнено шесть запусков, пока космический корабль оставался на околоземной орбите, а седьмой запуск был проведен 30 ноября, чтобы вывести MOM на гелиоцентрическую орбиту для его перехода на Марс.

Первый маневр по подъему орбиты был выполнен 6 ноября 2013 года в 19:47 UTC, когда жидкостный двигатель космического корабля мощностью 440 ньютонов (99 фунтов силы ) работал на 416 секунд. С запуском этого двигателя апогей космического корабля был увеличен до 28 825 км (17 911 миль) с перигеем 252 км (157 миль).

Второй маневр по подъему орбиты был выполнен 7 ноября 2013 г. в 20:48 UTC, время горения составило 570,6 секунды, что привело к апогею 40 186 км (24 970 миль).

Третий маневр по подъему орбиты был выполнен 8 ноября 2013 г. в 20:40 UTC, время горения составило 707 секунд, в результате чего был достигнут апогей 71 636 км (44 513 миль).

Четвертый маневр подъема на орбиту, начавшийся в 20:36 UTC 10 ноября 2013 г., придал космическому кораблю дельта-v 35 м / с (110 фут / с) вместо запланированных 135 м / с (440 фут / с). в результате недожога мотором. Из-за этого апогей был увеличен до 78 276 км (48 638 миль) вместо запланированных 100 000 км (62 000 миль). При тестировании резервирования, встроенного в двигательную установку, подача жидкости к двигателю прекратилась, что привело к снижению дополнительной скорости. Во время четвертого витка испытывались первичная и резервная катушки электромагнитного клапана управления потоком жидкостного двигателя мощностью 440 ньютонов и логика увеличения тяги двигателями управления ориентацией. При одновременном включении первичной и резервной катушек на плановых режимах подача жидкости в двигатель прекращалась. Одновременная работа обеих катушек невозможна для будущих операций, однако они могут работать независимо друг от друга последовательно.

В результате того, что четвертый запланированный прожиг не удался, 12 ноября 2013 г. был выполнен дополнительный внеплановый прожиг, в результате которого апогей увеличился до 118 642 км (73 721 миль), что немного выше, чем первоначально предполагалось в четвертом маневре. Апогей был поднят до 192 874 км (119 846 миль) 15 ноября 2013 г., 19:57 UTC в ходе последнего маневра по подъему орбиты.

Трансмарсианская инъекция

30 ноября 2013 г. в 19:19 UTC 23-минутный запуск двигателя инициировал перемещение MOM с орбиты Земли на гелиоцентрическую орбиту к Марсу. Зонд преодолел расстояние в 780 000 000 километров (480 000 000 миль), чтобы достичь Марса.

Маневры коррекции траектории

Первоначально планировалось четыре корректировки траектории, но были выполнены только три. Первый маневр коррекции траектории (TCM) был выполнен 11 декабря 2013 года в 01:00 UTC путем запуска двигателей мощностью 22 ньютона (4,9 фунта силы ) в течение 40,5 секунд. После этого события МОМ настолько точно следовал расчетной траектории, что маневр по коррекции траектории, запланированный в апреле 2014 года, не потребовался. Второй маневр коррекции траектории был выполнен 11 июня 2014 года в 11:00 UTC путем запуска 22-ньютонных двигателей космического корабля на 16 секунд. Третий запланированный маневр по коррекции траектории был отложен из-за того, что траектория орбитального аппарата близко соответствовала запланированной траектории. Третья коррекция траектории также была испытанием на замедление продолжительностью 3,9 секунды 22 сентября 2014 года.

Вывод на орбиту Марса

Премьер-министр Нарендра Моди стал свидетелем вывода космического корабля на марсианскую орбиту.

Планировалось вывести на орбиту Марса 24 сентября 2014 года, примерно через 2 дня после прибытия орбитального аппарата НАСА MAVEN . Жидкостный двигатель апогея мощностью 440 ньютонов был испытан 22 сентября в 09:00 UTC в течение 3,968 секунды, примерно за 41 час до фактического выхода на орбиту.

Свидание Время (всемирное координированное время) Мероприятие
23 сентября 2014 г. 10:47:32 Спутниковая связь переведена на антенну среднего усиления
24 сентября 2014 г. 01:26:32 Начато вращение вперед для замедления
01:42:19 Затмение началось
01:44:32 Маневр управления ориентацией , выполняемый с помощью подруливающих устройств
01:47:32 Liquid Apogee Motor начинает стрелять
02:11:46 Liquid Apogee Motor перестает стрелять

После этих событий космический корабль выполнил обратный маневр, чтобы переориентироваться после торможения, и вышел на марсианскую орбиту.

Статус

Председатель ISRO Шри А.С. Киран Кумар выпускает Атлас Марса по случаю завершения годовой миссии марсианского орбитального аппарата на орбите в Бангалоре. Ученый секретарь ISRO, д-р Ю.В.Н. Кришнамурти

Выход на орбиту вывел MOM на высокоэллиптическую орбиту вокруг Марса, как и планировалось, с периодом 72 часа 51 минута 51 секунда, перицентром 421,7 км (262,0 мили) и апоцентром 76 993,6 км (47 841,6 мили). В конце вывода на орбиту у MOM осталось 40 кг (88 фунтов) топлива на борту, что больше, чем 20 кг (44 фунта), необходимых для шестимесячной миссии.

28 сентября 2014 года диспетчеры MOM опубликовали первый глобальный вид Марса с космического корабля. Изображение было получено камерой Mars Color Camera (MCC).

