Astronautika: istorija

 FELJTON 

Sovjeti su bili tate-mate za Veneru, ali im Mars nije 'išao': od 20 pokušaja imali su samo 2 uspeha i par stativa! Zato su sovjetski naučnici odlučili da početkom 80-ih učine poslednji ali krupan korak da se vrate na Crvenu planetu. Razloga za adrenalin su imali na pretek, jer se ispostavilo da je njihova prethodna velika međuplanetna misija na Veneru i Halejevu kometu iz 1986, slavna 'Вега', bila više nego uspešna. Nova misija je trebalo da istraži ni manje ni više nego – tajanstveni Fobos.


|  1  |   2  |   3  |  4  |  5  |


 

10. PLAN LETA

10. 1. Lansirni profila

Obe sonde 'Fobos' postavljene su na balističku trajektoriju uz pomoć moćne rakete-nosač 'Протон-К'(8K82K). Dodatni, IV stepen rakete, kako su ga Rusi nazivali 'Блок-Д-2' (11С824Ф), koji je specijalno za potrebe ovog projekta razvilo preduzeće NPO нергия', prvo je uključivanje imao već posle 6 minuta od odvajanja od rakete (oko T+950 sekundi od lansiranja) u trajanju od 96 sekundi kako bi uveo sondu u nisku orbitu oko Zemlje. Početna težina 'Bloka-D-2' i sonde 'Fobos' iznosila je 25,48 tona. Nakon ulaska u orbitu, svega 21,1 tonu.

Drugo paljenje marševskog motora 'Bloka D-2', izvršeno nad Sredožemljem otprilike jedan sat nakon ulaska u orbitu i na visini od ~165 km, omogućilo je postavljanje sonde na međuplanetnu trajektoriju. Za vreme ovog paljenja, koje se obavljalo pod nadzorom računara 'BUK' za upravljanje sondom (rus. БUK, Бортовой Управляющий Комплекс) u trajanju ~525 sekundi, motor РД-58M (11D58М) se nije isključivao nakon postizanja određene brzine, već na signal potpunog iscrpljivanja jedne od komponenti pogonskog goriva iz rezervoara. Zatim je, otprilike 78 minuta od lansiranja, usledilo odbacivanje ispražnjenog gornjeg stepena 'D-2'.

pl1

'Proton' sa sondom 'Fobos-1' u Bajkonuru vozi ka lansirnoj rampi u .

pl2

Marševski motor S5.92 sonde 'Fobos' prvi put se uključio[1] u režimu visokog potiska ~70 sekundi nakon odbacivanja bloka 'Д-2' kako bi trajektorija dobila željene karakteristike (ΔV = 420 - 475 m/s). Dužinu rada motora je u sekund tačno izračunavao 'BUK' računarski sistem na osnovu stvarnih performansi rakete i bloka 'Д-2'.

Zatim je, tokom duge faze krstarenja ka Fobosu, koje je trajalo oko 202 dana[2], izvršeno još par korekcija putanje uz pomoć S5.92 u režimu niskog potiska, a prema procenama napravljenim na osnovu merenja koja su pravile stanice za praćenje i koje su sondi slate posredstvom radija.

pl3

Dužina leta u danima pojedinih međuplanetnih sondi do Marsa.

10. 2. Dolazak u Marsov sistem

10. 2.1. U orbiti oko Marsa

Hipotetički, to je trebalo da izgleda ovako:

Približavajući se Marsovom sistemu, ADU motor S5.92 bio bi ponovo stavljen u pogon i stvarajući ΔV od 815 m/s počeo da koči da bi preveo sondu u vrlo eliptičnu ekvatorijalnu Marsovu orbitu, nazvanu prva transferna orbita. Ona bi imala pericentar (perapsis) od 900 km, apocentar (apoapsis) od 80.000 km, nagib od 1° i period od ~78 sati. Takva orbita, s niskim pericentrom, odabrana je da bi se omogućilo naučno promatranje Marsa.

Nakon 10 do 18 dana boravka u ovoj orbiti, S5.92 bi ponovo bio uključen radi podizanja pericentra na visinu blisku Fobosovoj orbiti (6400 km × 81200 km × 0,9° ×
 × 86,5 h). Ovo se nazivalo drugom transfernom orbitom.

Šest dana kasnije, treći manevar bi omogućio spuštanje apocentra (6280 km × 6280 km × 0,5° × 8 h). Ova osmatračka orbita bi pogodovala proučavanju Fobosa radi preciziranja njegove orbite oko Marsa, koja je do trenutka dolaska ruskih sondi bila poznata s preciznošću od samo 20 do 30 km (u vreme lansiranja, čak 100-150 km), što nije dopuštalo sigurno slanje malog autonomnog lendera 'DAS'. Na kraju trećeg manevara, 'ADU' je trebalo da bude odbačen.

pl4

Šematski prikaz ulaska u Marsovu orbitu. Mesec Fobos nije ucrtan. 1. manevar – ulazak u trodnevnu orbitu; 2. manevar – podešavanje ravni i povećavanje visine pericentra sonde; 3. manevar – kočenje radi ulaska u osmatračku orbitu.

Svemirska letilica bi ostala u ovoj orbiti oko 20 dana i vršila vizuelna promatranja Fobosa kako bi tačno odredila Fobosovu orbitu i pronašla potencijalne zone za sletanje lendera DAS i PrOP-FP.

