Czy lądowanie Schiaparellego było porażką?

Minął już ponad miesiąc od nieudanego lądowania próbnika Schiaparelli misji ExoMars. Podczas opadania przez rzadką atmosferę Czerwonej Planety najprawdopodobniej w wyniku błędu oprogramowania spadochrony lądownika odczepiły się zbyt wcześnie, a silniki hamujące zadziałały zbyt krótko. Lądownik z prędkością ponad 300 km/h uderzył w powierzchnię Marsa, a pozostałe w zbiornikach paliwo eksplodowało rozrzucając szczątki na wiele metrów. Jednak nie oznacza to, że misja okazała się bezużyteczna.

Tuż po otrzymaniu tych danych wszyscy byliśmy zaskoczeni, bowiem przyzwyczailiśmy się ostatnio do sukcesów licznych misji kosmicznych. Rosetta pomyślnie orbitowała wokół komety 67P/Czuriumow-Gierasimienko przez ponad 2 lata, a sonda New Horizons po ponad 9 latach od startu świetnie spisała się podczas bliskiego przelotu obok Plutona w lipcu 2015 roku. Dodatkowo fantastyczne zdjęcia z powierzchni Marsa wykonane przez łazik Curiosity czy zachwycające ujęcia Ziemi z Międzynarodowej Stacji Kosmicznej pozwalają myśleć, że dla ludzkości niczym nadzwyczajnym jest przeprowadzenie kolejnej misji na inną planetę.

Porównanie zdjęć wykonanych przez kamerę CTX sondy Mars Reconnaissance Orbiter 29 maja 2016 oraz 20 października 2016 wyraźnie wskazuje miejsce uderzenia lądownika Schiaparelli w powierzchnię Marsa. Ciemna plamka to najprawdopodobniej miejsce eksplozji lądownika, natomiast biały punkt poniżej może być 12-metrowym spadochronem urządzenia. Źródło: ESA/NASA/JPL-Caltech/MSSS

Porównanie zdjęć wykonanych przez kamerę CTX sondy Mars Reconnaissance Orbiter 29 maja 2016 oraz 20 października 2016 wyraźnie wskazuje miejsce uderzenia lądownika Schiaparelli w powierzchnię Marsa. Ciemna plamka to najprawdopodobniej miejsce eksplozji lądownika, natomiast biały punkt poniżej może być 12-metrowym spadochronem urządzenia. Źródło: ESA/NASA/JPL-Caltech/MSSS

Wizualizacja lądownika Schiaparelli podczas wejścia w atmosferę Marsa. Źródło: ESA

Wizualizacja lądownika Schiaparelli podczas wejścia w atmosferę Marsa. Źródło: ESA

Dopiero miesiąc później Europejska Agencja Kosmiczna rzuciła nieco światła na przyczyny nieudanego lądowania Schiaparellego. Prawdopodobnie zawiódł czujnik przyspieszenia, który przez około sekundę odczytywał wartości spoza przewidywanego zakresu, co spowodowało narastanie błędów w obliczeniach. Komputer pokładowy, mimo prawidłowych pomiarów wysokości pochodzących z radaru, zinterpretował te informacje jako potwierdzenie lądowania i wyłączył silniki. Być może jeszcze w czasie spadku rozpoczął procedury początkowe swojej misji. Szczegółowego raportu możemy spodziewać się w przyszłym roku.

Każda z misji kosmicznych, o których słyszymy teraz lub dowiemy się za kilka lat jest czymś niesamowicie skomplikowanym i jak do tej pory niepowtarzalnym. Mimo wielu milionów dolarów wydanych na prace projektowe i testy, rozwoju zaawansowanych technologii i technik zarządzania projektami inżynierowie i naukowcy ciągle popełniają błędy. Dzieje się tak we wszystkich dziedzinach i inżynieria kosmiczna nie różni się bardzo pod tym względem. Niestety sondy wysłanej w drogę na drugi koniec Układu Słonecznego nie możemy zawrócić i naprawić jak nowego samochodu czy telefonu. Czy jest na to jakieś rozwiązanie?

Pierwszym, o czym można pomyśleć, by uniknąć takiej sytuacji, jest wysyłanie sprawdzonych wcześniej rozwiązań. I jest to bardzo skuteczny pomysł, realizowany praktycznie od początku badań kosmosu. Jednak niesie za sobą kolejny problem – ogranicza bowiem możliwość wprowadzania nowych rozwiązań i zmusza do korzystania z często już antycznych elementów. Szczególnie bolesne jest to w przypadku komponentów elektronicznych takich jak procesory, ponieważ wolniejsze jednostki nakładają ograniczenia możliwości badawczych i zwiększają koszty projektowanego urządzenia. Jest to rozwiązanie relatywnie bezpieczne, jednak ambicje naukowców są większe – kiedy ich próbnik orbituje wokół planety, chcieliby maksymalnie wykorzystać czas, jaki dano mu na pomiary.

Wizualizacja sondy Trace Gas Orbiter misji ExoMars podczas manewru wejścia na orbitę Marsa. Źródło: ESA

Wizualizacja sondy Trace Gas Orbiter misji ExoMars podczas manewru wejścia na orbitę Marsa. Źródło: ESA

Interesujące podejście zostało zrealizowane w przypadku misji ExoMars, składającej się de facto z dwóch oddzielonych od siebie w czasie części. Pierwsza z nich – sonda Trace Gas Orbiter (TGO) oraz lądownik Schiaparelli dotarły w październiku 2016 roku na orbitę Marsa. Katastrofa próbnika nie oznacza jednak tak wielkiej straty, jak by się mogło wydać. Był on bowiem urządzeniem eksperymentalnym, przygotowanym głównie po to, by przetestować nowoczesne technologie lądowania, które posłużą w drugiej części misji ExoMars planowanej na 2020 rok. Wtedy na Czerwonej Planecie ma osiąść łazik (ExoMars Rover) zbudowany wspólnymi siłami Europejskiej Agencji Kosmicznej i rosyjskiego Roskosmosu. Pełny test odwzorowujący warunki panujące przy wchodzeniu w atmosferę Marsa nie byłby możliwy do wykonania na Ziemi. Dlatego by być spokojnym, że zaawansowany europejski łazik marsjański bezpiecznie wyląduje w 2020 roku na powierzchni Marsa postanowiono wysłać wcześniej demonstrator technologii – łazik Schiaparelli. I jak się okazuje zrobiono słusznie – mimo tysięcy godzin testów na Ziemi nie udało się wykryć błędu, który uniemożliwił uruchomienie silników hamujących.

Ponad 600 MB danych zebranych podczas lądowania Schiaparellego nie dało jeszcze jasnej odpowiedzi, co zawiodło przed miesiącem. Na pewno jednak zwróciło uwagę inżynierów na wiele potencjalnych problemów, które mogłyby się powtórzyć za cztery lata, gdy ExoMars Rover będzie odrzucać swoje osłony podczas wejścia w atmosferę Czerwonej Planety. Podobne podejście skutecznie sprawdza się w edukacji młodych ludzi – nie zawsze wszystkie projekty udają się od razu, szczególnie eksperymentalne i wymagające pracy zespołowej. Czasem trzeba pozwolić sobie na porażkę, by wyciągnąć z niej wnioski do znacznie ważniejszych zmagań. Oby stało się tak również w przypadku misji ExoMars.