Mission lunaire "Bereshit": atterrissage-accident-chute sur la lune



Le 11 avril 2019 à 22 h 25 MSK, un atterrissage d'urgence (tombant sur la surface lunaire) du premier vaisseau spatial privé vers la lune a été effectué.

Plus de 47 jours de vol dans l’espace, plus de 6,5 millions de kilomètres parcourus, impossible - les problèmes d’aveuglement des capteurs de position et de redémarrage de l’ordinateur de bord en train d’effectuer des manœuvres importantes sur l’orbite de la Terre ont été vaincus, un saut gravitationnel complexe dans l’orbite de la Lune a été effectué, et le 11 avril 2019, le premier vaisseau spatial israélien Bereshit a effectué un atterrissage dur et destructeur sur le côté visible de la lune dans la mer de la clarté (la défaillance de l'un des blocs d'orientation inertielle).

Bien que 1 million de dollars de XPRIZE, l'équipe du projet recevra.

Attention, il y a beaucoup de photos à l'intérieur.

Ce moment a été attendu très longtemps. Mais ils n'ont pas attendu. L'équipement d'orientation a conduit à la toute fin de la procédure d'atterrissage.

Quelle formulation d'atterrissage intéressante: XPRIZE a décidé de reconnaître la réussite de SpaceIL avec un Moonshot Award d'un million de dollars pour ses réalisations révolutionnaires .

On suppose que le diamètre du cratère formé après être tombé de 3 à 5 mètres et que la sonde LRO peut le fixer. L'appareil Bereshit s'est écrasé dans la surface lunaire à un petit angle (~ 8 °), le cratère peut être allongé.

Israël est le 7e pays à avoir «largué» un vaisseau spatial sur la lune:









Israël n'est pas actuellement le quatrième pays à organiser l'atterrissage de son appareil scientifique sur la Lune, après l'URSS (1959), les États-Unis (1966) et la Chine (2013), devant l'Inde de quelques jours / mois seulement.

Cet accident au cours de la dernière partie du processus d'atterrissage de l'appareil Bereshit n'est pas considéré comme un atterrissage, car l'appareil a été complètement détruit par un coup à la surface.



Appareils sur la lune:







Une carte interactive avec les appareils se trouve ici .


Un projet est considéré comme réussi si toutes ses étapes sont terminées.

Les principaux jalons de la mission Bereshit ont été achevés, à l'exception du dernier - il y a échec:



En bref sur la mission Bereshit: 8 ans de développement, le projet a coûté 100 millions de dollars, 200 scientifiques et ingénieurs bénévoles, 47 jours de vol et plus de 6,5 millions de kilomètres ont été surmontés, au début de 380 kilos de carburant, 6 caméras latérales et 1 atterrissage, seulement 48 heures de travail sur la lune et résolu à distance les problèmes et les dysfonctionnements dans l'espace.

Problèmes et solutions qui étaient dans l'espace (il y a eu de nombreux redémarrages du BC!):



Le but de la mission: le désir de promouvoir le développement du progrès technologique et scientifique en Israël, pour compléter le premier programme privé de lune spatiale au monde.

Liste des pays (premières orbites prises en compte) disposant d'appareils en orbite lunaire:

1. Luna-10, URSS, 1966;

2. Lunar Orbiter 1, États-Unis, 1966;

3. Hagoromo, Japon, 1990;

4. SMART-1, ESA, 2005;

5. Chang'e-1, Chine, 2007;

6. Chandrayan-1, Inde, 2008;

7. Beresheet, Israël, 2019.

Les principales caractéristiques de la mission et du véhicule lunaire "Bereshit":
- début de la mission: 22 février 2019;

- Fin prévue de la mission: atterrissage le 11 avril 2019, perte de communication avec l'appareil le 14 avril 2019;

- la trajectoire de mouvement vers la Lune (en fait, le maximum possible): complexe, modifiable en effectuant une série de manœuvres (allumer les moteurs pendant plusieurs secondes voire minutes) pour augmenter l'apogée de sa sellerie elliptique après chaque orbite autour de la Terre;

- la hauteur de l'appareil Bereshit est d'environ 1,5 mètre, un diamètre de 2 mètres (2,3 mètres entre les supports d'atterrissage);

- poids 530 kilogrammes avec du carburant (poids du carburant - 380 kg), 150 kg sans carburant;

- moteur principal: modification de LEROS 2b;

- L'élément principal de l'ordinateur de bord: processeur dual-core Gaisler HiRel GR712RC;

- Six caméras 8 mégapixels Imperx Bobcat B3320C avec optique Ruda;

- instruments scientifiques: magnétomètre, réseau de réflecteurs d'angle laser.

