「スキャパレッリ」は三角法で台無しにされた

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ビデオ: 第19回 第三角法【 MONOWEB(製図編)】 2023, 2月
「スキャパレッリ」は三角法で台無しにされた
「スキャパレッリ」は三角法で台無しにされた
Anonim

ESAは本日、スキャパレリ宇宙探査機の墜落に関する調査の完了を発表しました。委員会の報告から、装置がパラシュートを前もって落とし、作業開始からわずか3秒後に着陸エンジンを停止することにした理由がついに完全に明らかになりました。結局のところ、三角法、オンボードコンピューター、わずかに故障したセンサーがすべてです。しかし、まず最初に。

レポートの最も興味深い部分は、航空機の降下中に発生した一連のイベントです。このクラッシュの主人公は次のようになります。

  • スキャパレリ
  • オリエンテーションナビゲーションおよび制御システム(GNC)
  • 慣性センサーユニット(IMU)
  • レーダードップラー高度計(RDA)
  • 火星

スキアパレッリの着陸は、10月16日、エクソマーズのミッションで航空機を引き渡したトレースガスオービターから切り離されたときに始まりました。冬眠中の3日間の飛行後、降下モジュールの電源がオンになり、すべてのシステム、特に宇宙での位置を決定するための機器が較正されました。

13:29:48 スキャパレッリの目覚め。その瞬間から、私たちは着陸をオンラインで放送していました。

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火星の表面に着陸するスキアパレッリのインフォグラフィック。

14:42:22 加速度計は、航空機が大気圏に入ったことを検出します。エンジニアは、装置の回転速度の予期しない変化に気づきました。

14:45:23 パラシュートの開放が始まります。迎え角は6.5度と推定され、装置の回転速度は毎秒約3度です。

14:45:24 パラシュートが開き、スキャパレッリが小刻みに動き始めます(毎秒2、5回小刻みに動く)。

14:45:24.2 IMUの慣性センサーは、スキャパレッリの「ピッチ」速度、つまり車両が地平線に対してスランプしている速度を測定します。予想以上であることが判明し、センサーは「オフスケール」(一種の定数)を示します。

14:45:24.2 現在、オリエンテーションナビゲーションおよび制御システムは、空間内のスキャパレリの位置、つまり地平線に対する最終的なヒービング角度を決定しようとしています。これを行うには、特に、時間の経過に伴うピッチ速度を統合する必要があります(車両が落下したすべての角度を合計します)。

IMUセンサーは一定の値を示すため、GNCが合計するすべての角度は正です。実際には、装置は揺れます(つまり、ピッチ速度は正または負になります)。したがって、GNCは位置に重大なエラーを引き起こします-165度もあります。装置のシステムは、それがひっくり返ったと「考え」、今やその熱シールドは火星ではなく空に面しています。

その間、パラシュートの天蓋は完全に満たされ、スキャパレッリの揺れは止まります。現在、下降は予想通りに進んでおり、装置の振幅は約3度です。

14:46:03 装置の前面(熱)シールドが撃ち返されます。

14:46:19 予想通り、ドップラーレーダーがオンになります。測定値に異常の痕跡はありません。システムは、レーダーデータと慣性センサーからのデータ(速度の変化と高度の変化)を検証します。

システム内の高度は、レーダーの読み取り値の垂直軸への投影として定義されます。デバイスが地平線に対してある角度で配置されている場合、レーダーはそれ自体の真下ではなく、ある角度で「見え」、レポートします。過大評価された値。学校の幾何学コースでご存知のように、レーダー線とその垂直軸への投影によって形成される直角三角形の脚を見つけるには、斜辺(レーダーの読み取り値)にレーダーの余弦を掛ける必要があります。垂直線とレーダーが見ている方向との間の角度。

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c-ドップラー距離計(高度計)の視線、a-実際の高度、角度Bは、理想的には、地平線に対するスキャパレリの傾斜角になります。しかし、レポートからわかるように、それはうまくいきませんでした、そして、角度Bは165度であることがわかりました(デバイスはポイントAではなく、それから見えます)。

注意として、GNCはデバイスが165度回転したと「考え」ます。委員会の報告では、次のフレーズに下線が引かれています。「90度を超える角度の余弦は負です。」その結果、スキャパレッリは火星の表面に対するその高さがゼロ未満であると信じています。システムに不一致が生じ、プログラムは地平線に対する装置の位置に関するデータを疑うことはありません。

14:46:46 この時点で、GNCは衰退の最終段階に入ります。

14:46:49 機械の裏表紙が外れています。

14:46:51 ブレーキをかけるためのモーターの作動-テールゲート回避操作はシステムによって無視されます。

14:46:54 火星の表面から約3.7キロメートルの高度でブレーキをかけるためのエンジンを無効にします。

14:47:28 34秒間の自由落下の後、「スキャパレッリ」は時速約540キロメートルの速度を上げ、予想より37秒早く赤い惑星の表面に衝突します。

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アーティストが想像したスキャパレッリのソフトランディング

次に何が起こったのかはよく知られています。 2日後、墜落現場の最初の画像が地球に到着し、1週間後、未使用の燃料によるタンクの爆発の痕跡の詳細を含む同じ写真がカラーで観察されました。勧告(報告書の3分の1が捧げられている)が、欧州宇宙機関が2020年には早くも惑星に向かう可能性のあるExomarsプログラムの2番目の降下モジュールを着陸させるのに役立つことを願っています。その間、火星は9:8のスコアで別のデバイスを着陸させる人間の試みとの試合でリードしています。

これは、悲惨な結果につながるデータ処理エラーの最初の例ではありません。さらにドラマについては、記事「#titanic {float:none;}」を参照してください。ソフトウェアのバグが文字通り人を殺し、人類を脅かした事例に焦点を当てています。

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