Jedna od najvažnijih faza mnogih međuplanetarnih misija jeste ulaženje u orbitu. Sve mora da krene ispravno iz prvog pokušaja, ili sonda neće uspeti da uđe u orbitu oko svog cilja. Često se dešava da praktično nema popravki i druge šanse, pa se neuspeh u ulaženju u orbitu obično pretvara u neuspeh čitave misije. Sa toliko letlica koje su lansirane u orbite raznih objekata širom Sunčevog sistema, ovo je prilika da pregledamo neuspele ulaske u orbite u poslednjih pola veka planetnog istraživanja kako bi smo videli šta može i šta polazi po zlu. U ovom prikazu razmotrićemo samo misije koje su bile namenjene orbitiranju oko drugih tela solarnog sistema van Zemlje a preživele su lansiranje, ali su podlegle problemima dok su senalazile u tranzitu ili stigle do svojih ciljeva.
1/2
'MARS 4' – 1974.
Kako se stručno kaže, 'najprvi' neuspeh ulaska u orbitu iskusila je sovjetska misija na Mars lansirana u leto 1973. godine. Još 1971, dve nove letilice klase '3M' teške 4650 kg, 'Mars 2 i 3', ostvarile su ograničen uspeh u misijama slanja lendera na Crvenu planetu i ulaska u orbitu u okviru sovjetske misije 'M-71'. Oba lendera su omanula (mada je lender 'Marsa 3' kratko, svega 20 sekundi, slao signale sa površine) a oba orbitera su upala u probleme koji su limitirali korisnost prikupljenih podataka. U slučaju orbitera 'Marsa 3', problem s novim autonomnim navigacionim sistemom letilice rezultirao je kraćim nego što treba impulsom kočionog motora radi ulaska u orbitu, čime je orbiter jedva ušao u orbitu, za malo izbegavši da postane zapamćen kao prvo neuspešno ubacivanja u orbitu u Kosmičkoj eri.
'Mars 3', sa lenderom na vrhu, neposredno pred lansiranje.
Kako bi se pariralo planiranom sletanju na Mars američkoj misiji 'Viking' 1976. godine, u sastavu sovjetske misije 'M-73' pripremljena je armada od četiri poboljšane sonde '3M'. Ova grupa letilica, koja se sastojala od para 3440-kilogramskih '3MS' orbitera, 'Marsa 4 i 5', kao i para 4470-kilogramskih '3MP' landera, 'Marsa 6 i 7', predstavljala je drugi pokušaj Sovjetskog Saveza da stigne do Marsa koristeći novu generaciju naprednih '3M' letilice koja su koristile moćni 'Proton-D' kao lansirnu raketu.
Orbiter 'Mars 4' ('3MS').
Za vreme finalne faze sastavljanja i ispitivanja ovog kvarteta kosmičkih letilica, 'Lavočkinovi' inženjeri su otkrili da jedan ključni tranzistor domaće proizvodnje, koji se koristio u sistemima svih brodova, označen kao 2T-312, nije proizveden prema utvrđenim zahtevima[1]. Neko je odlučio da smanji troškove i upotrebi jeftinije aluminijske kontakte umesto zlatnih kao što je bilo navedeno u specifikaciji, i uz to bez provođenja odgovarajućih testova kako bi se utvrdilo kako će promena da deluje. Kasnije je utvrđeno da je prosečno vreme do kvara ove vitalne komponente znatno skraćeno usled korozije kontakata, pa su čak postojale šanse da bilo koji od brodova ove Marsove armade postane žrtva vitalnog otkaza sistema pre postizanja cilja.
Bez dovoljno vremena za zamenu neispravnih komponenti pre lansiranja, ipak je doneta odluka o lansiranju sve četiri letilice sa nadom u najbolje. 'Mars 4' je lansiran 21. jula 1973, a njegov brat orbiter, 'Mars 5', odmah za njim – 25. jula. 'Mars 6 i 7', noseći svoje lendere, lansirani su 5. i 9. avgusta. Kao što su inženjeri strepeli, kvarovi tranzistora 2T-312 su na ovaj ili onaj način uticali na sve četiri kosmičke letilice. U slučaju 'Marsa 4', dva od tri kanala glavnog računara, uključujući, nažalost, kanal koji je upravljao glavnim motorom KTDU-425A, pokvarili su se odvah nakon prve korekcije kursa. To je značilo da 'Mars 4' više nije bio u stanju da koristi svoj pogonski sistem da bi vršio korekcije trajektorije ili ušao u orbitu oko Marsa[2].
'Mars 4' je reprogramiran za pravljenje slikovnih traka tokom svog neplaniranog proletanja pored Marsa, poput ove, snimljene pomoću svoj sistem panoramskog snimanja. Kružna dolina Argyre Planitia na Marsovoj južnoj hemisferi vidljiva je desno od centra.