À l'aide d'un magnétomètre (fabricant - Weizmann Institute, Israël), il est prévu d'effectuer une série de mesures du champ magnétique de la lune dans la zone d'atterrissage.

L'altimètre laser LRO (sonde en orbite lunaire de la NASA), conçu pour compiler des cartes d'altitude, enverra des impulsions de lumière laser au réflecteur angulaire Bereshit, puis mesurera le temps nécessaire au retour de la lumière.

Grâce à cette technique, les ingénieurs de la NASA et de SpaceIL prévoient de pouvoir déterminer l'emplacement de l'appareil Bereshit avec une précision de 10 centimètres.

De plus, lorsque l'appareil Bereshit effectuera la procédure d'atterrissage, le LRO (sonde lunaire en orbite de la NASA) analysera les «gaz d'échappement» du moteur liquide principal.



SpaceIL ne possède pas son propre centre de communication spatiale, donc l'organisation du transfert de données entre le MCC sur Terre et le dispositif Bereshit dans l'espace est un processus complexe dans lequel:

- un réseau d'antennes de la Swedish Space Corporation (Swedish Space Corporation), grâce auquel le système de navigation est transmis à l'appareil Bereshit et sa trajectoire est suivie;

- Le réseau de communications spatiales à longue distance (DSN) de la NASA pour contrôler le vaisseau spatial Bereshit et transférer des données scientifiques du vaisseau spatial vers la Terre après son atterrissage sur la lune.

DSN est un réseau de radiotélescopes et un système de dizaines d'énormes antennes pour la communication avec les engins spatiaux dans l'espace lointain, il est géré par le Jet Propulsion Laboratory de la NASA à Pasadena (Californie).

Le dispositif Bereshit a été développé par des organisations SpaceIL, qui sont soutenues principalement par des investisseurs privés, dont le magnat américain Sheldon Adelson et le milliardaire Morris Kahn, qui sont également co-fondateurs d'Amdocs (DOX), l'une des plus grandes entreprises d'Israël.

Il est impossible d'envoyer l'appareil lunaire dans l'espace par les forces et les moyens d'une seule petite entreprise privée, mais avec l'aide de la communauté spatiale internationale, vous pouvez transformer l'idée en un projet à part entière en cours de mise en œuvre.

Participants au projet impliqués dans la mission Bereshit:

- Une équipe de jeunes scientifiques et ingénieurs israéliens de SpaceIL,

- NASA (USA),

- ISA (Agence spatiale israélienne),

- IAI (Israel Aviation Industry Concern),

- Spaceflight Industries (USA, organisateur du lancement de l'engin Bereshit en orbite),

- société SpaceX (USA, fusée d'appoint Falcon 9),

- Swedish Space Corporation (Swedish Space Corporation),

- société Cobham (Suède),

- société Ramon Chips (Israël).



Après tout, SpaceIL est une petite organisation selon les normes mondiales, elle emploie environ 200 personnes, et la plupart d'entre elles sont des scientifiques et des ingénieurs bénévoles qui "cherchent à promouvoir le développement du progrès technologique et scientifique en Israël".

À propos du site d'atterrissage de l'appareil Bereshit:
Selon les estimations, l'appareil Bereshit devrait effectuer un atterrissage en douceur le 11 avril 2019 sur une plaine de lave sombre connue sous le nom de Sea of ​​Clarity, non loin de la région où les astronautes de la mission Apollo 17 ont atterri le 11 décembre 1972.

SpaceIL a promis d'enregistrer l'atterrissage sur vidéo et de le montrer après un certain temps dans le domaine public.