7 октября 2014 года ISRO изменил орбиту MOM, чтобы переместить ее за Марс для пролета кометы Сайдинг Спринг над планетой 19 октября 2014 года. Космический корабль израсходовал 1,9 кг (4 фунта) топлива для маневра. В результате апоапсис MOM был уменьшен до 72 000 км (45 000 миль). После того, как комета прошла мимо Марса, ISRO сообщила, что МОМ осталась здорова.

4 марта 2015 года ISRO сообщила, что инструмент MSM работает нормально и изучает альбедо Марса , отражательную способность поверхности планеты. Марсианская цветная камера также возвращала новые изображения марсианской поверхности.

24 марта 2015 года MOM завершил свою первую шестимесячную миссию на орбите вокруг Марса. ISRO продлила миссию еще на шесть месяцев; в космическом корабле осталось 37 кг (82 фунта) топлива, и все пять его научных инструментов работают нормально. Сообщается, что орбитальный аппарат может продолжать вращаться вокруг Марса в течение нескольких лет с оставшимся топливом.

С 6 по 22 июня 2015 года произошло 17-дневное отключение связи, когда орбита Марса находилась за Солнцем с точки зрения Земли.

24 сентября 2015 года ISRO выпустила свой «Марсианский атлас», 120-страничный научный атлас , содержащий изображения и данные первого года пребывания на орбите марсианской орбитальной миссии.

В марте 2016 года в журнале Geophysical Research Letters были опубликованы первые научные результаты миссии , в которых представлены измерения марсианской экзосферы , полученные прибором космического корабля MENCA .

В период с 18 по 30 мая 2016 года произошло отсутствие связи, когда Земля прошла прямо между Солнцем и Марсом. Из-за высокой солнечной радиации удалось избежать отправки команд на космический корабль и приостановить операции с полезной нагрузкой.

17 января 2017 года орбита MOM была изменена, чтобы избежать надвигающегося сезона затмений. Благодаря работе восьми двигателей 22 N в течение 431 секунды, что привело к разнице скоростей 97,5 метра в секунду (351 км / ч) с использованием 20 кг (44 фунта) топлива (осталось 13 кг), затмений удалось избежать до сентября 2017 г. , Аккумулятор способен выдерживать затмения продолжительностью до 100 минут.

19 мая 2017 года MOM достиг 1000 дней (973 сол ) на орбите вокруг Марса. За это время космический аппарат совершил 388 витков вокруг планеты и передал на Землю более 715 изображений. Чиновники ISRO заявили, что он остается в добром здравии.

24 сентября 2018 года MOM завершил 4 года нахождения на орбите вокруг Марса, хотя расчетный срок миссии составлял всего шесть месяцев. За эти годы цветная камера MOM Mars сделала более 980 изображений, которые были опубликованы. Зонд по-прежнему в добром здравии и продолжает работать номинально.

24 сентября 2019 года MOM завершил 5 лет на орбите вокруг Марса, отправив 2 терабайта данных изображений, и у него было достаточно топлива, чтобы провести еще один год на орбите.

1 июля 2020 года Мангальян смог сфотографировать спутник Марса Фобос с расстояния 4200 км.

18 июля 2021 года Mars Color Camera (MCC) сделала полное изображение диска Марса с высоты около 75 000 км с пространственным разрешением около 3,7 км.

В октябре 2022 года ISRO признала, что потеряла связь с MOM в апреле 2022 года, когда столкнулась с затмениями все более продолжительного времени, в том числе с семичасовым затмением, для которого оно не было предназначено. ISRO заявила, что у космического корабля, вероятно, закончилось топливо и его невозможно восстановить.

Признание

В 2014 году Китай назвал успешную миссию индийского орбитального аппарата на Марс «Гордостью Азии». Команда Mars Orbiter Mission выиграла премию Space Pioneer Award 2015 Национального космического общества США в категории науки и техники. В NSS заявили, что награда была вручена индийскому агентству за успешное выполнение миссии на Марс с первой попытки; и космический корабль находится на эллиптической орбите с высоким апоцентром, где с помощью камеры с высоким разрешением он делает цветные изображения Марса на весь диск. В прошлом было сделано очень мало полных изображений диска, в основном при приближении к планете, поскольку большинство изображений делается в режиме картирования, глядя прямо вниз. Эти изображения помогут ученым-планетологам.

Иллюстрация Мангальяна на оборотной стороне банкноты Махатмы Ганди новой серии 2000

Изображение космического корабля Mars Orbiter Mission изображено на реверсе банкноты Индии номиналом 2000 фунтов стерлингов .

Снимок, сделанный космическим кораблем Mars Orbiter Mission, был на обложке ноябрьского номера журнала National Geographic за 2016 год для их рассказа «Марс: гонка на Красную планету».

Последующая миссия

ISRO планирует разработать и запустить последующую миссию под названием Mars Orbiter Mission 2 (MOM-2 или Mangalyaan-2 ) с большей научной полезной нагрузкой на Марс в 2024 году. Орбитальный аппарат будет использовать аэродинамическое торможение , чтобы уменьшить апоцентр своей начальной орбиты и достичь высота, более подходящая для научных наблюдений.

В популярной культуре

  • Фильм на хинди 2019 года « Миссия Мангал» во многом основан на миссии Индии на Марс.
  • Веб-сериал под названием « Миссия над Марсом » основан на миссии Индии на Марс.
  • Космические MOM, выпущенные онлайн в 2019 году, основаны на миссии Индии на Марс.
  • « Миссия на Марс» , выпущенная в 2018 году, представляет собой короткометражный фильм, основанный на индийской миссии на Марс.

Смотрите также

использованная литература

внешние ссылки