フォボス・グルント
出典: フリー百科事典『ウィキペディア（Wikipedia）』 (2023/06/05 22:34 UTC 版)
| フォボス・グルント | |
|---|---|
 | |
| 所属 | ロシア連邦宇宙局 |
| 主製造業者 | 科学生産合同ラボーチキン |
| 国際標識番号 | 2011-065A |
| カタログ番号 | 37872 |
| 状態 | 地球へ落下 |
| 目的 | サンプルリターン |
| 観測対象 | 火星、フォボス |
| 打上げ機 | ゼニット2SB |
| 打上げ日時 |
2011年11月9日 00:16 (MSK)[1] |
| 消滅日時 | 2012年1月15日 |
| 質量 | 13500kg |
| 近点高度 (hp) | 176 km |
| 遠点高度 (ha) | 221 km |
| 軌道傾斜角 (i) | 51.422 度 |
| 軌道周期 (P) | 88.5 時間 |
| 搭載機器 | |
| 蛍火1号 | 中国の火星周回機 |
| SOPSYS | 中国の研削装置 |
| LIFE | 米国惑星協会の生物学実験モジュール |
完全に失敗に終わったフォボス・グルントではあるが、2012年時点でロシアは2号機を2018年に打上げることを検討していた。費用は初号機の50%で製造できるうえ、ロシアは失敗時にかけていた保険金も受領している。ただし、月探査（ルナ・グルント）やESAに共同計画を申し出ている火星探査の動向もあるため、先行きは不明と報じられた[2]。その後2020年までにロシアが公式発表した火星ミッションはない。
経緯
フォボス・グルント計画は1999年から開始し、2001年に開発が始まり、基本設計は2004年に終了した[3]。ロシアが惑星探査機の開発に取り組むのは、1996年に打ち上げに失敗したマルス96以来である。当初は2009年にソユーズロケットとフレガート上部ステージを組み合わせた打ち上げ機で火星に送り込む予定だった。既に開発は始まっていたが、2006年秋から2007年3月にかけて中露政府間で協議が行われた結果、中国の火星周回探査機・蛍火1号の相乗りが決定し、打上げ重量が超過することになったため、打ち上げロケットをゼニットに変更した[4]。
当初は、衛星上部に単純に蛍火1号を載せることが考えられていたが、その場合は衛星の構造を大幅に設計変更しなければならなくなることから、蛍火1号は巡航ステージの下部に搭載することになった。また、巡航ステージの推進系では火星周回軌道への投入は能力的に足りなくなったため、地球周回軌道でしか使えない設計のフレガートを惑星間航行ができるように改良することになった。この推進系は後にMDUと呼ばれるようになった。 このように計画修正が必要になり、打ち上げは2009年10月に設定されたが、2009年9月に、打ち上げをさらに2011年まで延期することが決定した[5][6]。モスクワ時間の2011年11月9日午前0時16分、バイコヌール宇宙基地より打ち上げたが、地球周回軌道からの離脱に失敗した[1][7]。
地球軌道脱出時のトラブル
ゼニットロケットによる打ち上げは成功し、予定通り207×347km、軌道傾斜角51.4度の軌道投入に成功した。 その後、フレガート上部ステージを惑星ミッション用に改良した主推進装置 (MDU) を2回噴射し、最初の噴射で高度を4,710 kmまで上げ、2回目の噴射で地球周回軌道から離脱する予定であった。この2回の噴射はいずれもロシアの追跡局から見えない南アメリカ上空で行われることから、地上からの光学観測の協力が求められていた。
ところが、衛星はソフトウエアの問題により姿勢を崩したため、この2回の噴射は実施されなかった。軌道上で発見された衛星は太陽を向いて回転する非常時用のセーフモード姿勢になっており、コマンドを実行させることができないため、制御できない状態になっており、地球への落下が危惧されるようになった。
ロシアだけでなく、ESAが持つ各地の追跡局も協力して通信回復が試みられたがXバンド帯を使って低周回軌道の衛星を追跡できるアンテナが限定されているため状況は厳しかった。衛星がコマンドを受信して実行できない理由としては、2回の噴射後に投棄する予定であったドーナツ状の燃料タンクが付いた状態ではアンテナの視野が遮られるためと考えられていたが、その後の報道では地上追跡局の能力の問題が伝えられた。ノーマル状態では、地球周回軌道離脱までは地上からの制御を受けずに自動実行する設計となっていたため、地上局もこのような状態で通信することは考慮していなかった。70 mの大型のアンテナでは指向角度の狭さと不十分な追尾速度のため衛星を捕捉できず、送信出力も衛星側の受信強度を上回るため受信できないことが判明した。
このため小型のアンテナにさらに小さなアンテナを装備して捕捉しやすくすると共に、送信出力を絞る改良が行われた。これにより、11月22日にESAのオーストラリアにあるパース局のアンテナで衛星のテレメトリを初めて受信することに成功[8]し、その後ロシアのバイコヌール局でも受信に成功し、衛星の状態は良好であることが確認された。しかし火星周回軌道への投入が可能期限であった11月21日を過ぎてもコマンドによる制御を実行できず、制御の回復は無理と判断され、2012年1月中旬に地球へ再突入すると予測された[9]。
2012年1月15日、フォボス・グルントは大気圏へ再突入し、チリ南部、ウェリントン島の西方1250kmの太平洋上へ落下した[10]。探査機の地球への再突入は、2012年1月6日の時点において、2012年1月15日 21:00 UTC ± 18時間に見込まれていた。最終落下地点は不明であり、予想される落下範囲は北緯51.4度から南緯51.4度の間と非常に広かった[9]。
事故原因
2012年2月にロシアがこの問題の調査結果を発表した[11]。 太平洋に設置されている米国の軍事レーダーの影響、NASAや米国防総省でも問題となった外国製の偽造マイクロチップの使用、宇宙線の影響とトラブル原因は二転三転した状況で報道されたが、ソフトウエアの問題（プログラミングのエラー）が原因であったと結論付けられた。
地球軌道離脱の準備を進めている間、2台の搭載コンピューターが同時にリブートされ、電力節約と衛星の保護のために衛星はセーフモードに入ってしまい、コマンドが来るのを待つスタンバイ状態となった。このリブートが起きた最も可能性の高い原因は、宇宙からの高電荷粒子が考えられており、これがメモリに不具合を生じさせた可能性がある。
