TGO en Schiaparelli bij Mars

Moderator: Astro

Gebruikersavatar
Moderator
Berichten: 8.166

TGO en Schiaparelli bij Mars

Dat een onbemande missie naar Mars een moeilijke en riskante onderneming is, wijst de geschiedenis wel uit. Ruim meer dan de helft van alle missies tot op heden is mislukt. Hier een zeer beknopt chronologisch overzicht van episch of gedeeltelijk falen en slagen (klik voor grote weergave).

 
de queeste voor Mars.jpg
de queeste voor Mars.jpg (639.27 KiB) 1669 keer bekeken
 

Morgen zal blijken of de lijst van succesvolle missies uitgebreid kan worden. Rond 16:45 zal als alles goed gaat de Esa lander Schiaparelli na een airobreak door een hitteschild, en vervolgens afgeremd door een parachute en remraketjes met een snelheid van ongeveer 7 km per uur op de Marsbodem ploffen. Lukt dit, en stuurt Schiaparelli vervolgens data, dan zal dit na het debacle met de Beagle lander in 2003 de eerste geslaagde Marslander missie van Europa worden en ook de samenwerkingspartner Rusland zal dan een streep onder een lange, lange reeks van mislukkingen kunnen zetten.

 

Schiaparelli (genoemd naar de beroemde Italiaanse astronoom die ondermeer 'canali' op Mars meende waar te nemen) is hoofdzakelijk een proof of concept missie. Er wordt, totdat de batterij na maximaal 8 dagen leeg is, meteorologische data verzameld, maar veruit het belangrijkste doel is aantonen dat het een goed werkend concept is dat veilig landen op de Marsbodem mogelijk maakt. Dit ter voorbereiding van de Exomars missie (gepland in 2020), een rover die over het oppervlak kan rijden en in staat is boringen tot 2 meter diepte te verrichten.

 
naamloos.png
naamloos.png (246.39 KiB) 1664 keer bekeken
Schiaparelli. Bron: Esa

 

Wetenschappelijk interessanter is de Trace Gas Orbiter, waarvan Schiaparelli zich 2 dagen geleden losmaakte. Deze orbiter zal na een lange periode van aerobreaks (afremmen door de ijle atmosfeer van Mars) eind 2017 in een min of meer cirkelvormige baan op 400 km hoogte rond Mars komen en begin 2018 met uiterst gevoelige detectoren de samenstelling van gassen in de toplagen van de atmosfeer gaan meten.
Een van de belangrijkste onderzoeksgebieden wordt het vaststellen van de herkomst van methaan in de atmosfeer van Mars.  Met zijn gevoelige detectoren' kan de TGO gassen herkennen met een gevoeligheid tot 1 op 100 miljard deeltjes, en zal niet alleen meten of en hoeveel en wanneer en waar methaan vindbaar is, maar ook de combinatie daarvan met andere gassen trachten vast te stellen.

Wordt er behalve methaan ook propaan en ethaan bij een bepaalde locatie gemeten, dan wijst dit sterk op een biologische oorsprong van het methaan. Zitten er voornamelijk zwaveldioxide moleculen bij het methaan, dan wijst dit op een geologische oorsprong van het methaan. De TGO zal ook trachten de eventuele methaanconcentraties te matchen met structuren op de Marsbodem.
 
Lees ook dit bericht over de speurtocht naar het ontstaan van het 'biogas' methaan op Mars.

 
naamloos.png
naamloos.png (121.89 KiB) 1665 keer bekeken
TGO nog gekoppeld met Schiaparelli. Bron: Esa

 

Naast het analyseren van de atmosfeer zal de TGO zeer nauwkeurige hoogtemetingen verrichten, zeer scherpe foto's van het Marsoppervlak maken, onderzoek doen naar water onder het oppervlak en fungeren als relay voor de communicatie tussen de toekomstige Exomars en de Aarde.

 

Meer lezen: klik en klik

Berichten: 12.262

Re: TGO en Schiaparelli bij Mars

Hopen dat het lukt - maar eigenlijk is het merendeel van de missies na 2000 erg succesvol geweest, met name de karretjes die het erg lang uithouden op mars. 
 
Ergens is het wel jammer dat het een lander betreft die alleen op batterijen werkt en de levensduur vooraf zeer beperkt is. Een zeer beperkt en compact systeem dat wat data terug zou zenden naar de orbiter gevoed door een zonnepaneel was aardig geweest, ook als verdere test van het uithoudingsvermogen van electronica op mars (de volle laag straling doorstaan is voor electronica geen sinecure).
Victory through technology

Gebruikersavatar
Moderator
Berichten: 5.521

Re: TGO en Schiaparelli bij Mars

Schiaparelli ploft neer met 7 m/s, en het is een test voor de landing van een Exomars-karretje in 2020. in 2012 bestond de laatste fase van de landing van het Amerikaanse karretje Curiosity uit de sky crane die de touchdown speed verminderde tot 0.7 m/s. Is het Exomars-karretje zoveel steviger dat het bestand is tegen neerploffen met 7 m/s, of heeft Esa voor 2020 ook een skycrane in petto?

