Beagle 2
 Replika av Beagle 2 på Science Museum , London
| |
| Typ av uppdrag | Mars landare |
|---|---|
| Operatör | National Space Center |
| COSPAR ID | 2003-022C |
| Hemsida | |
| Uppdragets varaktighet | 6 månader (planerad) |
| Rymdskeppsegenskaper | |
| Landningsmassa | 33,2 kg (73 lb) |
| Lastmassa | 9 kg (20 lb) vetenskapliga instrument |
| Mått |
Vikt: 1 m diameter Ovikt: 1,9 m diameter Höjd: 12 cm |
| Kraft | 60 W |
| Uppdragets början | |
| Lanseringsdag | 2 juni 2003, 07:45 UTC |
| Raket | Soyuz-FG / Fregat |
| Starta webbplats | Baikonur Cosmodrome |
| Entreprenör | EADS Astrium |
| Mars landare | |
| Landningsdatum | 25 december 2003, 02:45 UTC |
| Landningsplats |
Isidis Planitia , Mars |
Beagle 2 är en inoperativ brittisk Mars-landare som transporterades av European Space Agencys Mars Express -uppdrag 2003 . Det var tänkt att genomföra ett astrobiologiuppdrag som skulle ha letat efter bevis på tidigare liv på Mars.
Rymdfarkosten utplacerades framgångsrikt från Mars Express den 19 december 2003 och var planerad att landa på Mars yta den 25 december. ESA fick dock ingen kommunikation från landaren vid dess förväntade landningstid på Mars och förklarade uppdraget förlorat i februari 2004 efter att många försök att kontakta rymdfarkosten gjordes.
Beagle 2 :s öde förblev ett mysterium fram till januari 2015, då den lokaliserades på Mars yta i en serie bilder från NASA :s Mars Reconnaissance Orbiter HiRISE -kamera. Bilderna visade att den landade säkert men två av dess fyra solpaneler misslyckades med att distribuera, vilket blockerade rymdfarkostens kommunikationsantenn.
Beagle 2 är uppkallad efter HMS Beagle , skeppet som tog naturforskaren Charles Darwin på sin resa runt jorden.
Bakgrund
Beagle 2 skapades av en grupp brittiska akademiker ledda av professor Colin Pillinger från Open University i samarbete med University of Leicester . Projektet designades och utvecklades av flera brittiska akademiker och företag. Rymdfarkostens namn återspeglar dess mål att söka efter tecken på tidigare eller nuvarande liv på Mars . Enligt Pillinger:
"HMS Beagle var skeppet som tog [Charles] Darwin på hans resa runt världen på 1830-talet och ledde till att vår kunskap om livet på jorden gjorde ett riktigt kvantsprång. Vi hoppas att Beagle 2 kommer att göra samma sak för livet på Mars. " [ citat behövs ]
En ellips på 50 gånger 8 kilometer (31,1 x 5,0 mi) centrerad på Isidis Planitia , en enorm, platt, sedimentär bassäng som ligger över gränsen mellan de gamla högländerna och de norra slätterna på Mars, valdes som landningsplats. Landaren förväntades fungera i cirka 180 dagar och ett utökat uppdrag på upp till ett marsår (687 jorddagar ) ansågs möjligt. Beagle 2 -landarens mål var att karakterisera landningsplatsens geologi , mineralogi , geokemi och oxidationstillstånd av de fysiska egenskaperna hos atmosfären och ytskikt; samla in data om Mars meteorologi och klimat ; och sök efter biosignaturer .
