Грунтовка википедия
Фобос-грунт 2 — википедия
Фобос-Грунт 2 ЗаказчикИКИ РАН, НПО им. Лавочкина
ПроизводительНПО им. Лавочкина
Задачиизучение Фобоса, доставка образца грунта на Землю
СпутникМарса
Выход на орбитупланируется в 2019 (вокруг Марса)
Запускпланируется в 2018 (с Земли)
Ракета-носительнеизвестно
Стартовая площадканеизвестно
Длительность полётанеизвестно
Стоимостьоколо 3 миллиардов рублей
Технические характеристики Источники питанияСолнечные батареи
Посадка на небесное телопланируется в 2019 (на Фобос)
Взлёт с небесного телапланируется в 2019
Возвращение на Землюпланируется в 2020
Фобос-Грунт 2 на Викискладе«Фобос-Грунт 2» — планируемая российская автоматическая межпланетная станция (АМС), предназначенная для доставки образцов грунта с естественного спутника Марса, Фобоса, на Землю, определения физико-химических характеристик грунта Фобоса, исследований происхождения спутников Марса, процессов взаимодействия его атмосферы и поверхности, взаимодействия малых тел Солнечной системы с солнечным ветром.
Грунт — википедия
Ниже приведены термины, определённые в ГОСТ 25100-95.[1]
Антропогенные образования — твёрдые отходы производственной и хозяйственной деятельности человека, в результате которой произошло коренное изменение состава, структуры и текстуры природного минерального или органического сырья.
Бытовые отходы — твёрдые отходы, образованные в результате бытовой деятельности человека.
Гранулометрический состав — количественное соотношение частиц различной крупности в дисперсных грунтах. Определяется по ГОСТ 12536-79.
Грунт дисперсный — грунт, состоящий из отдельных минеральных частиц (зёрен) разного размера, слабосвязанных друг с другом; образуется в результате выветривания скальных грунтов с последующей транспортировкой продуктов выветривания водным или эоловым путём и их отложения.
Грунт глинистый — связный минеральный грунт, обладающий числом пластичности Ip >= 1.
Грунт заторфованный — песок и глинистый грунт, содержащий в своем составе в сухой навеске от 10 до 50 % (по массе) торфа.
Грунты, изменённые физическим воздействием, — природные грунты, в которых техногенное воздействие (уплотнение, замораживание, тепловое воздействие и т. д.) изменяет строение и фазовый состав.
Грунты, изменённые химико-физическим воздействием, — природные грунты, в которых техногенное воздействие изменяет их вещественный состав, структуру и текстуру.
Грунт крупнообломочный — несвязный минеральный грунт, в котором масса частиц размером крупнее 2 мм составляет более 50 %.
Грунт мёрзлый — грунт, имеющий отрицательную или нулевую температуру, содержащий в своём составе видимые ледяные включения и (или) лёд-цемент и характеризующийся криогенными структурными связями.
Грунт мёрзлый распученный — дисперсный грунт, который при оттаивании уменьшает свой объём.
Грунт многолетнемёрзлый (синоним — грунт вечномёрзлый) — грунт, находящийся в мёрзлом состоянии постоянно в течение трёх и более лет.
Грунт морозный — скальный грунт, имеющий отрицательную температуру и не содержащий в своём составе лёд и незамёрзшую воду.
Грунт набухающий — грунт, который при замачивании водой или другой жидкостью увеличивается в объёме и имеет относительную деформацию набухания (в условиях свободного набухания) ?sw >= 0,04.
Грунт охлаждённый — засолённый крупнообломочный, песчаный и глинистый грунты, отрицательная температура которых выше температуры начала их замерзания.
Грунт пластичномёрзлый — дисперсный грунт, сцементированный льдом, но обладающий вязкими свойствами и сжимаемостью под внешней нагрузкой.
Грунт просадочный — грунт, который под действием внешней нагрузки и собственного веса или только от собственного веса при замачивании водой или другой жидкостью претерпевает вертикальную деформацию (просадку) и имеет относительную деформацию просадки ?sl >= 0,01.
Грунт пучинистый — дисперсный грунт, который при переходе из талого в мёрзлое состояние увеличивается в объёме вследствие образования кристаллов льда и имеет относительную деформацию морозного пучения ?fh >= 0,01.
