火星96探測器

為人類進一步探索火星而創造的偉大探測器。於1996年11月十六日升空，次日發射失敗。

基本介紹

• 中文名：火星96探測器
• 成立時間：1996年11月16日
• 國家：俄羅斯
• 背景：前蘇聯在1971年和1988年間

探測器簡介

1996年11月16日，俄羅斯“火星96”衛星/登入車升空，但發射僅一天后就重新進入地球大氣層。

造價3億美元的俄羅斯火星96探測器1996年11月17日發射失敗。這將對俄的航天項目管理、國際信譽和已經步履艱難的空間科學工作產生長期的影響，同時也使參與這一計畫的各國科學家失去了一次難得的了解火星的機會。參與該計畫的有法國、德國和美國等20多個國家的科學家。 造成發射失敗的原因可能是質子號運載火箭第四級在第二次點火工作過程中發生了故障或者接收了錯誤的指令。由能源聯合體研製的這種D?2組級第四級第一次工作時一切正常，把探測器送入了一條約160公里、傾角51度的初始停泊軌道。沒成功的第二次工作的任務是把探測器從停泊軌道轉移到大橢圓軌道。按計畫探測器在到達大橢圓軌道後將利用自身的推進系統飛往火星。

項目背景及探測器介紹

前蘇聯在1971和1988年間曾成功地發射了6個火星軌道器和4個著陸器，但除了3個軌道器外，其餘的都在到達火星後失敗了。1988年兩顆火星、 火衛一探測器的失敗暴露了項目管理上存在的嚴重問題，所以在實施火星96計畫時進行了一些改進，但仍未擺脫前蘇聯式的管理體制。 火星96探測器是1988年提出研製的，當時的方案包括兩個大型軌道器以及著陸器，另外還將攜帶一輛漫遊車和裝載儀器的氣球。伴隨著前蘇聯的解體，因經費和技術問題，這次飛行的發射時間後來被推遲到了1996年，而且將只攜帶一個軌道器。儘管規模壓縮，但火星96仍是定於去年底發射的3顆火星探測器（另兩顆是分別於11月7日和12月4日成功發射的美國火星全球勘測者和火星探路）中最複雜的一顆。 美國的兩顆火星探測器重量都在1噸左右，而火星96重近7.5噸， 尺寸為9.1米×3米。它的科學目標也要比美國的探測器廣泛， 包括向地球傳送火星表面上4個不同地點的圖像。美國的兩顆探測器總共攜帶了約10台主要儀器，而火星96自己就有30台儀器。法國國家空間研究中心提供了其中的10台儀器，並在土魯斯航天中心設立了法國科學任務中心，以幫助俄方協調科學儀器的操作和保證國家空間研究中心能直接參與法方儀器的使用。這一設施通過兩顆歐洲通信衛星上的專用信道與俄任務控制中心（設在莫斯科）和深空控制中心（設在黑海上的葉夫帕托里亞）聯繫在一起。 按計畫，在由拉沃什金聯合體製造的軌道器到達火星軌道5天前，兩個50公斤重的軟著陸器“小型站”將分離。軌道器到達火星軌道的時間在9月12日前後。球形小型站直徑1米。每個小型站將張開一部降落傘，然後再充起兩個大氣囊，以緩衝著陸時的衝擊。在觸地之前，由法國製造的成像裝置將對周圍地形進行拍攝。落到火星表面後，兩個小型站將立即展開，形成1.4米×0.6米高的裝置。每個小型站中裝有約10台儀器，包括一台俄制相機、一台法制磁強計、由芬蘭提供的氣象遙感器和一台由美國航宇局噴推實驗室提供的氧化試驗件。 這兩台軟著陸器小型站都將落在火星北半球高27公里的奧林匹斯火山（火星上最大的火山）的西邊。它們將拍攝全色照片，並用噴推實驗室的試驗件測量火星的氧化率，以幫助判讀美國1975年發射的海盜號著陸器所獲得的數據。兩個小型站按設計可工作至少160天，由4安瓿二氧化鈽產生的熱提供動力。小型站所得的數據將使用法國國家空間研究中心和阿爾卡特公司提供的一台中繼裝置，通過俄制軌道器和美國的火星全球勘測者軌道器傳回地球。 在著陸器鑽進火星大氣的同時，火星96軌道器將進入51810公里×500公里的火星軌道。此後軌道高度將被降低到300公里。軌道器將利用12台儀器對火星表面及大氣進行研究。 在進入火星軌道7～28天后，軌道器上將釋放出兩個火星表面穿地探頭。每個探頭長約2米，重65公斤。穿頭的前段預計將鑽到火星表面以下0.9～6.1米，後段則留在地面之上。其中一個穿頭將落向兩個小型站著陸的區域，另一個則將射向火星的另一側，即海盜2號著陸區西南。每個穿頭按設計都可傳送700天的數據。穿頭上裝有地震儀、溫度感測器和留在地表以上對著陸區域進行成像的小型相機。 穿頭和小型著陸器上還裝備了阿爾法質子X射線光譜儀（APXS）化學組分分析儀。這種儀器最初由芝加哥大學設計，但火星96上的儀器由德國一研究所提供。探路者上也攜帶了一台美制的這種儀器。 火星96上除載有科學儀器外，還攜帶了其它物品。每個小型站內都裝有一張盤，上面錄有科幻故事、聲響和記載人類對火星的嚮往的藝術作品，以期未來（或許是幾百年後）登上火星的人類能發現它們。盤上與火星有關的作品來自26個國家，可追溯到400年前，以17種語言寫成。