この搭載コンピュータTsVM-22はプロセッサ（2つのうちの1つ）にトラブルが生じたため、打ち上げ準備段階で2つのうち1つを停止させる必要があった。さらに悪いことに、残っていた1チャンネルがもう1台のTsVM-22と競合するようになった。このため、TsVM-22コンピュータ2台のうちの1台を完全に停止させたまま打ち上げる決断が行われた。つまり飛行制御用のコンピュータの冗長性が失われた状態で打ち上げられた。ロシア連邦宇宙局の上層部からは予定通り打上げることへの強いプレッシャーがかかっていたとの情報もある。
このコンピュータのソフトウエア開発には、もっと時間が必要とされていた。機体のバイコヌールへの輸送も搭載システムのトラブルで遅れ、機器の交換などが行われていた。飛行制御システムBKUは、ソフトウエアエラーのためにたびたび試験の中断を余儀なくされて、コードの書き換えが必要になるなどミッション準備はできていない状態だった。また、ソフトウエアパッチの再試験は、実際には無理な状態でバイコヌールでの試験が進められていた[12][13]。
- ^ a b “ロシア火星探査機、地球周回軌道で立ち往生”. AFPBB News (フランス通信社). (2011年11月9日) 2011年11月9日閲覧。
- ^ “Phobos-Grunt-2 planned to launch in 2018”. ITAR-TASS 2012年2月2日閲覧。
- ^ “Phobos-Grunt”. European Space Agency. 2010年4月23日閲覧。
- ^ a b c Anatoly Zak (2008年9月1日). “Mission Possible”. Air & Space Magazine 2010年4月23日閲覧。
- ^ “Origin of the Phobos Grunt project”. Russianspaceweb. (2011年12月3日) 2012年1月14日閲覧。
- ^ “Russia delays Mars probe launch until 2011: report”. Mars Daily. (2009年9月16日)
- ^ “ロシアの火星探査機、打ち上げも軌道に乗れず”. 読売新聞. (2011年11月9日) 2011年11月9日閲覧。
- ^ “ESA tracking station establishes contact with Russia’s Mars mission”. ESA 2011年11月28日閲覧。
- ^ a b c d e “Phobos Grunt Re-Entry Information” (英語). Spaceflight101.com (2012年1月6日). 2012年2月26日時点のオリジナルよりアーカイブ。2012年1月8日閲覧。
- ^ “ロシア探査機、チリ沖の太平洋上に落下”. 読売新聞社. (2012年1月16日) 2012年1月16日閲覧。
- ^ “The investigative commission completes its work”. Russianspaceweb 2012年2月4日閲覧。
- ^ “Problems with flight control system”. Russianspaceweb 2012年2月9日閲覧。
- ^ “Russia: Computer crash doomed Phobos-Grunt”. Spaceflightnow.com 2012年2月9日閲覧。
- ^ “Russian engineers battling to restore stricken Fobos-Grunt spacecraft”. NASASpaceFlight.com 2011年11月12日閲覧。
- ^ Zak, Anatoly; Chabot, Alain (2011年12月10日). “Phobos-Grunt launch” (英語). RussianSpaceWeb. 2012年1月8日閲覧。 “November 11”
- ^ “NASA Space Debris Chief Minimizes Phobos-Grunt Threat”. Space Safety Magazine 2011年12月12日閲覧。
- ^ “Phobos-Grunt: all but over, a letter from IKI”. Planetary Society 2011年12月12日閲覧。
- ^ “Автоматическая межпланетная станция «Фобос-Грунт»”. Roscosmos 2012年1月14日閲覧。
- ^ Louis D. Friedman (2010年10月27日). “Timeline for the Phobos Sample Return Mission (Phobos Grunt)”. 2011年7月8日閲覧。
- ^ “Возобновление Россией полётов в дальний космос: что после Фобоса?”. Roscosmos (2011年10月30日). 2011年11月3日閲覧。
- ^ Chris Bergin (2007年5月21日). “With a Russian hitch-hike, China heading to Mars”. NASA spaceflight.com 2010年4月23日閲覧。
- ^ “HK triumphs with out of this world invention”. 香港貿易発展局. (2007年5月1日) 2010年4月23日閲覧。
- ^ “LIFE Experiment: Phobos”. The Planetary Society. 2010年4月23日閲覧。
- ^ “Mars MetNet Mission”. Finnish Meteorological Institute. 2010年4月23日閲覧。
- 1 フォボス・グルントとは
- 2 フォボス・グルントの概要
- 3 地球への再突入における有害物質の影響
- 4 関連
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