Zone d'atterrissage prévue de l'appareil Bereshit:







L'appareil Bereshit n'a pas de protection thermique et de systèmes de refroidissement, la durée de fonctionnement estimée sur la surface lunaire est d'environ deux jours terrestres (maximum trois jours), puis son électronique échouera en raison d'une surchauffe, la connexion avec l'appareil sera perdue et il deviendra un nouveau lunaire monument dans la mer de la clarté, à côté des modules de mission Lunokhod-2 (missions Luna-21) et Apollo 17.

La date du 11 avril 2019 est choisie en fonction du fait qu'à la surface de la lune dans la zone d'atterrissage à ce moment-là, il fera beau, mais pas chaud. Mais la température sur la surface lunaire atteint + 127 ° C, selon le degré d'éclairage.

Ainsi, l'appareil Bereshit devrait atterrir dans la partie nord de la mer de clarté 48 heures après l'aube dans cette région, lorsque la température est relativement basse.





Lors de l'atterrissage, l'ordinateur de bord de l'appareil Bereshit trouvera automatiquement la section la plus appropriée pour l'atterrissage (il y a toujours une limitation: la zone de la zone d'atterrissage prévue est de 30 kilomètres carrés).

À l'aide de moteurs, l'appareil Bereshit réduira sa vitesse à 0, après quoi les moteurs seront complètement éteints à une altitude de cinq mètres au-dessus de la surface lunaire.

De plus, l'appareil Bereshit commencera une chute libre lente sur la surface lunaire avec un contact ultérieur. Si tout se passe bien, à ce moment-là, le vaisseau spatial Bereshit deviendra le premier vaisseau spatial privé sur la lune.



Le site d'atterrissage prévu de l'appareil Bereshit est situé dans cette région de la surface lunaire:


Pourquoi avez-vous choisi un site de débarquement dans la mer de clarté?

Critères de choix d'un site pour l'atterrissage de l'appareil Bereshit:

  • une grande zone de sécurité dans la zone d'atterrissage avec la possibilité de manœuvrer au besoin lors de la descente et de l'atterrissage la première fois;
  • un site avec un nombre relativement faible de cratères, de pierres autoportantes ou de pentes abruptes dans la zone d'atterrissage;
  • la présence dans la zone d'atterrissage d'anomalies magnétiques pour l'utilisation d'un magnétomètre.


Vidéo sur la trajectoire de vol de l'appareil Bereshit:



Voici à quoi ressemble le vol de l'appareil Bereshit en images dans la description des ingénieurs de SpaceIL:






















Script vidéo sur la mission Bereshit:

Rêve:


Création:


Réalité:


Photos et vidéos précédemment prises par l'appareil Bereshit:
Une courte vidéo (12 secondes) de la caméra embarquée Bereshit a été enregistrée peu de temps après la séparation de Falcon 9. En arrière-plan, les contours de l'installation avec la charge utile principale (satellite de communications indonésien) effectuant la correction de sa position, la lune est visible sur le côté gauche. A l'extrémité du galet, le mécanisme d'extension du support d'atterrissage de l'appareil Bereshit, plié au départ, est activé.




Photos à une distance de 15 000 km:



Photos du 3 mars 2019 à une distance de 37600 km:

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Photos à une distance de 131 000 km:



Photos à une distance de 265 000 km:



Le 31 mars 2019, le vaisseau spatial Bereshit a fait le dernier survol de la Terre et a pris une si merveilleuse photo à une distance de 16000 km (la péninsule arabique et le nord-est de l'Afrique sont visibles):



Le 4 avril 2019, la distance jusqu'à la surface lunaire est de 500 km. Le disque blanc est la Terre! Vue du dos de la lune.





Photos lunaires du 7 avril 2019:

Distance à la Lune 550 km:





Distance à la Lune 2500 km:



Dans le simulateur en ligne de la NASA « Eyes on the Solar System »:



8 avril 2019 (nouvelles manœuvres pour réduire les paramètres d'orbite):



9 avril 2019 (de nouvelles manœuvres sont terminées - accès à une orbite circulaire d'une hauteur au-dessus de la surface de 200 km et une période de révolution de 2 heures, 78 secondes, les moteurs tournent, 12 kilos de carburant sont dépensés):



10 avril 2019 - la dernière manœuvre orbitale de pré-atterrissage a été effectuée - accès à une orbite elliptique avec un apocentre de 200 km et un péricentre de 15-17 km.



