Dlaczego Schiaparelli rozbił się na Marsie?

Naukowcy poddadzą dokładnym badaniom wszystkie dane dotyczące rozbicia się lądownika na Czerwonej Planecie, by uniknąć kolejnych błędów podczas misji w 2020 roku. Ale już teraz wysunęli przypuszczenie, że powodem nieudanego lądowania Schiaparellego na Marsie były błędy w oprogramowaniu.

26.10.2016Aktualizacja: 04.11.2016Opublikował: AS

Zdjęcia czarnej plamy na marsjańskiej glebie wykonane przez należącą do NASA sondę Mars Reconnaissance Orbiter (MRO), które przebiegły kilka dni temu światowe media, nie pozostawiają wątpliwości – sonda Europejskiej Agencji Kosmicznej (ESA), która miała przetestować technologię lądowania na Marsie, uderzyła w powierzchnię planety i prawdopodobnie eksplodowała. Na zdjęciu, oprócz czarnej plamy widać spadochron, znajdujący się około kilometra dalej od miejsca wypadku. Prawdopodobnie silniki hamujące działały bardzo krótko i lądownik miał jeszcze dużo paliwa, dlatego doszło do wybuchu podczas uderzenia w powierzchnię planety.

Lądownik Schiaparelli był częścią misji ExoMars, która to stanowiła swego rodzaju preludium do planowanego w 2020 roku lądowania na znacznie większą skalę. Naukowcy zamierzają bowiem wysłać na Marsa stację naukową i łazika, który będzie miał możliwość wiercenia powierzchni planety do 2 metrów głębokości. Celem misji jest poszukiwanie w glebie Marsa śladów dawnego życia.

– Poznanie błędów Schiaparellego i ich wyeliminowanie jest zatem teraz priorytetem dla inżynierów misji ExoMars – mówi Jorge Vago, naukowiec misji ExoMars.

Anatomia katastrofy

W przeciwieństwie do innej misji ESA – Beagle 2, podczas której również zaginął marsjański lądownik (w 2003 roku), Schiaparelli w czasie swojego opadania wysłał dane do swojego macierzystego statku. Wstępna analiza wskazuje, że lądownik bezbłędnie rozpoczął manewr hamowania przy wejściu kapsuły do atmosfery planety, a następnie otworzył spadochron. Ale pomiędzy 4 minutą i 41 sekundą a 6 minutą coś poszło źle. Osłona termiczna lądownika i spadochron zostały wyrzucone z wyprzedzeniem. Potem silniki hamujące – mające na celu spowolnianie opadania kapsuły przez 30 sekund, aż do wysokości kilku metrów nad powierzchnią marsjańskiego gruntu – włączyły się na zaledwie około 3 sekundy. Następnie wyłączyły się, ponieważ komputer lądownika myślał, że obiekt jest tuż nad ziemią. Kapsuła prawdopodobnie spadła z wysokości od 2 do 4 kilometrów, uderzając w powierzchnię Marsa z prędkością ponad 300 kilometrów na godzinę, według szacunków opartych na zdjęciach z prawdopodobnego miejsca katastrofy sondy, przesłanych 20 października 2016 roku Mars Reconnaissance Orbiter.

– Najbardziej prawdopodobną przyczyną rozbicia się sondy Schiaparelli był błąd w oprogramowaniu jednostki lub problem łączenia danych pochodzących z różnych czujników, które mogły spowodować, że statek sądził, iż był na niższej wysokości niż to było naprawdę – powiedział Andrea Accomazzo, szef ESA ds. misji słonecznych i planetarnych.

O tym, że lądownik źle ocenił swoją wysokość, świadczy fakt, że Schiaparelli jeszcze przed lądowaniem włączył aparaturę przeznaczoną do prowadzenia różnorodnych badań, np. mierzenia parametrów pogodowych czy pola elektrycznego, co miał uczynić według planów dopiero po wylądowaniu. Oczywiście żadnych danych nie zdążył zgromadzić.

Niepokojący jest fakt, że zarówno podobne oprogramowanie, jak i czujniki miały być wykorzystane w dalszej części misji ExoMars. Jeśli jednak potwierdzi się, że zawiodło oprogramowanie, błędy będzie można stosunkowo łatwo usunąć. ESA utrzymuje, że zasadniczy scenariusz lądowania i użyte w przypadku Schiaparellego elementy mechaniczne zdały egzamin, tutaj korekta wymagałaby jednak więcej pracy.

Teraz problemem może być fakt, że zarówno oprogramowanie komputerowe, jak czujniki sondy są jednymi z tych elementów lądownika, które miały być ponownie wykorzystane w systemie lądowanie misji ExoMars 2020 (które, w przeciwieństwie do Schiaparellego, pociągnie za sobą mieszankę technologii europejskiej i rosyjskiej ze względu na współpracę z Rosyjską Agencja Kosmiczną Roskosmos). Jeżeli wyniki badań potwierdzą, że za rozbicie się sondy odpowiadają usterki oprogramowania (software), to powinno się je łatwo naprawić. Łatwiej niż gdyby okazało się, że to wina fundamentalnego problemu ze sprzętem komputerowym służącym do lądowania (hardware), twierdzą naukowcy ESA.

– Zespół ExoMars spróbuje teraz odtworzyć błąd przy użyciu wirtualnego systemu lądowania zaprojektowanego do symulacji sprzętu i oprogramowania lądownika – mówi Jorge Vago, aby upewnić się, że naukowcy rozumieją problem i potrafią sobie z nim poradzić, zanim przeprojektują wszelkie aspekty misji ExoMars 2020.

Misja 2020

Misja jest już opóźniona o dwa lata, ze względu na kilkukrotnie przekładanie poszczególnych etapów misji. Przyczyny opóźnień leżały po obu stronach – rosyjskiej i europejskiej. Jorge Vago boi się, że problemy z lądownikiem Schiaparelli mogą spowodować kolejne opóźnienia i przełożenie misji na 2022 rok. Ponadto misja 2020 wciąż ma deficyt budżetu w wysokości około 300 mln euro (326 mln USD), o które ESA będzie prosić państwa członkowskie Unii Europejskiej na spotkaniu ministrów w grudniu 2016 roku. Zapytany na konferencji prasowej 20 października 2016 roku dyrektor generalny ESA Johann-Dietrich Wörner, czy awaria Schiaparelli mogłaby zagrozić misji, powiedział, że nie będzie miała żadnego wpływu na jej opóźnienie.

ESA podkreśla, że ogólnie rzecz biorąc, misja ExoMars może być postrzegana jako sukces: Schiaparelli przesłał dane testowe z większości etapów pracy, a jego siostrzana sonda Trace Gas Orbiter została z sukcesem wprowadzona na orbitę Marsa. Orbiter z punktu widzenia naukowego jest znacznie cenniejszy od Schiaparellego. Od grudnia 2017 roku będzie badać atmosferę Marsa, a jego celem jest znalezienie dowodów na biologiczne lub geologiczne pochodzenie metanu. Będzie również pełnił rolę przekaźnika łączności dla łazika 2020.

Opracowano na podstawie:
Computing glitch may have doomed Mars lander