Gebruikersavatar
Moderator
Berichten: 8.166

Re: TGO en Schiaparelli bij Mars

Een zeer beperkt en compact systeem dat wat data terug zou zenden naar de orbiter gevoed door een zonnepaneel was aardig geweest
 
Oorspronkelijk zou Roscosmos een RTG (power op basis van nucleair verval) leveren die ongeveer een jaar lang de benodigde 100 Watt zou leveren, maar dat werd om allerhande redenen geschrapt, vandaar een niet oplaadbare batterij. Dit is geen probleem, want de data die een gelande Schiaparelli verzamelt stelt niet echt veel voor, dit in tegenstelling tot de grote hoeveelheid (naar schatting 600MB) aan data die verzameld gaat worden tijdens de EDL (Entry, Descent, Landing).
 
Tot op heden zijn er 7 geslaagde landingen op Mars geweest, alle uitgevoerd door Nasa. Het totaal aantal pogingen tot een landing op Mars was 20. Dit zou de eerste geslaagde niet Usa landing zijn.
 
Is het Exomars-karretje zoveel steviger dat het bestand is tegen neerploffen met 7 m/s, of heeft Esa voor 2020 ook een skycrane in petto?
 
Schiaparelli zal naar verwachting met 7 km/u landen, zeg maar 2 m/s. Een kreukelzone moet de g-krachten verminderen. Exomars 2020 bestaat uit twee delen. Een landingsplatform (dat zelfstandig metingen zal verrichten) met inschuifbare poten die de klap op moeten vangen en een rover die van het platform af zal rijden. De landingssequentie van die missie is exact dezelfde die zometeen getest zal worden: Airobreak, parachutes, retroraketten, vrije val van zeer kleine hoogte, opvangen klap.
 
Over ruim een uur zal Schiaparelli neerploffen, het event is hier live te volgen. Hier een overzicht van events (klik voor grote weergave):
 
ExoMars_2016_Schiaparelli_descent_sequence_16_9.jpg
ExoMars_2016_Schiaparelli_descent_sequence_16_9.jpg (77.59 KiB) 1644 keer bekeken
Bron: Esa

Gebruikersavatar
Moderator
Berichten: 8.166

Re: TGO en Schiaparelli bij Mars

15:50: Inmiddels is bevestigd dat de remraketten van de TGO op tijd ontstoken zijn, ze zullen ruim 2 uur branden en TGO in haar initiële omloopbaan brengen. Ook bij Schiaparelli, onderweg naar het Marsoppervlak, lijkt vooralsnog alles goed te verlopen. De timer in het toestel heeft volgens planning de instrumenten van de lander aangezet en een bevestigingssignaal is zojuist ontvangen.

Op National Geographic loopt nu een speciale 'Mars' uitzending die tot 20.30 uur duurt. Daarin zullen naar verwachting ook live beelden worden uitgezonden.

16:48: Touchdown zou moeten hebben plaatsgevonden. Bevestiging duurt nog ongeveer 10 minuten.
16:55: Schiaparelli zendt signaal na de zogenoemde 'plasma blackout' (gedurende de aerobreak is het toestel omgeven door zeer heet en dus geïoniseerd gas waardoor signaal onderbroken wordt).
17:03: Nog geen signaal van Schiaparelli 5 minuten na touchdown. Kort na touchdown wordt de radio uitgezet om energie te besparen. Over ongeveer 1,5 uur wordt via de Esa orbiter Mars Express opnieuw contact gelegd. Het directe signaal van Schiaparelli is extreem zwak en de communicatie met de grote schotel in India is experimenteel. Geen ontvangen signaal hoeft nu niet zoveel te betekenen. Nog wat later, om ongeveer 20:30 zou er een data link tussen Schiaparelli en de Mars Orbiter (MRO) van Nasa tot stand moeten komen.
17:06: Met TGO gaat alles tot nu toe naar verwachting, de remraketten werken nog steeds volgens plan.
17:24: Inmiddels is het contact met TGO onderbroken omdat de sonde zich nu achter Mars bevindt. Over ongeveer een uur zou het contact weer tot stand moeten komen. TGO bepaalt zelf of ze voldoende snelheid heeft verloren voor de geplande omloopbaan en zal de remraketten dienovereenkomstig uitschakelen.
18:36 Met de TGO lijkt alles ok! De sonde is zeer waarschijnlijk in de correcte omloopbaan terecht gekomen. Over Schiaparelli nog steeds geen positief nieuws. Het begint te lijken op een gedeeltelijk succes/falen, maar laten we nog even afwachten tot 20:30 wanneer de MRO contact zou moeten hebben met Schiaparelli.
19:15: Esa meldt dat de data die van Schiaparelli ontvangen zijn via  de Mars Express relay "geen uitsluitsel geven over de status van de lander". Dit ziet er niet goed uit.
20:34: Esa meldt dat het er niet goed uit ziet voor Schiaparelli. Wat er precies aan de hand is, is nog onbekend. In de loop van deze avond wordt een begin gemaakt met het downloaden van de data die door TGO ontvangen is van Schiaparelli (ongeveer 600 MB). Pas na analyse van deze data is preciezer bekend wat er met de lander is gebeurd. Uitsluitsel hierover valt niet voor de persconferentie morgenochtend 10 uur te verwachten. Het lijkt er op dat in ieder geval het eerste deel, tot en met de aerobrake, correct verlopen is.
 