'Mars 4' je proleteo na 1845 kilometra iznad Marsa. Iako je bio reprogramiran za sukcesivno fotografisanje i obavljanje niza eksperimenata tokom kratkog susreta s Crvenom planetom, njegova misija uglavnom nije uspela i rezultirala je prvim neuspešnim ubacivanjem u planetnu orbitu u istoriji. 'Mars 5' je uspešno ušao u orbitu 12. februara, ali je ućutao nakon samo 16 dana. Mada je to bio udarac sovjetskim težnjama ka Marsu, dizajn sondi '3M' je bio prilagođen za niz vrlo uspešnih 'Venera' misija koje su letele od sredine 1970-ih do sredine 1980-ih korišćenjem '4V' dizajna i njegovih varijanti.
'FOBOS 1' – 1989.
Nakon pauze od 15 godina sovjetskih misija na Mars (i 13 godina nakon lansiranja američkih misija 'Viking'[3]), Sovjetski Savez je 7. jula 1988. lansirao raketu 'Proton-D' sa 6220-kilogramskom sondom 'Fobos 1'[4]. Zajedno sa svojim bratskim brodom, 'Fobosom 2', lansiranim 12. jula, ove letilice su bile prva potpuno nove interplanetarne sonde treće generacije koje su zamenile vrlo uspešan 'Venera' dizajn koji je decenijama korišćen za istraživanje Venere i prilagođen kao deo sovjetske misije 'Vega'[5] na Veneru i Halejevu kometu.
Sonda tipa 'Fobos'. Čitav program je nastao u kooperaciji sa 14 zemalja, uključujući i SAD. Obe misije su doživele neuspeh u 'minut do 12'.
Misija ovog para kosmičkih sondi je bila upoznavansa visine od samodometima blizu 50 metara, uz pomoć svite najmodernijih instrumenata. Bazirajući se na iskustvu međunarodne saradnje u ranijoj misiji 'Vega', u misiji 'Fobos' je učestvovalo 14 drugih zemalja koji su pružile instrumente i stručnost, a SAD je pridoneo ustupajući svoju komunikacionu mrežu Deep Space Network. Na obe letilice se nalazio mali stacionarni lender koji bi bio poslat na površinu tokom nadletanja malog meseca. 'Fobos 2' je takođe nosio mali pokretni rover – 'hopper' – koji bi iskoristio nisku gravitaciju meseca za skokove s jedne lokacije na drugu, praveći usput in situ merenja.
No kako se to u prošlosti prečesto događalo, prvi letovi novih konstrukcija sovjetskih planetnih letilica neizbježno su otkrivali probleme koji su dovodili do neuspeha misija. 29. avgusta 1988, poslat je softverski apdejt na 'Fobos 1', ali jedna greška u jednom simbolu u naredbi, zajedno s nedostatkom odgovarajućih zaštitnih mera u operativnom sistemu[6], nehotice je rezultirala deaktiviranjem sistema za kontrolu položaja sonde – nešto što se dešavalo samo tokom testiranja na Zemlji. U nemogućnosti da zadrži svoje solarne ploče orijentisane prema Suncu, ispraznili su se akumulatori na 'Fobosu 1', što je dovelo do gubitka sonde. Greška nije otkrivena sve dok sonda ništa nije odgovorila tokom komunikacione sesije zakazane za 2. septembra. Pokušaji da re-uspostavi kontakt s 'Fobosom 1' nastavljeni su sve dok 3. novembra nije proglašen kraj misije, manje od tri meseca pre nego što je trebala da uđe u orbitu oko Marsa.
Snimak Fobosa napravljen 25. marta 1989. kamerom 'Fobosa 2' samo dva dana pre neobjašnjivog gubitka kontakta sa sondom. Godinama kasnije se razglabalo dal' su Marsovci umešali prste, pogotovu što je u prva sonda na sličan način izbačena iz pogona.
'Fobos 2' je prošao bolje, budući da je ušao u orbitu oko Marsa 21. januara 1989. Iako je ulazak u orbitu bilo uspešan, zemaljski kontrolori u Moskvi su otkrili da se jedan od tri procesora u sistemu za kontrolu leta pokvario, a drugi je pokazao problematične tendencije. Dok je misija nastavila s pripremama za planirani sastanak s Fobosom 7. aprila, kontrola nad brodom je izgubljena tokom seanse osmatranja Marsovog meseca 27. marta i nikad nije obnovljena. Iako se u to vreme nije znalo, bila je to poslednja sovjetska planetna misija pre raspada SSSR-a 1991.
'MARS OBSERVER' – 1993.
'Mars Observer' je bila prva američka misija na Mars od kada su lansirani 'Vikinzi' 1975. godine. Bila je to takođe prva u Nasinoj novoj seriji misija 'Planetary Observer' koja je prilagodila postojeće letilice i instrumente za planetne misije s namjerom da smanji troškove u vreme stezanja kajša federalnog budžeta. U tu svrhu je 'Mars Observer' koristio 'General Electricov' troosno stabilizovani 'bus' komunikacionog satelita 'Satcom-K', kao i podsisteme tadašnjih vojnih i civilnih meteoroloških satelita za polarne orbite. Misija 'Mars Observera' je trebala da obavi širok spektar istraživanja Marsa pomoću opsežnog paketa daljinskih senzora sa kružne orbite visine 350 kilometara.