Huvudutredaren, Colin Pillinger, bildade ett konsortium för att designa och bygga Beagle 2 . De huvudsakliga medlemmarna och deras ursprungliga ansvarsområden var:
- Open University – Konsortiumledare & vetenskapliga experiment
-
University of Leicester – Projektledning, uppdragsledning, flygoperationsteam, instrumenthantering och vetenskapliga experiment
Colin Pillinger , ledare för Beagle 2 -projektet, avbildad 2009 - Astrium – Huvudsaklig industripartner
- Martin-Baker – System för insteg, nedstigning och landning
- Logica – Programvara för kryssning, instigning, nedstigning och landning
- SCISYS – Mjukvara för marksegment och lander
- University of Wales, Aberystwyth – Robotarm
- McLaren Applied Technologies - kompositmaterial för solpanelerna
Astrium tog över ansvaret för programledningen och Leicester tog över ansvaret för uppdragsledningen som innefattade förberedelserna för operationen efter lanseringen och operationsledningscentralen. [ citat behövs ]
I ett försök att publicera projektet och få ekonomiskt stöd, sökte och fick dess designers stöd och deltagande av brittiska konstnärer. Uppdragets anropssignal komponerades av bandet Blur , och "testkortet" (Calibration Target Plate) avsett för att kalibrera Beagle 2 :s kameror och spektrometrar efter landning målades av Damien Hirst . [ citat behövs ]
Lander Operations Control Center (LOCC), varifrån rymdfarkosten skulle kontrolleras, var belägen vid National Space Center i Leicester och var synlig för allmänheten som besökte centret. Kontrollcentret inkluderade operativa system för att styra Beagle 2 , analysverktyg för processteknik och vetenskaplig telemetri, verktyg för virtuell verklighet för att förbereda aktivitetssekvenser, kommunikationssystem och Ground Test Model (GTM). GTM var sammansatt av konstruktioner av Beagle 2 -systemen, samlade för att ge en komplett uppsättning landarelektronik. GTM användes nästan kontinuerligt för att validera ingenjörs- och vetenskapskommandona, repetera landningssekvensen och validera programvaran ombord.
Finansiering
Landaren Beagle 2 finansierades genom ett partnerskapsarrangemang som involverade Open University, EADS-Astrium, DTI, Particle Physics and Astronomy Research Council (PPARC), Office of Science and Technology och ESA. Finansiering kom också från National Space Science Center och Wellcome Foundation. Storbritanniens huvudutredare för Beagle 2 kom från Open University (gasanalyspaket), Leicester University (miljösensorer och röntgenspektrometer) och Mullard Space Science Laboratory (bildsystem).
— ESA
Budgeten är hemlig men uppskattades till mellan 30 och 50 miljoner pund 2004, vilket vid dåvarande valutakurser skulle vara omkring 43–71 miljoner euro eller 54–89 miljoner dollar . Tidningen New Scientist rapporterade en budget på 40 miljoner pund för Beagle 2 , och en annan butik sa 50 miljoner pund . En del av arbetet är känt för att ha donerats eller gjorts till självkostnadspris.
Rymdfarkoster och delsystem
Robotarm och analysatorer
Beagle 2 har en robotarm känd som Payload Adjustable Workbench (PAW) som designades för att förlängas efter landning. Armen är 109 cm (43 tum) lång när den är helt utsträckt, och den kan nå cirka 70 cm (28 tum) till närmaste stenar. PAW innehåller ett par stereoskopiska kameror, ett mikroskop med 6 mikrometers upplösning, en Mössbauer-spektrometer , en röntgenspektrometer , en borr för insamling av stenprover och en spotlampa.
Stenprover skulle passeras av PAW till en masspektrometer och gaskromatograf i landarens kropp. Gasanalyspaketet (GAP) skulle mäta de relativa andelarna av isotoper av kol och metan . Eftersom kol tros vara grunden för allt liv, kunde dessa avläsningar ha avslöjat om proverna innehöll rester av levande organismer. Atmosfärisk metan är en annan signatur på existerande liv, även om geologiska processer också kan vara en källa.
PLUTO
Beagle 2 är utrustad med ett litet provtagningsverktyg som heter Planetary Undersurface Tool eller PLUTO (med smeknamnet mullvad), som skulle ha utplacerats av robotarmen. PLUTO har en komprimerad fjädermekanism som är designad för att göra det möjligt för den att röra sig över ytan med en hastighet av 20 mm per sekund och gräva ner sig i marken och samla ett underjordiskt prov i en hålighet i spetsen. PLUTO är ansluten till landaren med en 3-meters (9,8 fot) strömkabel som kan användas som en vinsch för att föra tillbaka provet till landaren. Den hade förmågan att gräva ner till ett djup av 1,5 meter (4,9 fot).
