مهمة قمرية "بيريشيت": هبوط-حادث هبوط على سطح القمر

في 11 أبريل 2019 الساعة 22.25 MSK ، تم إجراء هبوط طارئ (يسقط على سطح القمر) لأول مركبة فضائية خاصة إلى القمر.

بعد أكثر من 47 يومًا من الطيران في الفضاء الخارجي ، سافر أكثر من 6.5 مليون كيلو مترًا ، وهو أمر مستحيل - فقد تم التغلب على مشاكل تعمية مجسات الوضع وإعادة تشغيل الكمبيوتر الموجود على متن الطائرة أثناء إجراء مناورات مهمة في مدار الأرض ، وتم إجراء قفزة جاذبية معقدة في مدار القمر ، وفي 11 نيسان (أبريل) 2019 ، قامت أول مركبة فضائية إسرائيلية "بيريشيت" بهبوط صارم ومدمّر على الجانب المرئي من القمر في "بحر الوضوح" (فشل إحدى كتل التوجهات بالقصور الذاتي).

على الرغم من الحصول على مليون دولار من XPRIZE ، فإن فريق المشروع سيحصل عليه.

انتباه ، هناك الكثير من الصور في الداخل.

انتظرت هذه اللحظة وقتاً طويلاً. لكنهم لم ينتظروا. معدات التوجيه أدت إلى نهاية إجراءات الهبوط.

يالها من صياغة هبوط مثيرة للاهتمام: قررت XPRIZE تقدير إنجاز SpaceIL من خلال جائزة Moonshot التي تبلغ قيمتها مليون دولار لإنجازاتها الرائدة .

من المفترض أن قطر الحفرة المشكّلة بعد السقوط من 3 إلى 5 أمتار وأن مسبار LRO يمكنه إصلاحها. تحطمت أجهزة Bereshit في سطح القمر بزاوية صغيرة (~ 8 °) ، الحفرة يمكن إطالة.

إسرائيل هي الدولة السابعة التي "أسقطت" مركبة فضائية على سطح القمر:









لم تصبح إسرائيل في الوقت الحالي رابع بلد ينظم هبوط أجهزتها العلمية على سطح القمر ، بعد الاتحاد السوفيتي (1959) والولايات المتحدة الأمريكية (1966) والصين (2013) ، قبل الهند ببضعة أيام / أشهر فقط.

لا يعتبر هذا الحادث أثناء الجزء الأخير من عملية الهبوط لجهاز Bereshit عملية هبوط ، حيث تم تدمير الجهاز بالكامل بواسطة ضربة على السطح.



الأجهزة على القمر:







توجد خريطة تفاعلية مع الأجهزة هنا .


يعتبر المشروع ناجحًا إذا تم الانتهاء من جميع معالمه.

تم الانتهاء من المعالم الرئيسية لمهمة Bereshit ، باستثناء الأخير - هناك فشل:



باختصار حول مهمة Bereshit: 8 سنوات من التطوير ، كلف المشروع 100 مليون دولار ، وتم التغلب على 200 من العلماء والمهندسين المتطوعين ، و 47 يومًا من الرحلة وأكثر من 6.5 مليون كيلومتر ، في بداية 380 كيلوغرام من الوقود ، و 6 كاميرات جانبية ، و 1 هبوط ، 48 فقط ساعات العمل على سطح القمر وحل المشاكل عن بعد في الفضاء الخارجي.

المشاكل والحلول التي كانت في الفضاء (كان هناك العديد من إعادة تمهيد BC!):



الغرض من المهمة: الرغبة في تعزيز تطوير التقدم التكنولوجي والعلمي في إسرائيل ، لاستكمال أول برنامج في العالم لقمر الفضاء.

قائمة الدول (المدارات الأولى التي تؤخذ في الاعتبار) مع الأجهزة الموجودة في مدار القمر:

1. Luna-10، اتحاد الجمهوريات الاشتراكية السوفياتية ، 1966 ؛

2. القمر المداري 1 ، الولايات المتحدة الأمريكية ، 1966 ؛

3- هاجورومو ، اليابان ، 1990 ؛

4. SMART-1 ، ESA ، 2005 ؛

5. Chang'e-1 ، الصين ، 2007 ؛

6. تشاندرايان -1 ، الهند ، 2008 ؛

7. بيريشيت ، إسرائيل ، 2019.