Грунт полускальный — грунт, состоящий из одного или нескольких минералов, имеющих жёсткие структурные связи цементационного типа.
Грунт скальный — грунт, состоящий из кристаллитов одного или нескольких минералов, имеющих жёсткие структурные связи кристаллизационного типа.
Условная граница между скальными и полускальными грунтами принимается по прочности на одноосное сжатие (Rc ? 5 МПа — скальные грунты, Rc < 5 МПа — полускальные грунты).
Грунт сезонномёрзлый — грунт, находящийся в мёрзлом состоянии периодически в течение холодного сезона.
Грунт сыпучемёрзлый (синоним — «сухая мерзлота») — крупнообломочный и песчаный грунт, имеющий отрицательную температуру, но не сцементированный льдом и не обладающий силами сцепления.
Грунт твердомёрзлый — дисперсный грунт, прочно сцементированный льдом, характеризуемый относительно хрупким разрушением и практически несжимаемый под внешней нагрузкой.
Техногенные грунты - грунты, созданные в процессе производственной и хозяйственной деятельности человека.
Золы — продукт сжигания твёрдого топлива.
Золошлаки — продукты комплексного термического преобразования горных пород и сжигания твёрдого топлива.
Ил — водонасыщенный современный осадок преимущественно морских акваторий, содержащий органическое вещество в виде растительных остатков и гумуса. Обычно верхние слои ила имеют коэффициент пористости е >= 0,9, текучую консистенцию IL % по массе.
Коэффициент водонасыщения Sr, д. ед. — степень заполнения объёма пор водой. Определяется по формуле:
, (A.4)где W — природная влажность грунта, д. ед.;
е — коэффициент пористости;
?s — плотность частиц грунта, г/см3;
?w — плотность воды, принимаемая равной 1 г/см3.
Коэффициент выветрелости Кwr, д. ед. — отношение плотности выветрелого грунта к плотности монолитного грунта.
Коэффициент выветрелости крупнообломочных грунтов Кwr, д. ед., определяется по формуле
, (А.7)где К1 — отношение массы частиц размером менее 2 мм к массе частиц размером более 2 мм после испытания на истирание в полочном барабане;
К0 — то же, в природном состоянии.
Коэффициент истираемости крупнообломочных грунтов Кfr, д. ед., определяется по формуле:
, (A.8)где q1 — масса частиц размером менее 2 мм после испытания крупнообломочных фракций грунта (частицы размером более 2 мм) на истирание в полочном барабане;
q0 — начальная масса пробы крупнообломочных фракций (до испытания на истирание).
Коэффициент пористости е определяется по формуле:
, (A.5)где ?s — плотность частиц грунта, г/см3;
?d — плотность сухого грунта, г/см3.
Коэффициент размягчаемости в воде Кsof, д. ед. — отношение пределов прочности грунта на одноосное сжатие в водонасыщенном и в воздушно-сухом состоянии.
Коэффициент сжимаемости мёрзлого грунта ?f — относительная деформация мёрзлого грунта под нагрузкой.
Криогенные структурные связи грунта — кристаллизационные связи, возникающие во влажных дисперсных и трещиноватых скальных грунтах при отрицательной температуре в результате сцементирования льдом.
Криогенная текстура — совокупность признаков сложения мерзлого грунта, обусловленная ориентировкой, относительным расположением и распределением различных по форме и размерам ледяных включений и льда-цемента.
Лёд (синоним — грунт ледяной) — природное образование, состоящее из кристаллов льда с возможными примесями обломочного материала и органического вещества не более 10 % (по объёму), характеризующееся криогенными структурными связями.
Льдистость грунта за счёт видимых ледяных включений ii, д. ед. — отношение содержащегося в нём объёма видимых ледяных включений к объёму мёрзлого грунта. Определяется по формуле:
, (A.5)?s — плотность мёрзлого грунта, г/см3;
?i — плотность льда, принимаемая равной 0,9 г/см3;
Wtot — суммарная влажность мёрзлого грунта, д. ед.;
Wm — влажность мёрзлого грунта, расположенного между ледяными включениями, д. ед.
Ww — влажность мёрзлого грунта за счёт содержащейся в нём при данной отрицательной температуре незамёрзшей воды, д. ед.