Specifikationer
Landern är formad som en grund skål med en diameter på 1 m (39,4 tum) och ett djup på 0,25 m (9,8 tum). Landerns lock är gångjärn och uppvikt för att avslöja farkostens interiör, som rymmer en UHF -antenn, den 0,75 m (2,5 fot) långa robotarmen och den vetenskapliga utrustningen. Huvuddelen innehåller också batteri, telekommunikation, elektronik, centralprocessor, värmare, extra nyttolast och strålnings- och oxidationssensorer. Själva locket borde ha fällts ut för att exponera fyra skivformade solpaneler . Landerpaketet, inklusive värmesköld, fallskärmar och krockkuddar, hade en massa på 69 kg (152 lb) vid uppskjutning, men landaren vägde endast 33,2 kg (73 lb) vid landning.
Marksegmentet [ förtydligande behövs ] härleddes från den europeiska rymdorganisationens mjukvarukärna känd som SCOS2000. I linje med de låga kostnaderna för uppdraget var kontrollmjukvaran den första i sitt slag som designades på en bärbar dator. [ citat behövs ]
Uppdragsprofil
Mars Express lanserades från Baikonur den 2 juni 2003 klockan 17:45 UTC . Beagle 2 monterades ursprungligen på toppdäcket av Europeiska rymdorganisationens Mars Express orbiter. Den släpptes från omloppsbanan på en ballistisk bana mot Mars den 19 december 2003. Beagle 2 rullade i kust i sex dagar efter frigivningen och gick in i Mars atmosfär med cirka 20 000 km/h (12 000 mph). Dess förväntade landning var 2:54 UT den 25 december. Landaren skyddades från värmen från inträde av en värmesköld belagd med NORCOAT, ett ablationsmaterial tillverkat av EADS . Kompression av Mars-atmosfären och strålning från den heta gasen beräknas ha lett till en maximal uppvärmningshastighet på cirka 100 W /cm 2 .
Efter inbromsning i Marsatmosfären utlöstes fallskärmar och på cirka 200 meter (660 fot) över ytan blåstes stora krockkuddar upp runt landaren för att skydda den när den träffade ytan. Landningen skedde cirka 02:45 UTC den 25 december 2003.
Efter analys av bilderna som erhölls 2015, har det givits efter landning, väskorna tömdes på luft och toppen av landern öppnades. Dessa bilder tyder på att som mest bara två av de fyra solpanelerna var utplacerade. En signal var tänkt att skickas till Mars Express efter landning och en annan nästa (lokal) morgon för att bekräfta att Beagle 2 överlevde landningen och den första natten på Mars. En panoramabild av landningsområdet skulle sedan tas med hjälp av stereokameran och en popup-spegel, varefter landerarmen skulle ha släppts. Landerarmen skulle gräva upp prover som skulle deponeras i instrumenten för studier, och "mullvaden" skulle ha placerats ut, krypa över ytan till ett avstånd av cirka 3 meter (9,8 fot) från landern och gräva under stenar för att samla in jordprover för analys.
Den brittiska regeringen spenderade mer än £22 miljoner ( 40 miljoner US$ ) på Beagle 2 , medan resten av de totala £44 miljonerna ( US$80 miljoner ) kom från den privata sektorn.
Misslyckande i uppdraget
Även om Beagle 2 -farkosten framgångsrikt utplacerades från Mars Express , kom ingen bekräftelse på en lyckad landning. Den skulle ha kommit den 25 december 2003 när Beagle 2 skulle ha kontaktat NASA :s rymdfarkost Mars Odyssey från 2001 . Under de följande dagarna misslyckades Lovell-teleskopet vid Jodrell Bank att fånga upp en signal från Beagle 2 . Teamet sa att de "fortfarande var hoppfulla" om att hitta en framgångsrik retursignal.