سيناريو الفيديو حول مهمة Bereshit:

الحلم:


الصنع:


الواقع:



صور قمري من 7 أبريل 2019:

المسافة إلى القمر 550 كم:





المسافة إلى القمر 2500 كم:



في محاكاة ناسا على الإنترنت " Eyes on the Solar System ":



8 أبريل 2019 (مناورات جديدة للحد من المعلمات المدار):



9 أبريل 2019 (تم الانتهاء من المناورات الجديدة - الوصول إلى مدار دائري يبلغ ارتفاعه 200 كم فوق السطح وفترة ثورة مدتها ساعتان و 78 ثانية ، كانت المحركات تعمل ، وتم إنفاق 12 كجم من الوقود):



10 أبريل 2019 - تم إجراء المناورة المدارية الأخيرة قبل الهبوط - الوصول إلى مدار بيضاوي الشكل مع مركز منظار يبلغ طوله 200 كم ومركب من 15 إلى 17 كم.



كل شيء ، ثم الهبوط فقط ، لأنه في حساب منطقة الهبوط ، يبدأ اليوم القمري بالفعل!



مسار المناورات القمرية لجهاز بيريشيت:





خريطة الهبوط وصورة LRO مع ثلاثة مناطق هبوط محددة لـ Beresheet (Posidonius 1 - أساسي ، Posidonius 2 و 3 - نسخة احتياطية):



MCC SpaceIL وإسرائيل لصناعات الفضاء (IAI):



والآن دعنا نعود قليلاً ونرى كيف تم إنشاء واختبار جهاز Bereshit

كيفية تجميع جهاز "Bereshit":


حول إعداد prelaunch لجهاز Bereshit

قبل البدء ، اجتاز جهاز Bereshit وعناصره العديد من الاختبارات الخاصة:





اختبرنا وظائف آليات الهبوط على جهاز النموذج الأولي.

اختبار دعامات وهيكل الجهاز في وضع الهبوط:





اختبارات درجة الحرارة:





اختبارات الاهتزاز:



اختبارات الرافعات عالية الارتفاع للاختبار الديناميكي لمختلف أجهزة استشعار جهاز Bereshit ، بما في ذلك معايرة جهاز استشعار الهبوط وتعديله:





اختبارات معقدة لتصور أبناء الأرض للجهاز:





واحدة من أهم أجزاء جهاز Bereshit هي خزانات الوقود (إلى جانب الوقود ، تمثل الدبابات 80 ٪ من إجمالي كتلة الجهاز كنسبة مئوية).

يتم توصيل مستشعرات التحكم في درجة الحرارة بالأشرطة الموجودة في أعلى الخزان وأسفله ، والتي يتم من خلالها مراقبة حالة الوقود ، والشرائط نفسها عبارة عن عناصر تسخين خاصة للتحكم الحراري في الوقود ، والتي تم تصميمها خصيصًا لتنظيم SpaceIL وجهاز Bereshit.





يلتقط جهاز Bereshit صوراً للفضاء الخارجي بمساعدة ست كاميرات من طراز Imperx Bobcat B3320C بدقة 8 ميجابكسل مع بصريات Ruda.

على متن كل كاميرا:

- معالجان للفيديو - للنسخ الاحتياطي (في حالة حدوث خلل حتى يتمكن من الاستمرار في العمل) ؛

- عدسة خاصة يمكن أن تعمل في ظروف بيئية قاسية وظروف درجات الحرارة القاسية السائدة على القمر: -120 درجة مئوية + 120 درجة مئوية

وزن الكاميرا ~ 130 غرام ، جسم الكاميرا مصنوع من التيتانيوم.



