Naprendszerkutatószondák

avagy mi számít sikernek?

Tóth András - SF Meetup

Egy szonda életpályája...

Tervezés és összeszerelés

Huygens űrszonda

Több évet vagy évtizedet vesz igénybe

Tesztek sorozataSterilizálás problémája

Konstrukciós hibák lehetősége

Indítás

Cassini-Huygens indítása1997. október 15.

A küldetés egyik legkockázatosabb

fázisa

Az űrszondák 24%-a nem hagyta el a Föld

körüli pályáját

Megérkezés a célhoz

Huygens űrszonda Titán légkörébe lépése2005. január 14.

A küldetés egyik legkockázatosabb fázisa

A szondák 15%-a nem állt célégitestje körüli pályára illetve becsapódott

annak felszínébe

Tudományos kutatás

Huygens űrszonda leszállása a Titánra2005. január 14.

Környezet feltérképezéseElőre kidolgozott tudományos

cél(ok) részbeni vagy teljes eléréseÚj célkitűzések a helyszíni

mérések alapján

Statisztika

0,0

37,5

75,0

112,5

150,0

Nap Vénusz Mars Jupiter Uránusz Üstökösök

Sikeres űrszondák Összes űrszonda

15%

24%61%

Sikeres Indítási hiba Nem érkezik meg

Küldetés végevagy hosszabb megszakadása...

Emberi és műszaki hibák

Indítás, Föld körüli pályára állás során (Mars 96)

Égitestre való leszállás során (MPL)

Földről küldött hibás parancs (Mars Climate Orbiter)

Tervezett megszakításHajtóanyag elfogyása Környezeti körülmények

Irány tartása, pozícionálás (kommunikáció, energiaellátás) nem lehetséges

Asztrobiológiai potenciállal rendelkező égitestek védelme

Galileo űrszondát 2003.09.21-én 48.26 km/s-al beléptették a Jupiter légkörébe az Európa beszennyeződésének elkerülése érdekében

Bolygó felszínén légkörében uralkodó szélsőséges hőmérséklet és nyomás

viszonyok elpusztítják a szondátGalileo Jupiter atmoszférájába belépő

alszondája (extrém g értékek, hőmérséklet, nyomás

Venyera-szondák (Vénusz) extrém hőmérséklet

Energiaellátás

Gyors lefolyású leszállások esetén

alkalmazott (Vénusz, Titán)

Huygens-űrszonda3 óra 37 perc (limitált)

üzemidő (Titán atmoszférájába való

belépéstől)

Akkumulátor Napelem RTGRádióizotópos-

termoelektromos generátor

Pioneer 10,11; Voyager 1,2Viking 1,2; GalileoUlysses; Cassini; New Horizons; Curiosity (MSL)

(több éves, évtizedes üzemidő)

Orbiter, elhaladó egység: Mars pályájáig bezárólag

használatos általánosan (több éves üzemidő)

Lander: Mars pályáig bezárólag használatos, a légköri átlátszóság (Tau),

dőlésszögek erősen befolyásolják a küldetést

(több hónapos, éves üzemidő)

At least...I’m not alone. Uh..oh..shadow!

Teljes kudarcok

Mars 96

Ambíciózus, komplex, 3 részből álló projekt

Orbiter: felszín, atmoszféra, belső felépítés, mágneses mező vizsgálata, áramellátás: 2 nagy napelemtábla, 6180 kg tömeg

2 lander: talaj, környezet és atmoszféra vizsgálatok, áramellátás: 1-1 RTG

2 penetrátor: talajba 5-6m-re behatoló szonda Alsó egység: spektrométerek + szeizmométerek Felső egység: meteorológiai műszerek, képrögzítő rendszer, áramellátás: 1-1 RTG

Indítás: 1996. nov: 4. rakétafokozat 2. gyújtásában hiba, 3. keringés után visszazuhan a Földre.

4 RTG, összesen 200 g plutónium-238 izotóppal eltűnt

Mars Polar Lander& Deep Space 2

“People sometimes make errors”

Mars északi sarkvidékének vizsgálata egy álló landerrel és 2 penetrátorral (Scott & Amundsen)

Lander: 2008-as Phoenix küldetés előfutára, talaj kémiai elemzése mintavétel után, meteorológiai és optikai vizsgálatok

Szoftver hiba: lábak rázkódása miatt 40 méterrel a felszín fölött leálltak a fékezőhajtóművek

Penetrátor: talajba 0.6 m-ig való behatolás, mintavétel, kémiai elemzés

Túl kemény becsapódás/túl kevés energia a kommunikációhoz

Puffff...placcs!

Beagle 2

Exobiológiai kutatóprogram, kis költségvetésű, gyorsan összeszerelt űrszonda

Robotkaron kamerák, spektrométerek, felszíni mintavevő - szonda testén gáz kromatográf, felszín alatti mintavevő “vakond”

Nem egyértelmű a kudarc oka (elrepült a Mars mellett, elégés a felső légkörben, leszállásnál összetört)

Túlteljesítők

Voyager 1,2Voyager 1: indítás - 1977.09.05 33 éve 5 hónapja 5 napja 116.478 AU messze van a Földtől

Alapvető cél: Jupiter és Szaturnusz rendszerek feltérképezése. Heliosheath zónát 2010. decemberében lépte át-

Voyager 2: indítás - 1977.08.20 33 éve 5 hónapja 20 napja 95.240 AU messze van a Földtől

Alapvető cél: Jupiter, Szaturnusz, Uránusz, Neptunusz rendszerek feltérképezése

Jelenleg: Voyager - The Interstellar Mission, a Naprendszer külső területein kozmikus részecskék, plazma vizsgálata

Támadnak a kozmikus részecskék!

Mars Exploration Rover

Spirit (MER-A) rover: Marsot érés - 2004. január 4. 2010. március 22.: utolsó kommunikáció a szondával.

Egykori víz jelenlétének megerősítése, (főleg) geológiai kutatások a Gusev-kráterben 90 sol-ig.

Opportunity rover: Marsot érés - 2004. január 25. 2571 napja üzemel - 27.7x-es túlteljesítés!

Egykori víz jelenlétének megerősítése, (főleg) geológiai kutatások a Terra Meridianin 90 sol-ig. Pillanatnyilag: Santa Maria kráternél, Endeavour kráter fele vezető úton.

Santa Maria kráterAmerikai foci pálya a Marson

Huygens

Cassini anyaszondáról való leválás után 2005. január 14-én belép a Titán atmoszférájába.

Egyetlen külső naprendszerben történt leszállás az űrkutatás történetében.

Ereszkedés közben légkör részletes vizsgálata és felvételek készítése, landolás után első képek elkészítése a Titán felszínéről

Parancshiba miatt az “A” rádiócsatornán sugárzott adatok, képek elvesztek, Cassini-Huygens közti doppler mérések kimaradása

KövetkeztetésekHosszú élettartam előnyei

Orbiter: hosszú távú és alapos felszín térképezés, változások, pillanatnyi kondíciók detektálása (Mars Global Surveyor)

Lander: hosszú távú felszín és atmoszféra vizsgálat, új területek észlelése, évszakos-időszaki változások nyomon

követése (Mars Exploration Rover)

Sikert nem mindig időben mérjükÁttörést jelentő technikai eredmény, geológiai, kémiai,

exobiológiai felfedezés esetén.

Huygens - űrszonda: óriási siker, de csak 3.5 órás üzemidő!