10. 2.2. Orbita kvazi satelita oko Fobosa

Zatim је bilo potrebno izvesti dva manevara pomoću hidrazinskih trastera (to je bio jedini pogon na sondama) radi postavljanja sonde na prvu kvazisatelitsku orbitu (KSO-1) oko Fobosa radi televizijskog snimanja. U ovoj orbiti, sonda je trebalo da ostane na udaljenosti između 200 i 600 km od Fobosa. Negde baš u ovoj fazi izgubljena je sonda 'Fobos-2'.

Da objasnim ovo. U to vreme, Fobosove efemeride su bile poznate sa greškom od par desetina kilometara, što nije bilo dovoljno za bilo kakvo bezbedno spuštanje na njegovu površinu. Uobičajeno je da se u takvim slučajevima sonda uvede u orbitu takvog objekta da bi natenane izvršila neophodna merenja radi rešavanja navigacionih zadataka[3]. Ali Fobos nije u stanju da ima satelit: njegova masa je 108 puta manja od mase Marsa a gravitaciona sila toliko mala, da se te dve sfere uticaja  presecaju na njegovoj površini. Zato, da bi mala autonomna sonda DAS mogla da ostane na njegovoj površini, preduzete su specijalne mere za njeno fiksiranje uz pomoć malog pogonskog sistema.

Izlaz je nađen uvođenjem 'Fobosa' u takvu orbitu oko Marsa, da bi je kretanje po njoj ipak povremeno dovodilo u neposrednu blizinu Fobosa. To je bilo moguća jedino ako bi se velika poluosa i ravni orbite sonde 'Fobos' i meseca Fobosa praktično poklopile, a razlike u ekscentricitetima njihovih orbita bile male. Pri tom, kosmički aparat u svom kruženju oko Fobosa opisuje figure u obliku elipsi, kao da se okreće oko njega. Otuda i naziv – kvazisatelitska putanja.

pl5

Šematski prikaz formiranja prve kvazisatelitske orbite (KSO-1) 'Fobosa-2'. Osmatračka orbita ima prosečan prečnik za oko 300 km veći od prečnika Fobosove orbite, a njena ravan se poklapa sa ravni orbite Fobosa

Nakon dvadesetak dana provedenih u orbiti KSO-1, dva druga DMT paljenja motora omogućila bi silazak na drugu kvazisatelitsku orbitu (KSO-2). Na ovoj novoj orbiti sonda se periodično približava Phobosu na udaljenosti od samo ~50 km.

pl6

Dijagram KSO-1 i KS-2 orbita.

Tokom jednog od ovih prolazaka na maloj visini, sonda bi započela lagano spuštanje ka površini Fobosa do visine od samo nekoliko desetaka metara. Ova faza bi trajala ukupno oko 60 minuta. Tokom leta na toj visini, vršena bi bila brojna merenja i eksperimenti i došlo bi do odbacivanja sondi 'DAS' (67 kg) i 'PrOP-FP' (43 kg). Zatim bi se glavna letilica vratila nazad u orbitu KSO-2.

pl7

Šema prilaska Fobosu. Posle spuštanja do visine od samo 10-ak metara i serije površinskih istraživanja, sonda izbacuje dva mala lendera i hita ponovo u orbitu.

 

[1] Da bi u uslovima mikrogravitacije gorivo moglo da poteče u komoru za sagorevanje glavnog motora, uključivani su nakratko brodski trasteri koji su stvarali uslove za to. Zato su ~15 sekundi posle odbacivanja dodatnog stepena, na visini od oko 1175 km iznad Zemlje, uključeni trasteri da bi se dostigla željena Druga kosmička brzina. Sve ukupno, za ubrzavanje, sonda je potrošila preko tone goriva!

[2] Ovaj broj zavisi od puno faktora, a najviše od datuma lansiranja. Recimo, imam podatak da je Marsov orbiter 'M-96' (ista porodica 'Ф' kao 'Фобоси') lansirana 16. novembra 1996, let bi trajao 299 dana i 14,9 sati, a da je lansirana 17. novembra letela bi 298 dana i 14,9 sati. Lansirana je 16. novembra, ali je zbog greške u drugom paljenju dodatnog stepena 'Д-2' posle 2 dana pala u okean.

[3] Sve sonde o kojima pišem ('Rosetta''Dawn''NEAR' itd.) koje su ulazile u orbite oko malih tela, kao što su asteroidi i komete, radile su upravo to.

 

 

|  1  |   2  |   3  |  4  |  5  |  Nastaviće se...

Draško Dragović
Author: Draško Dragović
Dipl inž. Drago (Draško) I. Dragović, napisao je više naučno popularnih knjiga, te više stotina članaka za Astronomski magazin i Astronomiju, a učestvovao je i u nekoliko radio i TV emisija i intervjua. Interesuje ga pre svega astronautika i fizika, ali i sve teme savremenih tehnologija XXI veka, čiji detalji i problematika često nisu poznati široj čitalačkoj publici. Izgradio je svoj stil, lak i neformalan, često duhovit i lucidan. Uvek je spreman na saradnju sa svojim čitaocima i otvoren za sve vidove komunikacije i pomoći. Dragovićeve najpoznatije knjige su "KALENDAR KROZ ISTORIJU", "MOLIM TE OBJASNI MI" i nova enciklopedija "NEKA VELIKA OTKRIĆA I PRONALASCI KOJA SU PROMENILA ISTORIJU ČOVEČANSTVA"

Zadnji tekstovi:


Dodaj komentar