حتى بالنسبة للأطفال الصغار ، تم نشر كتاب عن جهاز Bereshit:







درس فيديو للأطفال حول جهاز Bereshit (حتى لا يفهم اللغة في الصور أمر مثير للاهتمام لمشاهدته):


لديك بالفعل قمصان وقبعات تحمل رموز مهمة "Bereshit":





والآن حول هبوط جهاز Bereshit في 11 أبريل 2019:

فيديو حول إجراءات الهبوط:


قليلا عن النقاط الرئيسية للهبوط:

سطح القمر مغطى بالحفر وله راحة معقدة:



لتنظيم عملية الهبوط في جهاز Bereshit ، ستحتاج إلى 30 متر مربع من سطح مستو نسبيًا.



سيكون 11 أبريل 2019 في منطقة الهبوط مشمس وخفيف بالفعل:



في الواقع ، سيكون أمام جهاز Bereshit 2-3 أيام حتى تبدأ ذروة النشاط الشمسي في موقع الهبوط:



المدار الأخير للقمر من جهاز Bereshit هو بيضاوي الشكل مع مركز مرتد من 200 كم ومؤشر من 15-17 كم (ما يصل إلى 30 كم).



سرعة جهاز Bereshit في المدار هي 1.7 كم / ثانية:



على مسافة 800 كم من موقع الهبوط ، تبدأ إجراءات الزراعة:



سيتلقى جهاز Bereshit سلسلة من الأوامر من مركز عملائي:



سيتم تنشيط أجهزة استشعار الهبوط (الأولية والنسخ الاحتياطي):





سيتم بدء الإجراء الخاص بتغيير موضع (اتجاه) جهاز Bereshit:



تعد عملية التثبيت والمحاذاة قبل الهبوط مهمة للغاية:



بالمناسبة ، لا يوجد الكثير من الوقود المتبقي (وفقًا لتقديرات حوالي 100 كجم):



بعد الانتهاء من الإجراءات التحضيرية قبل الصعود إلى الطائرة ، ستتاح لجهاز Bereshit على متن الطائرة و MCC الفرصة لتقييم حالة الأنظمة واستعدادها للصعود إلى الطائرة ، إذا لم يعمل شيء بشكل صحيح ، فسيتم إلغاء إجراء الصعود إلى الطائرة ، إذا كان كل شيء طبيعيًا ، فحينئذٍ بعد لن يتم إلغاء مرحلة الهبوط بعد الآن:



إذا كان كل شيء يعمل بشكل صحيح ، فإن جهاز Bereshit سيبدأ في تقليل سرعته المدارية وتقليل المسافة إلى سطح القمر باستخدام محركات رئيسية ومساعدة ، سيستغرق هذا الإجراء 15 دقيقة:







على ارتفاع 5 كيلومترات من سطح القمر ، سيقوم جهاز Bereshit بقياس المسافة إلى السطح باستخدام محددات نطاق الليزر على متن الطائرة من أجل الانتهاء من إجراء الهبوط وفقًا للمعايير الحالية ، وضبط المناورات بواسطة المحركات والانتقال إلى مرحلة الهبوط النهائية:





على ارتفاع 1 كم ، فإن جهاز Bereshit سوف يحاذي بسلاسة من الموضع الأفقي (المحركات إلى الأمام ، الكبح) إلى الموضع العمودي (المحركات أدناه ، الكبح ، التوقف ، السقوط) ثم تنخفض إلى 5 أمتار من سطح القمر:









على ارتفاع 5 أمتار من سطح القمر ، سيتم إيقاف تشغيل محركات جهاز Bereshit وستدخل وضع السقوط الحر ، والذي سيستمر لمدة 2-3 ثواني:







هبوط جهاز "بيريشيت" على سطح القمر:





في مساء يوم 11 أبريل 2019 - بعد 1128 ساعة طيران ، لم يتبق سوى 48 ساعة للعمل والبقاء على اتصال بجهاز Bereshit على سطح القمر حتى تعطل معداته.

