对ExoMars Schiaparelli模块紧急着陆的调查得出结论,机载计算机中相互矛盾的信息导致下降序列提前结束。
“斯基亚帕雷利”号进入、下降和着陆演示舱按计划于去年10月16日与母船“痕量气体轨道器”分离,并向火星滑行了三天。
在10月19日的6分钟下降过程中,大部分时间都如预期的那样:太空舱正确地进入大气层,隔热板以超音速保护它。前防护罩和后防护罩上的传感器收集了有关大气和热防护罩的有用科学和工程数据。
来自斯基亚帕雷利的遥测数据被传递给了与此同时进入火星轨道的主飞行器——这是火星探测中首次实现。这种实时传输在重建事件发展链方面被证明是无价的。
在轨道飞行器记录斯基亚帕雷利的传输的同时,欧洲航天局的火星快车轨道飞行器也监测了着陆器的载波信号,印度的巨型米波射电望远镜也是如此。
在随后的几天和几周内,美国宇航局的火星勘测轨道飞行器拍摄了许多图像,在火星上非常接近目标着陆点的地方,识别了模块、前防护罩和仍然与后防护罩相连的降落伞。
图像显示,这些硬件部件如预期的那样与模块分离,尽管斯基亚帕雷利号显然是以高速抵达的,撞击地点周围散落着碎片。
由欧空局监察长主持的独立外部调查现已完成。
它确定了情况和根本原因,并提出了一般性建议,以避免今后出现这种缺陷和弱点。报告摘要可在此下载。
进入大气层大约三分钟后,降落伞展开,但太空舱经历了意外的高旋转速率。这导致了一个短暂的“饱和”-超出预期的测量范围-惯性测量单元,测量着陆器的转速。
制导、导航和控制系统软件的饱和导致了较大的姿态估计误差。不正确的姿态估计,结合后来的雷达测量结果,导致计算机计算出它在地面以下。
这导致了降落伞和后壳的提前释放,推进器的短暂点火只持续了3秒而不是30秒,并且启动了地面系统,就像斯基亚帕雷利已经着陆一样。在信号丢失之前,表面科学包返回了一个家政数据包。
实际上,该模块从约3.7公里的高度自由落体,导致撞击速度估计为540公里/小时。
斯基亚帕雷利调查委员会的报告指出,该模块非常接近于在计划地点成功着陆,并且演示目标的非常重要的一部分已经实现。飞行结果揭示了所需的软件升级,并将有助于改进降落伞行为的计算机模型。
欧空局载人航天和机器人探索主任大卫·帕克说:“在下降过程中实时传输数据对于深入分析斯基亚帕雷利号的命运至关重要。”
“我们非常感谢辛勤工作的科学家和工程师团队,他们提供了科学仪器,准备了对斯基亚帕雷利的调查,并对调查结果因过早结束而受到影响深表遗憾。
“显然,在进入、下降和着陆系统的准备、验证和验证过程中,有许多方面应该得到更多的关注。
“我们将吸取教训,继续为ExoMars 2020火星车和地面平台任务做准备。登陆火星是一个无情的挑战,但我们必须迎接它才能实现我们的最终目标。”
欧空局局长扬·韦尔纳(Jan Woerner)指出:“有趣的是,如果没有发生饱和,并且着陆的最后阶段是成功的,我们可能就不会发现导致事故的其他薄弱环节。”“这项调查的直接结果是,我们发现了需要特别关注的领域,这将有利于2020年的任务。”
xoMars 2020已经通过了一项重要的审查,确认它正在按计划满足发射窗口。在充分了解了该项目的现状后,欧空局成员国在人类航天、微重力和探索计划委员会重申了他们对这项任务的承诺,其中包括首个致力于在地表以下钻探以寻找这颗红色星球上生命证据的火星探测车。
与此同时,微量气体轨道飞行器已经开始在大气层边缘进行为期一年的空气制动,并将于2018年初进入科学轨道。该航天器已经在11月和3月的两次观测机会中显示其科学仪器已准备就绪。
除了分析大气中可能与生物或地质活动有关的气体的主要目标外,轨道飞行器还将充当2020年火星车和地面平台的中继器。
了下:航空航天+国防
