探测器简介

项目背景及探测器介绍

失败的原因及影响

探测器简介

1996年11月16日，俄罗斯“火星96”卫星/登陆车升空，但发射仅一天后就重新进入地球大气层。

造价３亿美元的俄罗斯火星９６探测器1996１１月１７日发射失败。这将对俄的航天项目管理、国际信誉和已经步履艰难的空间科学工作产生长期的影响，同时也使参与这一计划的各国科学家失去了一次难得的了解火星的机会。参与该计划的有法国、德国和美国等２０多个国家的科学家。 造成发射失败的原因可能是质子号运载火箭第四级在第二次点火工作过程中发生了故障或者接收了错误的指令。由能源联合体研制的这种Ｄ?２组级第四级第一次工作时一切正常，把探测器送入了一条约１６０公里、倾角５１?５度的初始停泊轨道。没成功的第二次工作的任务是把探测器从停泊轨道转移到大椭圆轨道。按计划探测器在到达大椭圆轨道后将利用自身的推进系统飞往火星。

项目背景及探测器介绍

前苏联在１９７１和１９８８年间曾成功地发射了６个火星轨道器和４个着陆器，但除了３个轨道器外，其余的都在到达火星后失败了。１９８８年两颗火星 /火卫一探测器的失败暴露了项目管理上存在的严重问题，所以在实施火星９６计划时进行了一些改进，但仍未摆脱前苏联式的管理体制。 火星９６探测器是１９８８年提出研制的，当时的方案包括两个大型轨道器以及着陆器，另外还将携带一辆漫游车和装载仪器的气球。伴随着前苏联的解体，因经费和技术问题，这次飞行的发射时间后来被推迟到了１９９６年，而且将只携带一个轨道器。尽管规模压缩，但火星９６仍是定于去年底发射的３颗火星探测器（另两颗是分别于１１月７日和１２月４日成功发射的美国火星全球勘测者和火星探路）中最复杂的一颗。 美国的两颗火星探测器重量都在１吨左右，而火星９６重近７.５吨， 尺寸为９.１米×３米。它的科学目标也要比美国的探测器广泛， 包括向地球发送火星表面上４个不同地点的图像。美国的两颗探测器总共携带了约１０台主要仪器，而火星９６自己就有３０台仪器。法国国家空间研究中心提供了其中的１０台仪器，并在图卢兹航天中心设立了法国科学任务中心，以帮助俄方协调科学仪器的操作和保证国家空间研究中心能直接参与法方仪器的使用。这一设施通过两颗欧洲通信卫星上的专用信道与俄任务控制中心（设在莫斯科）和深空控制中心（设在黑海上的叶夫帕托里亚）联系在一起。 按计划，在由拉沃什金联合体制造的轨道器到达火星轨道５天前，两个５０公斤重的软着陆器“小型站”将分离。轨道器到达火星轨道的时间在９月１２日前后。球形小型站直径１米。每个小型站将张开一部降落伞，然后再充起两个大气囊，以缓冲着陆时的冲击。在触地之前，由法国制造的成像装置将对周围地形进行拍摄。落到火星表面后，两个小型站将立即展开，形成１.４米×０.６米高的装置。每个小型站中装有约１０台仪器，包括一台俄制相机、一台法制磁强计、由芬兰提供的气象遥感器和一台由美国航宇局喷推实验室提供的氧化试验件。 这两台软着陆器小型站都将落在火星北半球高２７公里的奥林匹斯火山（火星上最大的火山）的西边。它们将拍摄全色照片，并用喷推实验室的试验件测量火星的氧化率，以帮助判读美国１９７５年发射的海盗号着陆器所获得的数据。两个小型站按设计可工作至少１６０天，由４安瓿二氧化钚产生的热提供动力。小型站所得的数据将使用法国国家空间研究中心和阿尔卡特公司提供的一台中继装置，通过俄制轨道器和美国的火星全球勘测者轨道器传回地球。 在着陆器钻进火星大气的同时，火星９６轨道器将进入５１８１０公里×５００公里的火星轨道。此后轨道高度将被降低到３００公里。轨道器将利用１２台仪器对火星表面及大气进行研究。 在进入火星轨道７～２８天后，轨道器上将释放出两个火星表面穿地探头。每个探头长约２米，重６５公斤。穿头的前段预计将钻到火星表面以下０.９～６.１米，后段则留在地面之上。其中一个穿头将落向两个小型站着陆的区域，另一个则将射向火星的另一侧，即海盗２号着陆区西南。每个穿头按设计都可传送７００天的数据。穿头上装有地震仪、温度传感器和留在地表以上对着陆区域进行成像的小型相机。 穿头和小型着陆器上还装备了阿尔法质子Ｘ射线光谱仪（ＡＰＸＳ）化学组分分析仪。这种仪器最初由芝加哥大学设计，但火星９６上的仪器由德国一研究所提供。探路者上也携带了一台美制的这种仪器。 火星９６上除载有科学仪器外，还携带了其它物品。每个小型站内都装有一张盘，上面录有科幻故事、声响和记载人类对火星的向往的艺术作品，以期未来（或许是几百年后）登上火星的人类能发现它们。盘上与火星有关的作品来自２６个国家，可追溯到４００年前，以１７种语言写成。

失败的原因及影响

这次发射失败将对俄火星探测计划和俄制部件的可信度产生不利影响。由于俄目前已不准备在１９９８年发射火星探测器，俄行星研究科学家将只能考虑选择重造火星９６上的哪些仪器，以供准备在２００１年发射的探测器携带。 对于这次发射失败的原因，俄能源联合体官员称在出故障时，推力为８４?５千牛的Ｄ-２组级上面级是按火星９６探测器（而不是该级的宇航电子设备）的指令工作的，言外之意是事故有可能是由卫星部分造成的。即使是上面级火箭有问题，只要不是发动机，也不会对国际发射服务公司质子号运载火箭的商业发射有太大影响，因为质子号在发射通信卫星时用的是ＤＭ组级第四级，而不是这次行星际发射所用的Ｄ?２组级，两者的电子设备不同。ＤＭ组级不靠有效载荷来控制点火工作，而有自己的制导与电子设备。但ＤＭ组级去年在进行通信卫星发射时也曾失败过。目前还不知道上面级所用的Ｄ５８火箭发动机在火星９６失败中是否有责任。这种发动机由化学自动装置设计局制造。由于它的不同型号分别用在行星际和商业卫星发射中，所以如是这种发动机有问题，对商业发射还是会有影响的。 据报道，火箭的第四级在第二次工作时可能未点着火，也可能在错误方向上只工作了很短一段时间。但探测器上的计时装置显然还是起了作用，把探测器从第四级上推了出去。此后探测器上的推进装置“自以为”已到了正确的椭圆轨道，便开始点火进行飞向火星的机动，实际上却使探测器栽向了地球。 火星９６的发射失败还引起了澳大利亚的恐慌，因为美国航天司令部开始时根跟踪情况称该探测器及其所携带的４台小型钚放射性同位素热电发生器（ＲＴＧ）可能会落到澳境内。每台这种发生器不到一个咖啡杯子大，在加固的外壳中装有２００克二氧化钚。实际上该探测器最终落在了智利与玻利维亚交界的一座城市附近。 除火星９６外，因发射失败或卫星本身问题致使核动力放射性同位素热电发生器装置落回地球的事件至少还有３次，包括６０年代美国海军的两颗子午仪卫星和１９７０年阿波罗１３登月舱所带的核电源。