Намывные грунты — техногенные грунты, перемещение и укладка которых осуществляются с помощью средств гидромеханизации.
Насыпные грунты — техногенные грунты, перемещение и укладка которых осуществляются с использованием транспортных средств, взрыва.
Органическое вещество — органические соединения, входящие в состав грунта в виде неразложившихся остатков растительных и животных организмов, и также продуктов их разложения и преобразования.
Относительная деформация набухания без нагрузки ?sw, д. ед. — отношение увеличения высоты образца грунта после свободного набухания в условиях невозможности бокового расширения к начальной высоте образца природной влажности. Определяется по ГОСТ 24143-80.
Относительная деформация просадочности ?s, д. ед. — отношение разности высот образцов, соответственно, природной влажности и после его полного водонасыщения при определённом давлении к высоте образца природной влажности. Определяется по ГОСТ 23161-78.
Относительное содержание органического вещества Ir, д. ед. — отношение массы сухих растительных остатков к массе абсолютно сухого грунта.
Песок — несвязный минеральный грунт, в котором масса частиц размером меньше 2 мм составляет более 50 % (Ip = 0).
Плотность скелета грунта — плотность сухого грунта ?d, г/см3, определяемая по формуле
, (A.2)где ? — плотность грунта, г/см3;
W — влажность грунта, д. ед.
Показатель текучести IL — отношение разности влажностей, соответствующих двум состояниям грунта: естественному W и на границе раскатывания Wp, к числу пластичности Ip.
Почва — поверхностный плодородный слой дисперсного грунта, образованный под влиянием биогенного и атмосферного факторов.
Предел прочности грунта на одноосное сжатие Rc, МПа — отношение нагрузки, при которой происходит разрушение образца, к площади первоначального поперечного сечения.
Природные образования, изменённые в условиях естественного залегания — природные грунты, для которых средние значения показателей химического состава изменены не менее чем на 15 %.
Природные перемещённые образования — природные грунты, перемещённые с мест их естественного залегания, подвергнутые частично производственной переработке в процессе их перемещения.
Промышленные отходы — твёрдые отходы производства, полученные в результате химических и термических преобразований материалов природного происхождения.
Сапропель — пресноводный ил, образовавшийся на дне застойных водоёмов из продуктов распада растительных и животных организмов и содержащий более 10 % (по массе) органического вещества в виде гумуса и растительных остатков. Сапропель имеет коэффициент пористости е > 3, как правило, текучую консистенцию IL > 1, высокую дисперсность — содержание частиц крупнее 0,25 мм обычно не превышает 5 % по массе.
Состав грунта вещественный — категория, характеризующая химико-минеральный состав твёрдых, жидких и газовых компонентов.
Степень водопроницаемости — характеристика, отражающая способность грунтов пропускать через себя воду и количественно выражающаяся в коэффициенте фильтрации Кф, м/сут. Определяется по ГОСТ 25584-90.
Степень заполнения объёма пор мёрзлого грунта льдом и незамёрзшей водой Sr, д. ед., определяется по формуле:
, (A.9)где Wic — влажность мёрзлого грунта за счёт порового льда, цементирующего минеральные частицы (лёд-цемент), д. ед.;
Ww — влажность мёрзлого грунта за счёт содержащейся в нём при данной отрицательной температуре незамёрзшей воды, д. ед.;
?s — плотность частиц грунта, г/см3;
еf — коэффициент пористости мёрзлого грунта;
?w — плотность воды, принимаемая равной 1 г/см3.
Степень засолённости — характеристика, определяющая количество водорастворимых солей в грунте Dsal, %.
Степень зольности торфа Dds, д. ед. — характеристика, выражающаяся отношением массы минеральной части грунта ко всей его массе в абсолютно сухом состоянии. Определяется по ГОСТ 11306-83*.
Степень морозной пучинистости — характеристика, отражающая способность грунта к морозному пучению, выражается относительной деформацией морозного пучения ?fh, д. ед. (доли единицы), которая определяется по формуле:
, (A.1)где ho,f — высота образца мёрзлого грунта, см;
ho — начальная высота образца талого грунта до замерзания, см.