لا يحتوي جهاز Bereshit على أنظمة حماية وتبريد حرارية ، ويقدر وقت التشغيل على سطح القمر بحوالي يومين من أيام الأرض (ثلاثة أيام كحد أقصى) ، ثم ستفشل إلكترونياته بسبب ارتفاع درجة الحرارة ، وسيتم فقد الاتصال بالجهاز ، وسيصبح قمرًا جديدًا نصب تذكاري في بحر الوضوح ، بجانب وحدات Lunokhod-2 (مهام Luna-21) و Apollo 17 للوحدات.

حول نظام الاتصالات:

لا يحتوي SpaceIL على مركز اتصالات فضاء خاص به ، لذا يعد تنظيم نقل البيانات بين مركز عملائي على الأرض وجهاز Bereshit في الفضاء عملية معقدة حيث:

- شبكة الهوائيات التابعة لمؤسسة الفضاء السويدية (مؤسسة الفضاء السويدية) ، والتي بفضلها أرسل جهاز Bereshit أوامر الملاحة وتتبع مسارها إلى القمر ؛

- ناسا شبكة الاتصالات الفضائية لمسافات طويلة (DSN) للسيطرة على المركبة الفضائية Bereshit ونقل البيانات العلمية من المركبة الفضائية إلى الأرض بعد هبوطها على سطح القمر.



DSN هي عبارة عن شبكة من التلسكوبات الراديوية ونظام من عشرات الهوائيات الضخمة للاتصال بالمركبات الفضائية في الفضاء السحيق ، ويديرها مختبر الدفع النفاث التابع لناسا في باسادينا (كاليفورنيا).

في الوقت الحالي ، تشارك العديد من هوائيات DSN في نظام الاتصالات باستخدام جهاز Bereshit.

هبوط 11 أبريل 2019.

في 11 أبريل ، 2019 ، لم تدفع SpaceIL MCC. على الرغم من أنه من المقرر الهبوط في المساء ، إلا أن الاهتمام والإثارة من الصحافة والعلماء ، وكذلك كل من شارك في هذا المشروع ، هو ببساطة ضخمة.

لا يزال يتم تحديد وقت الهبوط لجهاز Bereshit في 11 أبريل 2019 بواسطة المهندسين في مركز عملائي (سيتم تحديث وقت الهبوط بعد أن يقوم فريق Flight Dynamics بإجراء الحسابات النهائية صباح يوم الخميس) وسيُعرف فقط يوم الخميس بالقرب من العشاء ، ولكن هناك 2 من المعالم البارزة في الهبوط :

- نافذة وقت الهبوط تساوي تقريبًا الساعة: يتم تحديد وقت الهبوط المقدر حاليًا بين الساعة 22:00 و 23: 00 بتوقيت إسرائيل ؛

- نافذة إجراءات الهبوط لمدة 30 دقيقة: ستبدأ عملية الهبوط قبل 30 دقيقة من الهبوط.

الأقرب إلى 11 أبريل ، ذكر أنه كان هناك أربع نوافذ هبوط بين الساعة 5 صباحًا والساعة 6 مساءً بالتوقيت المحلي ، حتى تم النظر في إمكانية الهبوط في الساعات الأولى من ليلة 12 أبريل.

في أي وقت سيكون الهبوط في أجزاء مختلفة من العالم؟

05: 00-06: 00 يوم الجمعة 12 أبريل في سيدني
04: 00-05: 00 يوم الجمعة 12 أبريل في طوكيو
02:00 حتي 03:00 يوم الجمعة 12 أبريل في بانكوك
03:00 حتي 04:00 يوم الجمعة 12 أبريل في بكين ، هونغ كونغ
12:30 حتي 01:30 يوم الجمعة 12 أبريل في مومباي
22:00 حتي 23:00 يوم الخميس 11 أبريل في القدس وموسكو
21:00 حتي 22:00 يوم الخميس 11 أبريل في باريس ، جوهانسبرغ ، القاهرة
8 مساءً - 9 مساءً يوم الخميس 11 أبريل في لندن ، دبلن
16: 00-17: 00 يوم الخميس 11 أبريل في ريو دي جانيرو
3 مساءً - 4 مساءً يوم الخميس 11 أبريل في نيويورك
2 مساءً - 3 مساءً يوم الخميس 11 أبريل في شيكاغو
13:00 حتي 14:00 يوم الخميس 11 أبريل في سولت لايك سيتي
12: 00-13: 00 يوم الخميس 11 أبريل في فينيكس ، لوس أنجلوس ، سان فرانسيسكو

كنتيجة لذلك ، بعد ظهر يوم 11 أبريل 2019 ، قررت SpaceIL MCC وقت الهبوط:

- 22:05 بتوقيت موسكو - بداية إجراءات الهبوط ؛
- 22:25 بتوقيت موسكو - الهبوط (لمسة من جميع الدعامات) على سطح القمر.