Voorlopige - en nog wat voorbarige - conclusie is, dat de Trace Gas Orbiter (TGO) perfect heeft gepresteerd en in de juiste baan rond Mars is terecht gekomen, en dat de afdaling van Schiaparelli gedeeltelijk succesvol was, maar dat er tijdens de laatste fase van de landing, of bij de landing zelf iets niet goed is gegaan.

Gebruikersavatar
Moderator
Berichten: 5.521

Re: TGO en Schiaparelli bij Mars

jkien schreef: Schiaparelli ploft neer met 7 m/s
 
Michel Uphoff schreef: Schiaparelli zal naar verwachting met 7 km/u landen, zeg maar 2 m/s.
 
Aha, foutje van mij, m/s in plaats van km/u. Maar: die 7 km/u is de snelheid op 2 m boven de grond. Daar laat Schiaparelli los, en maakt hij een val die 0.6 s duurt, als het een vrije val is. De eindsnelheid van de vrije val is 4 m/s.

Gebruikersavatar
Moderator
Berichten: 8.166

Re: TGO en Schiaparelli bij Mars

De precieze snelheden zijn lastig te vinden, de infographic van Esa hierboven meldt 10 km/h dus 2,78 m/s.
 
Spaceflight101 (klik) echter meldt 1,1 m/s snelheid op het moment van uitschakelen van de remraketten op 2 meter hoogte.
In dit laatste geval zou bij een versnelling met 3,711 m/s2 de eindsnelheid ongeveer 4 m/s moeten zijn, ruim 14 km/uur wat mij wat hoog lijkt.

Berichten: 703

Re: TGO en Schiaparelli bij Mars

Nog geen nieuws... Dat voorspelt weinig goeds.

Gebruikersavatar
Berichten: 11.177

Re: TGO en Schiaparelli bij Mars

Les voor de volgende keer: zaakjes vanuit vrije val op de grond laten donderen werkt op andere planeten even slecht als hier op aarde.

Gebruikersavatar
Moderator
Berichten: 8.166

Re: TGO en Schiaparelli bij Mars

Vrije val gold natuurlijk voor slechts de laatste twee meter, heel wat minder dan de tientallen meters die Pathfinder, Spirit, Opportunity en de Beagle met hun airbags vielen en intact op Mars aankwamen.
 
Laten we eerst maar even afwachten wat de bevindingen adhv de telemetrie data zijn.
 
Een onvoorzichtige gok mijnerzijds is dat de parachute of de remraketten niet goed hebben gewerkt. Reden voor deze speculatie; vrij kort na de aerobrake was er kort contact, een teken dat deze fase (de plasma blackout) werd overleefd. Dat contact viel snel weg. Dat zou overeen kunnen komen met een val van 11 km hoogte (waarop de parachute moest openen) met de geplande snelheid van 1700 km/u. Dan slaat de lander na pakweg 25 seconden te pletter. Maar ook niet (goed) functionerende remraketten kunnen tot een dergelijk beeld leiden.
Waarschijnlijk heeft men bij Esa a.d.h.v. de timing (precieze moment uitval signaal) al een indruk van wat er gebeurd is.
 
De Schiaparelli landing is een proof of concept missie, waarvan de wetenschappelijke waarde zeer gering is. Het gaat hierbij vooral om het technische concept van een dergelijke landing grondig te testen. Het is zeer goed mogelijk dat er in de telemetrische data voldoende informatie aanwezig is om precies te achterhalen wat er waarom mis gegaan is. Die data is dan zeer waardevol, omdat daarmee lessen geleerd worden die bij een volgende missie het verschil tussen slagen of falen kunnen betekenen.
 