Степень неоднородности гранулометрического состава Cu — показатель неоднородности гранулометрического состава. Определяется по формуле
, (А.3)где d60, d10 — диаметры частиц, мм, меньше которых в грунте содержится соответственно 60 и 10 % (по массе) частиц.
Степень плотности песков ID определяется по формуле
, (A.6)где е — коэффициент пористости при естественном или искусственном сложении;
emax — коэффициент пористости в предельно-плотном сложении;
emin — коэффициент пористости в предельно-рыхлом сложении.
Степень разложения торфа Ddp, д. ед. — характеристика, выражающаяся отношением массы бесструктурной (полностью разложившейся) части, включающей гуминовые кислоты и мелкие частицы негумицированных остатков растений, к общей массе торфа. Определяется по ГОСТ 10650-72.
Степень растворимости в воде — характеристика, отражающая способность грунтов растворяться в воде и выражающаяся в количестве воднорастворимых солей, qsr, г/л.
Структура грунта — пространственная организация компонентов грунта, характеризующаяся совокупностью морфологических (размер, форма частиц, их количественное соотношение), геометрических (пространственная композиция структурных элементов) и энергетических признаков (тип структурных связей и общая энергия структуры) и определяющаяся составом, количественным соотношением и взаимодействием компонентов грунта.
Суммарная льдистость мёрзлого грунта itot, д. ед. — отношение содержащегося в нём объёма льда к объёму мёрзлого грунта. Определяется по формуле:
, (A.10)Текстура грунта — пространственное расположение слагающих грунт элементов (слоистость, трещиноватость и др.).
Температура начала замерзания (оттаивания) Т (Т) — температура, °С, при которой в порах грунта появляется (исчезает) лёд.
Техногенные грунты — естественные грунты, изменённые и перемещённые в результате производственной и хозяйственной деятельности человека, и антропогенные образования.
Торф — органический грунт, образовавшийся в результате естественного отмирания и неполного разложения болотных растений в условиях повышенной влажности при недостатке кислорода и содержащий 50 % (по массе) и более органических веществ.
Число пластичности Ip — разность влажностей, соответствующая двум состояниям грунта: на границе текучести WL и на границе раскатывания Wp.
WL и Wp определяют по ГОСТ 5180-84.
Шлаки — продукты химических и термических преобразований горных пород, образующиеся при сжигании.
Шламы — высокодисперсные материалы, образующиеся в горнообогатительном, химическом и некоторых других видах производства.
Классификация грунтов[1][править]
Фобос-грунт — википедия
Аппарат стартовой массой 13 200 кг[2] состоит из маршевой двигательной установки (далее МДУ),[11][12] обеспечивающей выход на траекторию полёта к Марсу и торможение на орбите вокруг Марса, перелётного модуля сухой массой 590 кг[13] и возвращаемого аппарата массой 215 кг.[6] Центральным элементом, или каркасом, аппарата является восьмигранная призматическая конструкция перелётного модуля. На гранях призмы размещается бортовая служебная и научная аппаратура. Электропитание комплекса осуществляется от двух прикреплённых к перелётной ступени панелей солнечных батарей.