Försök gjordes under hela januari och februari 2004 att kontakta Beagle 2 med Mars Express . Den första av dessa inträffade den 7 januari 2004. Även om regelbundna samtal gjordes, ställdes förhoppningar om kommunikation den 12 januari, när Beagle 2 var förprogrammerad att förvänta sig att Mars Express- sonden skulle flyga över huvudet, och den 2 februari, när sonden var tänkt att tillgripa det senaste kommunikationsbackup-läget, Auto-transmit. Ingen kommunikation upprättades någonsin med Beagle 2 , som förklarades förlorad den 6 februari 2004 av Beagle 2: s styrelse. Den 11 februari meddelade ESA att en utredning om misslyckandet med Beagle 2 skulle hållas. Undersökningsnämnden kunde inte hitta några konkreta skäl till att undersökningen misslyckades och angav rimliga skäl i rapporten som de släppte den 24 augusti 2004.
Den 20 december 2005 släppte Pillinger specialbearbetade bilder från Mars Global Surveyor som antydde att Beagle 2 hade landat i en krater vid landningsplatsen på Isidis Planitia. Det hävdades att de suddiga bilderna visade den primära nedslagsplatsen som en mörk fläck och, en kort bit bort, Beagle 2 omgiven av de tömda krockkuddarna och med sina solpaneler utdragna. Mars Reconnaissance Orbiters HiRISE- kamera avbildade området i februari 2007 och avslöjade att kratern var tom.
Pillinger spekulerade högre än förväntade nivåer av damm i Mars-atmosfären, som fångar upp värme, fick den att expandera och minska i densitet så att fallskärmarna inte kunde bromsa sondens nedstigning tillräckligt. Detta skulle göra att landningen blir för hård, skada eller förstöra sonden. Ett antal andra misslyckandehypoteser togs fram vid den tiden. Om Marsatmosfären var tunnare än förväntat skulle fallskärmens effektivitet minska och därför få landaren att träffa ytan med tillräcklig hastighet för att förstöra den. Även turbulens i atmosfären, som skulle påverka fallskärmen, undersöktes.
Misslyckanden i uppdrag till Mars är vanliga. Från och med 2010, av 38 uppskjutningsförsök att nå planeten, hade bara 19 lyckats. [ citat behövs ] Misslyckanden kallas ibland informellt Mars Curse . [ citat behövs ]
ESA/UK utredningsrapport
I maj 2004 överlämnades rapporten från undersökningskommissionen om Beagle 2 till ESA och Storbritanniens vetenskapsminister Lord Sainsbury . Inledningsvis publicerades inte hela rapporten på grund av konfidentialitet, men en lista med 19 rekommendationer tillkännagavs för allmänheten.
David Southwood , ESA:s vetenskapschef, gav fyra scenarier för möjliga misslyckanden:
- Beagle 2 gick in under atmosfäriska förhållanden utanför det intervall som dess designers antog och kunde ha brunnit upp. Scenariot att det kan ha "studsat ut i rymden" lades fram men detta håller inte för en noggrann teknisk granskning. Mängden damm i atmosfären varierar ofta mycket, vilket förändrar dess densitet och temperaturegenskaper. De valda marginalerna på utformningen av värmeskölden och de termiska belastningar som den kan motstå betyder att utbränningsscenariot är osannolikt med tanke på den branta vinkeln på infarts-flygvägen, farkosten kunde tänkas ha lämnat atmosfären igen.
- Beagle 2 :s fallskärm eller dämpande krockkuddar kunde inte utlösas eller utlöstes vid fel tidpunkt. Detta stöds av observationen under hela överföringen till Mars, avgasning av något ämne och efterföljande kondensering på optiska komponenter i Mars Express- rymdfarkosten som bar Beagle 2- landaren. Denna observation skulle stämma överens med en läcka i gasgeneratorerna i Beagle 2 :s krockkuddar;
- Beagle 2 :s bakskal trasslade ihop med fallskärmen, vilket hindrade den från att öppnas ordentligt. Det är inte klart om skillnaden i luftmotstånd mellan sonden med fallskärmen utplacerad och det bakre skalet på värmeskölden är tillräcklig för att garantera ett säkert separationsavstånd;
- Beagle 2 blev insvept i sina krockkuddar eller fallskärm på ytan och kunde inte öppnas. Intrassling med fallskärmen verkar rimlig eftersom fallskärmens strop förkortades från den ursprungliga designen för att spara massa. Förutsatt att krockkuddarna utlöstes, Beagle 2 ha studsat från ytan och in i den fallande fallskärmen.