Tout, puis seulement l'atterrissage, car dans le calcul de l'aire d'atterrissage, le jour lunaire commence déjà!

image

La trajectoire des manœuvres lunaires de l'appareil Bereshit:





Carte d'atterrissage et image LRO avec trois zones d'atterrissage Beresheet spécifiées (Posidonius 1 - primaire, Posidonius 2 et 3 - sauvegarde):



MCC SpaceIL et Israel Aerospace Industries (IAI):



Et maintenant, revenons un peu en arrière et voyons comment le dispositif Bereshit a été créé et testé

Comment assembler l'appareil "Bereshit":


À propos de la préparation du lancement de l'appareil Bereshit

Avant le démarrage, l'appareil Bereshit et ses éléments ont passé de nombreux tests spéciaux:





Nous avons testé la fonctionnalité des mécanismes d'atterrissage sur l'appareil prototype.

Test des supports et de la structure de l'appareil en mode atterrissage:





Tests de température:





Tests de vibration:



Tests de grue à haute altitude pour les tests dynamiques de divers capteurs de l'appareil Bereshit, y compris l'étalonnage et le réglage du capteur d'atterrissage:





Tests complexes de perception de l'appareil par les Terriens:





L'une des parties les plus importantes de l'appareil Bereshit est les réservoirs de carburant (avec le carburant, les réservoirs représentent 80% de la masse totale de l'appareil en pourcentage).

Les capteurs de contrôle de la température sont connectés aux bandes en haut et en bas des réservoirs, à l'aide desquelles l'état du carburant est surveillé, et les bandes elles-mêmes sont des éléments chauffants spéciaux pour la thermorégulation du carburant, qui sont spécialement conçus pour organiser SpaceIL et l'appareil Bereshit.





L'appareil Bereshit prend des photos de l'espace à l'aide de six caméras Imperx Bobcat B3320C de 8 mégapixels avec optique Ruda.

A bord de chaque caméra:

- deux processeurs vidéo - pour la sauvegarde (en cas de dysfonctionnement afin qu'il puisse continuer à fonctionner);

- une lentille spéciale qui peut fonctionner dans des conditions environnementales difficiles et les conditions de température extrêmes régnant sur la lune: -120 ° C + 120 ° C.

Le poids de l'appareil photo est d'environ 130 grammes, le corps de l'appareil photo est en titane.



Même pour les jeunes enfants , un livre sur l'appareil Bereshit a été publié:







Une leçon vidéo pour les enfants sur l'appareil Bereshit (même ne pas comprendre la langue des images est très intéressante à regarder):


Vous avez déjà des T-shirts et casquettes avec les symboles de la mission "Bereshit":





Et maintenant sur l'atterrissage de l'appareil Bereshit le 11 avril 2019:

Vidéo sur la procédure d'atterrissage:


Un peu sur les principaux points d'atterrissage:

La surface de la lune est recouverte de cratères et présente un relief complexe:



Pour organiser l'atterrissage de l'appareil Bereshit, vous avez besoin de 30 km2 de surface relativement plate.



Le 11 avril 2019 dans la zone d'atterrissage sera déjà ensoleillé et léger:



En fait, l'appareil Bereshit disposera de 2 à 3 jours avant le début de l'activité solaire maximale sur le site d'atterrissage:



L'orbite lunaire finale de l'appareil Bereshit est elliptique avec un apocentre de 200 km et un péricentre de 15-17 km (jusqu'à 30 km).



La vitesse de l'engin Bereshit en orbite est de 1,7 km / s:



À une distance de 800 km du site de débarquement, les procédures de plantation commencent:



L'appareil Bereshit recevra une série de commandes du MCC:



Les capteurs d'atterrissage (primaire et de secours) seront activés:





La procédure de modification de la position (orientation) de l'appareil Bereshit sera lancée:



Le processus de stabilisation et d'alignement avant l'atterrissage est très important:



Soit dit en passant, il ne reste plus tellement de carburant (selon des estimations d'environ 100 kg):



Après avoir terminé les procédures préparatoires avant l'embarquement, l'ordinateur de bord Bereshit et le MCC auront la possibilité d'évaluer l'état des systèmes et leur état de préparation à l'embarquement, si quelque chose ne fonctionne pas correctement, la procédure d'embarquement sera annulée, si tout est normal, puis après la prochaine L'étape d'atterrissage ne sera plus annulée:



Si tout fonctionne correctement, l'appareil Bereshit commencera à réduire sa vitesse orbitale et à réduire la distance jusqu'à la surface lunaire en utilisant les moteurs principal et auxiliaire, cette procédure prendra 15 minutes:







À une altitude de 5 km de la surface lunaire, l'appareil Bereshit mesurera la distance à la surface à l'aide de télémètres laser embarqués afin de déterminer enfin la procédure d'atterrissage en fonction des paramètres actuels, de corriger les manœuvres des moteurs et de passer à la phase finale d'atterrissage:





À une altitude de 1 km, l'appareil Bereshit s'alignera en douceur d'une position horizontale (moteurs en avant, freinage) à une position verticale (moteurs en dessous, freinage, arrêt, chute) puis diminuera à 5 mètres de la surface lunaire:









À une altitude de 5 mètres de la surface de la lune, les moteurs de l'appareil Bereshit seront éteints et il entrera en mode chute libre, qui durera 2-3 secondes:







Atterrissage de l'appareil "Bereshit" à la surface de la lune:





Le soir du 11 avril 2019 - derrière 1128 heures de vol, il ne reste plus que 48 heures pour travailler et rester en contact avec l'appareil Bereshit sur la surface lunaire jusqu'à ce que son équipement tombe en panne.

L'appareil Bereshit n'a pas de protection thermique et de systèmes de refroidissement, la durée de fonctionnement estimée sur la surface lunaire est d'environ deux jours terrestres (maximum trois jours), puis son électronique échouera en raison d'une surchauffe, la connexion avec l'appareil sera perdue et il deviendra un nouveau lunaire monument dans la mer de la clarté, à côté des modules de mission Lunokhod-2 (missions Luna-21) et Apollo 17.

À propos du système de communication:

SpaceIL ne possède pas son propre centre de communication spatiale, donc l'organisation du transfert de données entre le MCC sur Terre et le dispositif Bereshit dans l'espace est un processus complexe dans lequel:

- le réseau d'antennes de la Swedish Space Corporation (Swedish Space Corporation), grâce auquel l'appareil Bereshit a transmis des commandes de navigation et suivi sa trajectoire vers la lune;

- Le réseau de communications spatiales à longue distance (DSN) de la NASA pour contrôler le vaisseau spatial Bereshit et transférer des données scientifiques du vaisseau spatial vers la Terre après son atterrissage sur la lune.



DSN est un réseau de radiotélescopes et un système de dizaines d'énormes antennes pour la communication avec les engins spatiaux dans l'espace lointain, il est géré par le Jet Propulsion Laboratory de la NASA à Pasadena (Californie).

À l'heure actuelle, plusieurs antennes DSN sont impliquées dans le système de communication avec le dispositif Bereshit.

Débarquement le 11 avril 2019.

Le 11 avril 2019, SpaceIL MCC n'a pas réussi. Bien que l'atterrissage soit prévu pour la soirée, l'intérêt et l'excitation de la presse et des scientifiques, ainsi que de toutes les personnes impliquées dans ce projet, sont tout simplement énormes.

L'heure d'atterrissage de l'appareil Bereshit le 11 avril 2019 est toujours spécifiée par les ingénieurs du MCC (l'heure d'atterrissage sera mise à jour après que l'équipe de Flight Dynamics aura effectué les calculs finaux jeudi matin) et ne sera connue que jeudi plus près du dîner, mais il y a 2 jalons à l'atterrissage :

- La fenêtre de temps d'atterrissage est approximativement égale à l'heure: l'heure d'atterrissage estimée est actuellement prévue entre 22: 00-23: 00 heure israélienne;

- Fenêtre de procédure d'atterrissage de 30 minutes: le processus d'atterrissage commencera 30 minutes avant le toucher des roues.

Plus près du 11 avril, il a même été déclaré qu'il y avait quatre fenêtres d'atterrissage entre 5 h et 18 h, heure locale, même la possibilité d'atterrir dans les premières heures de la nuit du 12 avril était même envisagée.