失敗的原因及影響

這次發射失敗將對俄火星探測計畫和俄制部件的可信度產生不利影響。由於俄目前已不準備在1998年發射火星探測器，俄行星研究科學家將只能考慮選擇重造火星96上的哪些儀器，以供準備在2001年發射的探測器攜帶。 對於這次發射失敗的原因，俄能源聯合體官員稱在出故障時，推力為84?5千牛的D-2組級上面級是按火星96探測器（而不是該級的宇航電子設備）的指令工作的，言外之意是事故有可能是由衛星部分造成的。即使是上面級火箭有問題，只要不是發動機，也不會對國際發射服務公司質子號運載火箭的商業發射有太大影響，因為質子號在發射通信衛星時用的是DM組級第四級，而不是這次行星際發射所用的D?2組級，兩者的電子設備不同。DM組級不靠有效載荷來控制點火工作，而有自己的制導與電子設備。但DM組級去年在進行通信衛星發射時也曾失敗過。目前還不知道上面級所用的D58火箭發動機在火星96失敗中是否有責任。這種發動機由化學自動裝置設計局製造。由於它的不同型號分別用在行星際和商業衛星發射中，所以如是這種發動機有問題，對商業發射還是會有影響的。 據報導，火箭的第四級在第二次工作時可能未點著火，也可能在錯誤方向上只工作了很短一段時間。但探測器上的計時裝置顯然還是起了作用，把探測器從第四級上推了出去。此後探測器上的推進裝置“自以為”已到了正確的橢圓軌道，便開始點火進行飛向火星的機動，實際上卻使探測器栽向了地球。 火星96的發射失敗還引起了澳大利亞的恐慌，因為美國航天司令部開始時根跟蹤情況稱該探測器及其所攜帶的4台小型鈽放射性同位素熱電發生器（RTG）可能會落到澳境內。每台這種發生器不到一個咖啡杯子大，在加固的外殼中裝有200克二氧化鈽。實際上該探測器最終落在了智利與玻利維亞交界的一座城市附近。 除火星96外，因發射失敗或衛星本身問題致使核動力放射性同位素熱電發生器裝置落回地球的事件至少還有3次，包括60年代美國海軍的兩顆子午儀衛星和1970年阿波羅13登月艙所帶的核電源。