Przyczyna utraty EDM ustalona
ESA ustaliła przyczynę utraty lądownika marsjańskiego EDM Schiaparelli. Powinno to podnieść poziom bezpieczeństwa dla lądowania europejskiego łazika ExoMars na Czerwonej Planecie.
19 października 2016 roku na powierzchni Marsa, na kilkanaście minut przed godziną 17:00 CEST, miał osiąść europejski lądownik EDM Schiaparelli. Pojazd ten odłączył się od orbitera Trace Gas Orbiter (TGO) trzy dni wcześniej. Schiaparelli wszedł prawidłowo w atmosferę i pierwsza część lotu już po otwarciu spadochronu hamującego przebiegała zgodnie z planem. Jednak około 50 sekund przed planowanym lądowaniem pojazdu na powierzchni, łączność została przerwana i nie udało się już jej wznowić. Wykonane wkrótce potem zdjęcia z Mars Reconnaissance Orbiter (MRO) – sondy NASA krążącej na orbicie Czerwonej Planety – wykryły nowy krater w rejonie lądowania. Wykorzystując dogodną orbitę MRO sfotografował po raz drugi rejon lądowania 25 października. Nowe zdjęcie zostało opublikowane 27 października.
Łączności z EDM nie udało się nigdy nawiązać. Zdjęcia przesłane z MRO wyraźnie wskazały, że doszło do rozbicia lądownika. Krater został utworzony wskutek uderzenia EDM z dużą prędkością w powierzchnię Marsa. Dookoła krateru występują asymetryczne smugi, sugerujące skomplikowany charakter interakcji z podłożem w momencie uderzenia.
Przyczyny awarii
Od czasów tej nieudanej próby lądowania Europejska Agencja Kosmiczna (ESA) próbowała wyjaśnić przyczynę utraty EDM. Raport niezależnej komisji (link zewnętrzny) został opublikowany przez ESA 18 maja 2017 roku. Przyczyną utraty EDM Schiaparelli było przedwczesne zakończenie procedury lądowania wskutek błędnych i sprzecznych informacji przetwarzanych przez komputer pokładowy.
Większość procesu przechodzenia przez atmosferę Marsa przebiegała prawidłowo. Uwolnienie spadochronu nastąpiło wg planu. Pojawił się jednak wówczas problem w odczycie orientacji EDM o mniej więcej 165 stopni względem prawidłowej pozycji – tak duża różnica oznaczałaby, że lądownik schodziłby w odwróconej pozycji przez atmosferę. Te odczyty pochodziły od czujników IMU i ich błędnego przetworzenia przez oprogramowanie komputera pokładowego.
40 sekund po uwolnieniu spadochronu nastąpiło prawidłowe uwolnienie osłony termicznej. Kilka sekund później zaczęły się kolejne problemy, gdyż radarowy wysokościomierz zaczął podawać zupełnie inne odczyty orientacji względem tych przetworzonych z czujników IMU. Z uwagi na różnicę kątów przekraczającą 90 stopni pomiędzy pomiarami z różnych instrumentów, komputer pokładowy wywnioskował ujemną wysokość nad powierzchnią Marsa. W konsekwencji komputer pokładowy postanowił wejść w tryb końcowego etapu lądowania, oddzielić spadochron, pozostałą część osłony lądownika i następnie włączyć silniczki rakietowe.
Silniczki działały zaledwie przez trzy sekundy, gdyż komputer pokładowy EDM zinterpretował warunki (w szczególności wysokość, która była “ujemna”) za odpowiednie do lądowania. W rzeczywistości wyłączenie silniczków nastąpiło na wysokości około 3,7 km nad powierzchnią Marsa. Po wyłączeniu silniczków nastąpiło około 34 sekundowy spadek swobodny, aż do uderzenia w powierzchnię Czerwonej Planety. Uderzenie nastąpiło z prędkością około 150 m/s. Prawidłowe lądowanie (ze wszystkimi etapami o odpowiedniej długości) miało nastąpić około 37 sekund później.
Konsekwencje dla przyszłych misji
Niezależna komisja badająca to “twarde lądowanie” przeanalizowała wszystkie elementy przechodzenia EDM przez atmosferę Marsa, czyli odczyty z IMU, obrót lądownika, wpływ spadochronów, wpływ czynników atmosferycznych oraz tor analizy danych przez komputer pokładowych. Łącznie zostało stworzonych osiem rekomendacji (siedem technicznych i jeden związany z zarządzaniem), które powinny zredukować ryzyko dla kolejnej europejskiej misji marsjańskiej.
W 2020 roku na powierzchni Marsa wylądować ma europejski lądownik ExoMars. Misja będzie realizowana przez ESA we współpracy z rosyjskim przedsiębiorstwem Roskosmos. Będzie to pierwsza misja lądownika marsjańskiego prowadzącego bezpośrednie (a nie pośrednie) badania dotyczące poszukiwania śladów życia na Czerwonej Planecie. W związku z opublikowaniem raportu Dyrektor Generalny ESA Jan Woerner podkreślił, że nieudane lądowanie EDM Schiaparelli pozwoliło na wychwycenie pewnych usterek, które mogły również zagrozić lądowaniu łazika.
Udane lądowanie na Marsie jest bardzo trudnym wyzwaniem, i aby mu sprostać konieczne jest przetestowanie wszystkich jego komponentów. Tym samym ESA zamierza wykorzystać lekcje z katastrofy EDM Schiaparelli aby przeprowadzić udaną misję ExoMars.