Dessutom verkade ytterligare scenarier rimliga och överensstämmande med den tillgängliga informationen:
- Beagle 2 kan ha kastat ut sina krockkuddar innan den hade vilat helt på ytan. Av massa- och kostnadsskäl var krockkudde-jettisonanordningen utformad för att utlösas av en timer snarare än av accelerationssensorer som skulle ha urskiljt när landerpaketet hade slutat röra sig. Eftersom landningspaketet för NASA:s Spirit roveruppdrag återhämtade sig från ytan i Gusev-kratern flera gånger innan det stannade – det tog mycket mer tid än väntat – kan Beagle 2 :s timer ha ställts in på en för kort tid;
- Fallskärmsutsättningssekvensen designades för att triggas av tre accelerometrar. Systemet var inte designat för en "bäst av tre"-logik, men den första accelerometern var designad för att beräkna en säker utbyggnadshastighet hade uppnåtts; detta skulle utlösa fallskärmsutsättningssekvensen, även om accelerometeravläsningen var felaktig.
I februari 2005, efter kommentarer från House of Commons Select Committee för vetenskap och teknik, offentliggjordes rapporten och Leicester University publicerade oberoende en detaljerad uppdragsrapport, inklusive möjliga fellägen och en "lärdomar".
Alla ovanstående hypoteser motbevisades 2015 efter att Mars Reconnaissance Orbiter fotograferade resterna av landaren: bilder visar att sonden landade säkert och startade sin verksamhet, och utplacering av några av solpanelerna innan ett fel på marken förhindrade en fullständig utplacering av alla paneler; detta hindrade antennen ombord, gömd under den sista solpanelen, från att bli synlig för någon omloppsbana, vilket gjorde någon form av kommunikation med landaren omöjlig och ledde till förlust av uppdrag. Denna status beskrivs nedan.
Upptäckt av plats
Placeringen av Beagle 2 på Mars var okänd från slutet av 2003 till början av 2015. Den 16 januari 2015, mer än elva år efter dess förlust och åtta månader efter att Colin Pillinger dog, bekräftade nyhetskällor att NASA:s Mars Reconnaissance Orbiter hade lokaliserat landaren, som ligger på ytan av Isidis Planitia vid , cirka 5 km (3,1 mi) från den planerade mitten av dess landningszon.
Den 26 april 2016 staplade nya datorseendemetoder flera nya bilder ihop för att skapa en vy av landaren. Tekniken som kallas Super-Resolution Restoration (SRR) möjliggör förbättring av upplösningen genom att ta flera vyer och sedan intensivt bearbeta dem. Då tog det upp till fyra dagar på de snabbast tillgängliga datorerna att beräkna en förbättrad bild från fem bilder på 1 000 x 2 000 pixlar.
Lander status
Bildanalys tycks visa sonden på ytan och delvis utplacerad, i det förväntade landningsområdet, med föremål som har tolkats som dess fallskärm och bakstycke i närheten. Även om flera tolkningar av bilden är möjliga, involverar alla ofullständig utplacering av sondens solpaneler. Bilder tyder på att ett av "kronbladen" som landerns solpaneler är monterade på misslyckades med att öppnas helt, vilket förhindrade utplacering av dess radioantenn och blockerade kommunikation. Eftersom sondens antenn är under den sista panelen, skulle den inte ha kunnat sända eller ta emot i en sådan konfiguration så landaren skulle ha varit bortom återhämtning även om dess system fortfarande var i drift. Möjliga felscenarier inkluderar mekanisk skada under landning, nedsmutsning av utlösningsmekanismen och blockering av panelerna av en krockkudde.
