India se pregateste de manevra finala de inscriere a satelitului sau Mangalyaan intr-o orbita stabila in jurul lui Marte. MOI sau Mars Orbit Insertion este programata sa inceapa miercuri 24 septembrie la ora 01:47 GMT si va dura 24 de minute, timp in care motorul orbital al lui Mangalyaan va frana pentru a realiza captura martiana. Atractia gravitationala a planetei rosii se manifesta de la o distanta de 573473 km de suprafata ei.

Este o manevra critica, in care viteza ar trebui sa scada cu 1098 m/s  si nu exista marja de eroare: o franare insuficienta va face ca sonda sa treaca pe langa Marte si sa isi continue drumul in spatiu, in timp ce o franare prea puternica poate duce chiar la prabusirea ei pe planeta rosie. Desigur, orice scenariu intermediar poate duce la o traiectorie in afara celei proiectate de inginerii indieni si deci la operarea satelitului in afara limitelor testate (scenariu care constituie la randul sau un risc).
Sistemul AOCS (attitude and orbit control) al lui Mangalyaan va avea asadar tolerante foarte mici pentru aceasta manevra, trebuind sa functioneze foarte bine.
Acest lucru cu atat mai mult cu cat Marte in sine este o destinatie foarte grea pentru orice misiune spatiala: din 1960 si pana acum 51 de misiuni au fost trimise acolo, 58% dintre ele esuand.
Principalele puteri spatiale, SUA si Rusia (URSS) nu au reusit de la prima incercare.

ISRO are un buget in continua crestere (circa un miliard de dolari pe an) finantat din resurse proprii si din prestarea de servicii de lansare pentru alti operatori internationali si mai mult de 16.000 de ingineri mobilizati direct in cercetare/proiectare/infrastructura.

Cati bani cheltuie marile agentii spatiale in fiecare an?
http://www.spacealliance.ro/qa/?qa=22/cati-bani-cheltuie-marile-agentii-spatiale-in-fiecare-an

Daca India reuseste, va deveni prima natiune din Asia cu o misiune martiana si prima tara din istorie care va avea succes de la prima incercare. Cu atat mai remarcabil cu cat ISRO (Agentia Spatiala Indiana), cunoscuta pentru eficienta cu care gestioneaza costul proiectelor a depasit barierele traditionale, reusind sa construiasca misiunea Mangalyaan la un buget de 4.5 miliarde rupii (aproximativ 78 de milioane de dolari), spre exemplu de zece ori mai mic decat Maven, satelitul pe care NASA l-a inscris in jurul lui Marte ieri 22 septembrie (si care a avut un buget de 671 milioane de dolari).

Desi raportat la populatia tarii (India are 1.2 miliarde de locuitori), revine un efort bugetar de sub 7 centi pe cap de locuitori, au fost destule voci care au contestat aceasta misiune spatiala, cu atat mai mult cu cat, in pofida eforturilor facute in ultimii ani, gradul de saracie ramane la o cota alarmanta (o treime din populatia tarii nu beneficiaza de electricitate si circa jumatate nu are toaleta in locuinta).
Conducerea ISRO a fost acuzata ca face jocurile politicienilor, incercand sa abata atentia de la problemele curente ale societatii indiene prin crearea unui fals sentiment de mandrie nationala.
Dupa alegerile din primavara acestui an insa, cand partidul BJP a castigat majoritatea locurilor din parlament si prim ministru a devenit Narendra Modi, directia nationalista s-a accentuat, guvernul de la New Delhi reafirmand ca va insista in urmatorii ani pe industrializarea tarii si castigarea statutului de putere regionala.

India, la fel ca restul natiunilor din Asia (si in special in raport cu competitorul direct, China), vede investitiile in tehnologii spatiale ca pe o axa prioritara care ar putea sa ajute la dezvoltarea accelerata a tarii. In acest context trebuie sa amintim si prima misiune chineza spre Marte, care a avut loc nu mai departe de acum trei ani. Atunci in 2011, satelitul rusesc Phobos-Grunt era lansat de o racheta Zenit avand ca destinatie finala planeta rosie. Incarcat la bord, era Yinghuo-1, prima misiune chineza interplanetara. Din pacate ne aducem aminte ce s-a intamplat si toata seria de evenimente care au urmat si care au dus la esecul misiunii.

Revenind la Mangalyaan sau MOM (Mars Orbiter Mission), cum mai este el cunoscut, va ajunge la destinatie dupa o calatorie de 670 milioane de km, intinsa pe durata a peste 10 luni. O calatorie mai lunga decat cea a lui Maven, acest lucru datorandu-se lansarii slabe din noiembrie 2013.
Cum dezvoltarea motorului criogenic al rachetei de clasa mare GSLV nu era finalizata, pentru a nu pierde fereastra de lansare favorabila spre Marte, ISRO a trebuit sa apeleze la lansatorul sau mediu PSLV si sa apeleze pentru transferul interplanetar la clasica tehnica a gravitatiei asistate.