Научная аппаратура[править]
Список научного оборудования:[11]
Геофизические приборы Комплекс газового хроматографа (ИКИ, ГЕОХИ, , , ) Гамма-спектрометр (ГЕОХИ) Нейтронный-спектрометр (ИКИ, ЕКА) Мёссбауэровский-спектрометр (ИКИ, ) Лазерный времяпролётный масс-спектрометр (ИКИ, ) Масс-спектрометр вторичных ионов (ИКИ) Гамма-спектрометр (ИКИ) Эшелле-спектрометр (ИКИ, ) Спектрометр «Люлин-Фобос» (, ИМБП, )[14] Гравиметр (ИКИ, ГЕОХИ) Сейсмометр (ИКИ, ИФЗ, ГЕОХИ) Термодетектор (ГЕОХИ, ИПМ) Длинноволновый планетный радар (ИРЭ РАН) Детектор космической пыли (ГЕОХИ) Плазменно-пылевые приборы Плазменный комплекс (ИКИ, , , , ) Детектор космической пыли (ГЕОХИ) Небесно-механические приборы Ультрастабильный осциллятор (ИКИ) Детектор положения Солнца (ИКИ, ЛИТМО, ИНФРАТРОН) Служебные приборы КНА Система информационного обеспечения КНА (ИКИ) Грунтозаборный комплекс (НПО им. Лавочкина, ИКИ, НПОЛ, ) Телекамеры высокого разрешения Астробиологические эксперименты Эксперимент LIFE — межпланетный полёт живых организмов (Роскосмос, НПО им. Лавочкина, Планетарное Сообщество (междунар.))Суммарная масса научной аппаратуры: 50 кг
Перспективы[править]
На базе «Фобос-Грунт» впоследствии будет создана серия АМС: «Луна-Глоб», «Венера-Д», «Марс-НЭТ», «Апофис-П», «Апофис-Грунт». Также в продолжение программы «Биориск» планируется отправка микроорганизмов к Марсу с последующим возвращением их на Землю.[15]
Стоимость[править]
Стоимость проекта «Фобос-Грунт» — около 5 миллиардов рублей.[16] Стоимость самого космического аппарата составила 1 млрд 200 млн рублей.[17]
АМС «Фобос-Грунт» застрахована на сумму 1 млрд 200 млн рублей.[18]
Хронология проекта[править]
Ход работ над аппаратом[править]
[12]
- 2010 г. 20 декабря — доставка китайского микроспутника «Инхо-1»;
- 2011 г. январь — сборка и электрические испытания;
- 2011 г. февраль-март — термовакуумные испытания;
- 2011 г. май-август — заключительные испытания и операции с космическим аппаратом;
- 2011 г. 17 октября — доставка АМС из г. Химки на космодром Байконур;
- 2011 г. 6 ноября — доставка РН с АМС «Фобос-Грунт» на ПУ № 1 СК 11П877-CM площадки № 45 космодрома Байконур;[19]
- 2011 г. 7 ноября — начало работ по графику второго стартового дня на СК площадки № 45, набор стартовой готовности РН;[20]
- 2011 г. 8 ноября — зарядка аккумуляторных батарей АМС, контроль температуры и давления в космической головной части РН;[21] заседание Государственной комиссии по результатам 3-дневных испытаний РН на СК и принятие положительного решения о готовности РН к заправке компонентами топлива и пуску.[22]
Хронология экспедиции[править]
Внешние видеофайлы Запуск РН «Зенит-2SБ» с АМС «Фобос-Грунт» (запись трансляции).[8][12]
- 2011 г. 9 ноября — запуск и ожидаемое выведение на траекторию полёта к Марсу:
- 00:16:02.871 (МСК) — ракета «Зенит-2SБ» с межпланетной станцией «Фобос-грунт» стартовала с космодрома Байконур.[23][24]
- 00:27:31 (T+688 сек) — отделение АМС от ракеты-носителя (орбита близка к расчётной).[23][25] Раскрытие панелей солнечных батарей АМС, приём телеметрической информации наземными измерительными пунктами, завершение построения ориентации межпланетной станции по Солнцу, заряд аккумуляторных батарей.[26]
- 02:55:47.981 — первое включение маршевой двигательной установки АМС не состоялось; блок баков сброшен не был; после длительных поисков с привлечением российских и американских систем контроля космического пространства станция была обнаружена; вероятно, произошёл сбой при переходе от ориентации по Солнцу к ориентации по звёздам; возможно, что не прошла команда датчиков на включение двигательной установки; по уточнённым параметрам орбиты и запасу энергии, имеется 2-недельный запас времени, чтобы заново передать в АМС программу полёта;[27][28][29]
- Вследствие низкой орбиты АМС, возможность получения телеметрии существенно ограничена зонами радиовидимости; по результатам обработки и анализа данных будут подготовлены и заложены на борт необходимые программы и уставки для повторного включения маршевых двигателей.[29]
- Специалисты обещают связаться с АМС ночью.[24]
- Сообщается, что АМС «Фобос-Грунт» была застрахована в компании «РСЦ» на 1,2 миллиарда рублей (36 млн долларов).[24]