Priprema 'Mars Observera' za lansiranje. Dole se vidi stepen 'TOS'. Imao je težinu 1018 kg i visinu od 1,1 m. Prvobitni plan je bio da bude lansiran šatlom.
Nakon godina odgađanja, prekoračenja troškova i prelaska radi lansiranja sa spejs šatla na komercijalni 'Titan III'/'TOS' nakon katastrofe 'Challengera' 1986, 'Mars Observer' težak 1018 kg konačno je lansiran 25. septembra 1992. i poslat na put ka Marsu. Kako bi se izbegli problemi s pogonskim sistemom kao na 'Vikingu 2'[7] tokom njegovog dugog tranzita do Marsa, 7 meseci pre lansiranja je donešena odluka za odlaganje presurizacije tanka koji su napajali par redundantnih bipropelantnih motora snage po 480 N a koji su korišćeni za velike manevre, uključujući vitalno uključivanje radi ulaska u orbitu u trajanju od 28 minuta i 50 sekundi. Manje korekcije kursa su se obavljale tokom krstarenja ka Marsu u režimu 'blow down' za koji nije bila potrebna potpuna presurizacija sistema.
Lansiranje 'Mars Observera' 25. septembra 1992. Ovom raketom su izvršena samo 4 lansiranja. Ovom prilikom je korišćen dodatni stepen 'TOS' (Transfer Orbit Stage).
22. avgusta 1993, svega 68 sati pre ulaska u orbitu, pogonski sistem je napokon presurizovan. Usled zabrinutosti zbog učinka koji bi mehanički udar izazvan detonacijom pirotehnike koja se koristi za otvaranje ventila imao na radio-elektroniku, donešena je odluka da se tokom ove vitalne operacije isključi predajnik 'Mars Observera'. Nažalost, 'Mars Observer'se nije oglasio kako je bilo zakazano 14 minuta nakon presurizacije, a svi pokušaji da se povrati komunikacija nisu uspeli.
Prva slika Marsa koju je poslala kamera MOC 'Mars Observera' 27. jula 1993.
dok se orbiter približavao Marsu.
Istražitelji nikada nisu utvrdili definitivni uzrok gubitka 'Mars Observera', a razlog je bio nedostatak telemetrije tokom presurizacije pogonskog sistema. Iako postoje mnogi mogući uzroci, izgleda da postoji konsenzus da je 'Mars Observer' izgubljen usled posledica kobnog kvara pogonskog sistema koji, budući posuđen sa satelita koji orbitiraju oko Zemlje, nikada nije bio osmišljen za odgađanje presurizacije nakon više meseci provedenih u kosmosu. Najbliža pretpostavka je bila da je mala količina oksidanta azotnog tetroksida procurila mimo ventila tokom dugog krstarenja ka Marsu i došla u dodir s hidrazinskim gorivom tokom presurizacije, uzrokujući kvar u cevovodu. 'Mars Observer' je počeo nekontrolisano da se tumba usled isticanja goriva iz oštećenih cevi. Taj gubitak – koji je pokazao svu slabost filozofije prilagođavanja satelita iz Zemljine orbite za planetarne misije – zajedno s prekoračenjem troškova 'Mars Observera', u osnovi je ubio program 'Planetary Observer' i postavio pozornicu za 'brži, bolji, jeftiniji' 'Discovery' program (koji je takođe imao svojih problema).
Šematski prikaz propulzivnog sistema 'Mars Observera' sa verovatnim mestom curenja tetroksida.
[1] Setio sam se da sam davno pisao o tome. Tamo piše: '... U želji da sačuva zlatne rezerve zemlje, neko je naredio da se pozlaćeni konektori počnu da zamenjuju aluminijumskim iako se znalo da će im to skratiti radni vek. Danas čitava kutija košta $25, ali sa aluminijumskim 'nogicama'.'
[2] Nesuđeni orbiter je 11. februara 1974. proleteo na oko 2000 km od Marsa. Šteta, jer je nosio 15 odličnih instrumenata za rad sa orbite. Misija je trajala 9 dana.
[3] U to vreme najambiciozniji program za proučavanje Marsa. Lansirana su dva aparata, a svaki se sastojao od po jednog orbitera i lendera. O tome sam napisao zanimljivu knjigu
[4] Jako zanimljiva i tajanstvena misija o kojoj sam onomad napisao knjigu.
[5] Po meni možda nalzanimljivija međuplanetna misija ikad, pogotovu tada. Prošle godine smo objavili reprint knjige 'Velika armada'.
[6] 'Krivo sedi, pravo besedi': Sovjeti su kontrolisali sve svoje softverske komande računarom, ali je ovaj baš tada bio u kvaru, tako da je tehničar poslao naredbu bez provere.
[7] Orbiter je u oktobru 1977. trebalo da priđe Dejmosu, ali je gas iz sistema za kontrolu položaja počeo da nekontrolisano curi, što je ugrozilo čitavu misiju.