Mangalyaan a trebui sa orbiteze de sase ori Pamantul, crescand inaltimea orbitei progresiv prin transfer de tip Hohmann, inainte de a fi accelerat de motorul orbital LAM, dupa o manevra de anvergura TMI (Trans Mars Injection), intinsa pe durata a 1328 s si care a adus un delta-v de 647.9 m/s, la o viteza suficienta pentru a iesi din sfera de influenta a planetei si a se inscrie intr-o traiectorie heliocentrica care sa il aduca in apropierea lui Marte.

In timpul transferului interplanetar, alte patru manevre TCM (Trajectory Correction Maneuver) au trebuit sa fie facute pentru a corecta cursul satelitului, ultima dintre ele ieri 22 septembrie.
Despre manevrele TCM 1,2 si 3 (toate realizate cu ajutorul motoarelor mici de corectie a orientarii) ati putut deja citi in articolele noastre publicate pe site.

Cea de ieri, TCM 4, trebuia sa aiba loc la mijlocul lunii august insa ea a fost amanata pentru ca satelitul era deja pe directia buna. ISRO a preferat sa faca ultima corectie cat mai aproape de destinatia finala pentru ca ea a avut, dincolo de corectia fizica a traiectoriei, un dublu scop: testarea in secventa automata a manevrei  (calculatorul de bord a controlat in totalitate manevra fara interventia inginerilor, dupa ce in prealabil comenzile fusesera incarcate de acestia pentru executie la un anumit moment) si testarea performantelor motorului principal LAM de corectie orbitala (nepornit de anul trecut).
Dupa cum au facut public inginerii indieni, testul a fost unul reusit, motorul LAM reusind sa modifice viteza satelitului, dupa o activare de 3.9 secunde, cu 2.18 m/s. Daca manevra nu ar fi reusit ISRO mai avea teoretic posibilitatea sa incerce sa foloseasca motoarele secundare, cu o manevra de anvergura mai mica, insa pornita mai devreme si intinsa pe o perioada mai lunga.

Sa aruncam insa o privire la ce se va intampla miercuri 24 septembrie. In imaginea de mai jos aveti ilustrata desfasurarea evenimentelor:

Daca facem din nou o comparatie cu Maven, vom vedea ca strategia ISRO este complet diferita de cea a lui NASA, si in buna masura cu un risc considerabil mai mare.
In primul rand sistemul de propulsie al lui Maven a folosit o tractiune paralela (mai multe motoare folosite simultan, deci chiar in cazul unor probleme era greu ca sonda sa rateze captura martiana), in timp ce Mangalyaan are un singur ‘point of failure’ – motorul principal LAM. Cu amendamentul ca, in cazul unei anomalii, motoarele secundare pot interveni si pot prelua o parte din tractiune (insa datorita performantelor lor scazute si timpului redus, efectul lor este unul marginal).

In al doilea rand Maven a fost permanent in vizibilitatea statiilor de sol si in iluminare solara, inginerii putand sa intervina manual la orice moment (chiar daca fiind vorba de o misiune interplanetara acest lucru este dificil). Mangalyaan nu va avea aceasta posibilitate si inginerii ISRO vor fii simpli spectatori ai actiunilor calculatorului de bord.
Pe de alta parte, ca un plus, orbita satelitului indian este mult mai toleranta, pentru ca vorbim de o traiectorie finala cu caracteristicile 423 km x 80000 km x 150 grade inclinatie. Adica o traiectorie aproape ecuatoriala fata de una polara.
In timpul manevrei, Mangalyaan va fi urmarit de statiile de sol Canberra si Goldstone ale retelei americane DSN, dar si de statia indiana Bangalore din reteaua ISDN.

Articole mai vechi:

Mangalyaan, satelitul care trebuie sa duca India pe Marte –partea 1
http://www.spacealliance.ro/articles/view.aspx?id=20130410124913

Mangalyaan, satelitul care trebuie sa duca India pe Marte – partea 2
http://www.spacealliance.ro/articles/view.aspx?id=20130414042935

Mangalyaan, satelitul care trebuie sa duca India pe Marte – partea 3
http://www.spacealliance.ro/articles/view.aspx?id=20131106065240

Mangalyaan, satelitul care trebuie sa duca India pe Marte - partea 4
http://www.spacealliance.ro/articles/view.aspx?id=20140505093927

Mangalyaan, satelitul care trebuie sa duca India pe Marte - partea 5
http://www.spacealliance.ro/articles/view.aspx?id=20140902020721

Credit ISRO