Elva år efter landningen sa ESA; " Beagle 2 tog sig upp till ytan. Detta bekräftar ingenjörsteamets inställning till att landa på Mars." Vid en presskonferens i London noterade UKSA; " Beagle 2 är inte längre förlorad". I recensioner av förlorade Mars-uppdrag noteras vanligtvis Beagle 2 och dess återupptäckt.
Efter att Beagle 2 hittades, uppenbarligen intakt och med några solpaneler utplacerade, omvärderades händelserna efter dess landning. Eftersom den tidiga fasen av uppdraget körde på kemisk batterikraft , är det möjligt att landarens Solid State Mass Memory (SSMM) registrerade vissa data, även om den inte kunde få full effekt från sina solpaneler. Det kan så småningom vara möjligt att hämta data. En studie har avslöjat att Beagle 2 kan ha gått in i sitt förprogrammerade ytoperationsläge och samlat in data efter landning men skickade det inte eller så blockerades överföringen av en stängd panel.
Uppföljningsuppdragsförslag
Ytterligare användning av vissa funktioner i Beagle 2- uppdragsdesignen har föreslagits för andra uppdragskoncept:
- Beagle 2007
- Beagle 2e Evolution ( Beagle 3 )
- BeagleNet (flera beagles och en mini-rover)
- Beagle till månen
- ARTEMIS (flera små Mars-landare)
- MARGE (återanvänd ett instrument)
Beagle 2:s PLUTO mullvad noterades i utvecklingen av InSights Heat Flow and Physical Properties Package (HP3), ett instrument som också använder en självgrävande arm.
Mars karta
Interaktiv bildkarta över Mars globala topografi, överlagd med platser för Mars Lander och Rover platser . Håll muspekaren över bilden för att se namnen på över 60 framträdande geografiska särdrag och klicka för att länka till dem. Färgläggning av baskartan indikerar relativa höjder , baserat på data från Mars Orbiter Laser Altimeter på NASA:s Mars Global Surveyor . Vita och bruna färger indikerar de högsta höjderna ( +12 till +8 km) ; följt av rosa och röda ( +8 till +3 km ); gult är 0 km ; greener och blå är lägre höjder (ned till -8 km ). Yxor är latitud och longitud ; Polarområden noteras. 
Se även
-
ExoMars – Astrobiologiprogrammet
- Schiaparelli EDM – Ett demonstrationssystem för Mars-landning
- Rosalind Franklin (rover) – Planerad Mars-rover, en del av ExoMars-programmet
- Livet på Mars – Vetenskapliga bedömningar av den mikrobiella beboeligheten på Mars
- Lista över uppdrag till Mars
-
Vikingalandare – Ett par NASA-landare och orbiters skickade till Mars 1976
- Vikingalandare biologiska experiment – Mars-livsdetekteringsexperiment
- Lista över konstgjorda föremål på Mars
- Utforskning av Mars – Översikt över utforskningen av Mars
Fotnoter
externa länkar
- Officiell hemsida
- Beagle 2 av ESA (2003 arkiv)
- Beagle 2 av NASA (2004 arkiv)
- Beagle 2 av BBC News
- Mars Express Operations av ESA
| Rymdskepp |
|
|
|---|---|---|
| Instrument |
|
|
| Relaterad rymdfarkost |
|
|
.jpg)
.jpg)
| Discipliner | |||||||||||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Huvudämnen |
|
||||||||||||||
Planetarisk beboelighet |
|
||||||||||||||
|
Rymduppdrag _ |
|
||||||||||||||
|
Institutioner och program |
|
||||||||||||||
| Myndighetskontroll : Nationella bibliotek |
|---|
- 2003 på Mars
- 2015 i rymdfärd
- Astrobiologiska rymduppdrag
- Bifogade rymdfarkoster
- Övergivna landare (rymdfarkoster)
- Europeiska rymdorganisationens rymdsonder
- Mars Express
- Missioner till Mars
- Öppet universitet
- Rymdprogrammet i Storbritannien
- Rymdfarkoster uppskjutna av Soyuz-FG-raketer
- Rymdfarkoster lanserades 2003