TGO is volgens de laatste gegevens vrijwel perfect in de geplande baan gekomen, dus het wetenschappelijke deel van de gecombineerde missie heeft prima vooruitzichten.

Gebruikersavatar
Moderator
Berichten: 8.166

Re: TGO en Schiaparelli bij Mars

Een volledig beeld is er nog niet, maar dit is de gedeeltelijke analyse van de hoogstwaarschijnlijk mislukte landing van Schiaparelli:
  • T-75:00 m; Schiaparelli ontwaakt uit de slaapstand conform de voorgeprogrammeerde timer, de GMRT telescoop in India ontvangt het zwakke bevestigingssignaal.
  • T-5:53; De lander raakt de buitenste lagen van de atmosfeer van Mars met 5,83 km/s en begint zijn aerobreak. Signalen kunnen nu niet worden ontvangen omdat de lander is gehuld in heet geïoniseerd gas.
  • T-3:00; De aerobreak is zo goed als voltooid, en de plasma blackout is ten einde. De GMTR telescoop ontvangt weer signaal van Schiaparelli
  • T-2:32; Op 11 km hoogte en met een snelheid van 470 m/s wordt de parachute uitgevouwen. Een plotselinge verandering in het Dopplereffect van het signaal bevestigt dit
  • T-1:52; Het hitteschild is waarschijnlijk afgeworpen, dit blijkt uit een verwachtte verandering van het Doppler signaal
  • T-1:20; Hoogte 1,2 km, snelheid 90 m/s. De parachute met het omhulsel maakt zich los, Schiaparelli is kort in vrije val. Dit event wordt bevestigd doordat het ontvangen signaal plotseling sterker is nu het frontshield weg is en de UHF antenne van het platform ingeschakeld is. Het lijkt er op, dat de het front shield met de parachute zich eerder dan de bedoeling was heeft losgemaakt van Schiaparelli.
  • T-1:15; De ontvangen Dopplerdata bevestigt het ontbranden van de remraketjes. Het tijdstip van ontbranding is eerder dan gepland. Er zijn onduidelijke signalen die er op kunnen wijzen dat de raketjes maar zeer kort hebben gewerkt.
  • T-0:50 Het signaal van Schiaparelli valt weg, er wordt vanaf moment niets meer ontvangen.
(de vermelde tijdstippen zijn bij benadering en niet door Esa bevestigd)
 
Er lijken voorlopig twee uitkomsten mogelijk:
De parachute en/of remraketten hebben niet (correct / op tijd) gewerkt en de lander er is met hoge snelheid op Mars te pletter geslagen.
De zender is uitgevallen, en de lander is autonoom en verder intact op Mars geland. Dit scenario is minder waarschijnlijk.
 
Esa heeft op grond van de data van Mars Express en de MRO van Nasa nog geen verdere conclusies kunnen trekken, en is nu bezig de ongeveer 20MB data die de TGO van Schiaparelli heeft ontvangen te analyseren. Over enkele dagen zal de Mars Reconnaissance Orbiter foto's maken van de verwachte landingslocatie, hoewel ook op die zeer scherpe foto's een intacte Schiaparelli niet veel groter zal zijn dan enkele pixels, zodat het wel even zal duren voor de lander gelokaliseerd is.
 
David Parker (Esa): "In terms of the Schiaparelli test module, we have data coming back that allow us to fully understand the steps that did occur, and why the soft landing did not occur."

Gebruikersavatar
Berichten: 7.463

Re: TGO en Schiaparelli bij Mars

Gisteren zag ik in een nieuwsbericht dat men elkaar in het vluchtleidingscentrum in de armen viel en er een gejuich opging. Waar was dat dan voor?

Gebruikersavatar
Moderator
Berichten: 8.166

Re: TGO en Schiaparelli bij Mars

TGO was in de correcte omloopbaan terecht gekomen, de wetenschappelijke missie heeft dus een prima start. Daarnaast zal deze orbiter een cruciale rol gaan spelen als relaystation voor de Exomarsmissie die voor 2020 gepland is.

Berichten: 703

Re: TGO en Schiaparelli bij Mars

Dat is snel, Schiaparelli is al gevonden door de Mars Reconnaissance Orbiter:


http://www.bbc.com/news/science-environment-37731671

Gebruikersavatar
Moderator
Berichten: 5.521

Re: TGO en Schiaparelli bij Mars

​Raar: dat Schiaparelli 1 km noordelijker is neergestort dan de parachute wekt de indruk dat de aanvliegroute van zuid naar noord was. Maar de lange as van de geplande landingsellips is oost-west georienteerd, dat zou toch ook moeten overeenkomen met de aanvliegroute.
 
1  2

Reageer