- 2011 г. 10 ноября — продолжение попыток установить связь с АМС:
- Осуществлено несколько безуспешных попыток установить связь с межпланетной станцией; попытки будут продолжены.[30] ЕКА подключает свои станции, но тоже безуспешно.[24]
- Со слов неназванного источника стало известно, что темпы снижения космического аппарата были завышены, и вместо этого составляют примерно 2 км в сутки. Это значит, что у специалистов есть несколько недель на разрешение ситуации. Также источник заявил, что панели солнечных батарей аппарата раскрылись, и станция находится в постоянной солнечной ориентации.[31]
- 2011 г. 11 ноября:
- Специалисты на Байконуре передали на АМС команды непосредственного исполнения. Тот не отреагировал. Эксперты говорят, что аппарат медленно снижается.[24]
- Эксперты и общественность обсуждают, куда могут упасть обломки АМС «Фобос-Грунт». Появляются слухи о возможных экологических последствиях падения.[24]
- 2011 г. 12 ноября:
- Связаться с аппаратом не удалось.[24]
- Американские военные установили, что перигей орбиты АМС поднимается.[24]
- 2011 г. 14 ноября — Роскосмос заявил, что АМС пока не потеряна, но может упасть в январе.[24]
- 2011 г. 17 ноября — Специалисты продолжают полемику о причинах роста перигея орбиты АМС примерно на километр в сутки.[24]
- 2011 г. 22 ноября:
- Зам. главы Роскосмоса Виталий Давыдов сказал, что если АМС удастся запустить, то его можно отправить к Луне. Экспедиция на Марс, по его словам, не состоится.[24]
- Специалисты пытаются рассчитать, куда упадёт вторая ступень ракеты «Зенит» в ночь на 23 ноября.[24]
- 2011 г. 23 ноября, 00:25 (МСК) — Наземным пунктом Европейского космического агентства (Перт, Австралия) в ходе одного из четырёх сеансов связи был получен радиосигнал с космического аппарата, движущегося по освещённой части орбиты[24][32] Телеметрия не получена.[33] РИА «Новости» с ссылкой на неназванный источник утверждают, что аппарат находится в аварийном режиме работы, и выключается всякий раз, когда заходит в тень Земли, 16 раз в сутки.[33] Источник агентства утверждает, что по этой причине попытки связаться с российской территории с ним обречены на неудачу.[33]
- 2011 г. 24 ноября — Европейская станция слежения в Австралии приняла аварийную телеметрическую информацию с АМС. Полученные данные переданы в НПО им. Лавочкина.[34]
- 2011 г. 25 ноября — Европейское космическое агентство сообщило, что несмотря на несколько попыток принять сигнал от АМС в ночь с 24 на 25 ноября между 20:12 и 04:04 GMT 15-метровой параболической антенной в г. Перт (Австралия) ничего получить не удалось. Каждый сеанс связи длился лишь 6-8 минут, крайне ограничивая период передачи команд и приёма ответа.[35]
- 2011 г. 29 ноября — специалисты Роскосмоса пытались поднять орбиту АМС, но связаться со станцией «Фобос-Грунт» не удалось. Попытки были предприняты со станции слежения на Байконуре, а также со станции связи Европейского космического агентства в г. Перт (Австралия).[36]
- 2011 г. 30 ноября — известный канадский наблюдатель за ИСЗ Тед Молчан сообщает об отделении от аппарата двух фрагментов. Обозреватель журнала «Новости космонавтики» Игорь Лисов частично подтверждает достоверность информации: по его словам фрагмент был один.[37]
- 2011 г. 2 декабря — Европейское Космическое Агентство прекращает попытки связаться с аппаратом.[38]
- 2012 г. 15 января, 21:40…22:10 (МСК), 1097-й зафиксированный виток орбиты — снижение АМС «Фобос-Грунт» в плотные слои атмосферы, прекращение существования (аэродинамический перегрев, механическое разрушение и сгорание), возможное падение несгоревших фрагментов в южной части Тихого океана, Южной Америке и западной части Атлантического океана (заключение Роскосмоса на основе отсутствия аппарата на орбите по данным от средств контроля космического пространства).[39]
Нештатная ситуация[править]
После ожидавшегося первого включения маршевой двигательной установки АМС длительно не удавалось установить связь с межпланетной станцией. В результате поисков местонахождение АМС удалось установить российским средствам предупреждения о ракетном нападении с подтверждением от североамериканской системы NORAD. Установлено, что штатного включения МДУ не произошло.