أرى هذا للمرة الأولى (أدرجت إدارة المطارات الإسرائيلية يوم الخميس في جدولها الإلكتروني في الساعة 22:00 في جهاز Bereshit):

اللوحة الإلكترونية لمطار تل أبيب بن غوريون (TLV):









درجة الحرارة المتوقعة على سطح القمر: من + 80 درجة مئوية إلى + 120 درجة مئوية.



أعد مركز عملائي للهبوط ، والتحقق من إجراءات الهبوط:



جولة أخرى حول القمر ومن ثم الهبوط.
يمتد على الهبوط:



هذا كل شيء ، الجولة القادمة تهبط:



2 ساعة قبل الهبوط في SpaceIL MCC:



تمائم المهندسين في عمل SpaceIL MCC:







مؤسسو المشروع:



كل شيء جاهز في مركز عملائي:









بدأت مرحلة الهبوط:

























توقفت بيانات القياس عن بعد عن الوصول ، وتم إيقاف تشغيل المحرك الرئيسي ولم يكن لدى النظام الموجود على متن الطائرة الوقت الكافي لإعادة التشغيل ، وقد أدى هذا الخلل إلى هبوط قاسي بسرعة عالية ومن ارتفاع أكثر من 150 مترًا إلى القمر بسبب فشل إحدى وحدات التوجيه بالقصور الذاتي.

مشكلة في إحدى وحدات القياس بالقصور الذاتي في Beresheet. فقدت أجهزة التحكم عن بُعد القياس عن بُعد لبضع لحظات ، لكنها استعادت القياس عن بُعد.

ما زلنا نحقق. أظهرت ملاحظاتنا الأولى أن المركبة الفضائية بدأت تفقد الارتفاع من 10 كم فوق سطح القمر بسرعة 400-500 كم / ساعة حتى فقدان الاتصالات ، تليها تحطم على سطح القمر.




سيكون من الصعب العثور على مكان السقوط:











الطلقة الأخيرة من جهاز Bereshit (من ارتفاع 8 كم):



200 كم إلى الشمال الشرقي - منطقة هبوط أبولو 11:




صورة من الكاميرا الموجودة على ارتفاع 22 كم من سطح القمر:



المهندسين لا يبكون:





كان من الممكن متابعة مهمة Bereshit بمساعدة:

- مورد عبر الإنترنت مع جهاز محاكاة والبيانات في الوقت الحقيقي على الوضع الحالي لمهمة Bereshit.

- محاكاة ناسا على الانترنت " عيون على النظام الشمسي ".

أيضًا ، اتضح أن هناك بوابة مثيرة لاستكشاف مهمة Bereshit ومراقبة معلمات الجهاز: " أين يقع Beresheet Probe ".

ماذا بعد؟

قامت شركة SpaceIL بتخطيط وتطوير وتنفيذ مهمة Bereshit كمهمة لمرة واحدة ، لكنها تخطط الآن لتكرارها بنجاح أكبر في غضون عامين.

ومع ذلك ، فإن IAI (إسرائيل صناعات الفضاء) تخطط لمواصلة تطوير هذا البرنامج القمري ، الذي يمكن تسليم 30-60 كجم من الحمولة العلمية إلى القمر.

بالإضافة إلى ذلك ، لدى IAI بالفعل اتفاق مع الشركة الألمانية OHB ، التي تتوخى استخدام هذه المركبة الفضائية من نوع Bereshit في مهام لوكالة الفضاء الأوروبية (ESA).