À quelle heure l'atterrissage aura-t-il lieu dans différentes parties du monde:

05: 00-06: 00 le vendredi 12 avril à Sydney
04: 00-05: 00 le vendredi 12 avril à Tokyo
02: 00-03: 00 le vendredi 12 avril à Bangkok
03: 00-04: 00 le vendredi 12 avril à Beijing, Hong Kong
12 h 30-01 h 30 le vendredi 12 avril à Mumbai
22: 00-23: 00 le jeudi 11 avril à Jérusalem et Moscou
21: 00-22: 00 le jeudi 11 avril à Paris, Johannesburg, Le Caire
20 h - 21 h le jeudi 11 avril à Londres, Dublin
16: 00-17: 00 le jeudi 11 avril à Rio de Janeiro
15 h - 16 h le jeudi 11 avril à New York
14 h - 15 h le jeudi 11 avril à Chicago
13h00-14h00 le jeudi 11 avril à Salt Lake City
12: 00-13: 00 le jeudi 11 avril à Phoenix, Los Angeles, San Francisco

En conséquence, dans l'après-midi du 11 avril 2019, le SpaceIL MCC a décidé de l'heure d'atterrissage:

- 22h05, heure de Moscou - le début de la procédure d'atterrissage;
- 22:25 heure de Moscou - atterrissage (toucher de tous les supports) sur la surface lunaire.



Je vois cela pour la première fois (la direction de l'aéroport israélien a inclus jeudi dans son horaire électronique à 22h00 l'appareil Bereshit):

Tableau de bord en ligne de l'aéroport de Tel Aviv Ben Gourion (TLV):









Température prévue sur la surface lunaire: de + 80 ° C à + 120 ° C.



Le MCC s'est préparé à l'atterrissage, vérifiant les procédures d'atterrissage:



Un autre tour de la lune puis une approche d'atterrissage.
Envergure sur l'atterrissage:



Ça y est, le prochain round débarque:



2 heures avant l'atterrissage au SpaceIL MCC:



Des mascottes d'ingénieurs sont également de service au SpaceIL MCC:







Fondateurs du projet:



Tout est prêt au MCC:









La phase d'atterrissage a commencé:

























Les données de télémétrie ont cessé d'arriver, le moteur principal s'est éteint et le système de bord n'a pas eu le temps de redémarrer, ce dysfonctionnement a entraîné un atterrissage dur à grande vitesse et à une hauteur de plus de 150 mètres jusqu'à la Lune en raison de la défaillance de l'une des unités d'orientation inertielle.

Problème dans l'une des unités de mesure inertielle de Beresheet. Les contrôleurs au sol ont perdu la télémétrie pendant quelques instants mais ont réacquis la télémétrie.

Nous enquêtons toujours. Nos premières observations ont montré que le vaisseau spatial commençait à perdre de l'altitude à 10 km au-dessus de la surface de la Lune à une vitesse de 400 à 500 km / h jusqu'à la perte de communications, suivi d'un crash à la surface de la Lune.




Il sera difficile de trouver le lieu de la chute:











Le dernier tir de l'appareil Bereshit (d'une hauteur de 8 km):



200 km au nord-est - zone d'atterrissage d'Apollo 11:




Photo de la caméra embarquée à une altitude de 22 km de la surface lunaire:



Les ingénieurs ne pleurent pas:





Il a été possible de suivre la mission Bereshit avec l'aide de:

- Une ressource en ligne avec un simulateur et des données en temps réel sur l'état actuel de la mission Bereshit;

- Simulateur en ligne de la NASA « Eyes on the Solar System ».

En outre, il s'avère qu'il existe un portail intéressant pour explorer la mission Bereshit et surveiller les paramètres de l'appareil: « Où est la sonde Beresheet ».

Et ensuite?

SpaceIL a planifié, développé et mis en œuvre la mission Bereshit en tant que mission ponctuelle, mais ils prévoient maintenant de la répéter avec plus de succès dans quelques années.

Cependant, l'IAI (Israel Aerospace Industries) prévoit de continuer à développer ce programme lunaire, avec lequel 30 à 60 kg de charge utile scientifique peuvent être livrés à la lune.

En outre, la société IAI a déjà un accord avec la société allemande OHB, qui envisage l'utilisation de tels engins spatiaux de type Bereshit pour des missions pour l'Agence spatiale européenne (ESA).



Source: https://habr.com/ru/post/fr447198/


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