Proton-K | 12 juillet 1988

Le 161ème lanceur Proton-K (8K82K n°356-01), surmonté d'un étage supérieur Bloc D-2 (11S824F n°1L), a décollé du pas de tir n°40 de la zone n°200 (8P882K-4F) du cosmodrome de Baïkonour le 12 juillet 1988 à 17h01'43,266" GMT.

La charge utile était constituée de la sonde d'exploration martienne Fobos-2 (1F n°102).

1. La sonde Fobos-2

La partie haute, sur ce lancement a une masse totale de 25480kg. La sonde elle-même a une masse au lancement de 6219,3kg, ce qui inclut une charge utile scientifique de 540kg [3].

Elément Masse (kg)
Bloc D-2 rempli 17801,1
Adaptateur 158,3
Coiffe 1301,1
Sonde Fobos-1 6219,3
Total 25479,8
Tableau 1.1 : Bilan de masse de la partie haute [3].

Fobos-2 est identique à Fobos-1, qui a été lancée le 7 juillet 1988, à ceci près qu'elle emporte en plus l'instrument Termoskan et l'atterrisseur PrOP-FP, et qu'elle n'emporte pas les instruments Terek et IPNM-3 [3].

Elément Masse (kg)
Masse à vide 2641,8
Masse d'ergols dans l'ADU 3160
Masse d'ergols dans le Bloc Orbital (OB) 419,4
Total 6221,2
Tableau 1.2 : Bilan de masse de la sonde Fobos-2 [3].

2. Le trajet Terre-Mars

Les trois étages du lanceur Proton-K placent la partie haute sur une trajectoire balistique, puis le Bloc D-2 est mis en service une première fois pour assurer la mise sur orbite basse (146km x 197km). Un second allumage permet de placer la sonde sur une trajectoire interplanétaire, et il fournit un delta-V de 3440,4m/s, significativement supérieur à l'attendu (3348,8m/s). Cela s'explique par le fait qu'il est conduit jusqu'à épuisement total de l'un des ergols, ce qui laissait une marge d'incertitude lors des prévisions. Le moteur du Bloc D-2 s'arrête à 18h25'10" GMT [3].

Le Bloc D-2 largue Fobos-2 le 7 juillet 1988 à 18h25'25,7" GMT. Le moteur S5.92 de la sonde est mis en service en mode forte poussée 70" plus tard (dt=112,56", dV=369,15m/s) afin de poursuivre l'injection sur la trajectoire Terre-Mars [3].

Le boîtier de télémesure MA215 ne fonctionne pas correctement. Par conséquent, la station OKIK-16 d'Eupatorie reçoit bien le signal de la sonde, mais celui-ci ne contient aucune donnée télémétrique concernant la phase d'allumage du moteur S5.92. Les opérateurs démarrent manuellement le boîtier MA215, ce qui permet de rétablir le flux de données. La sonde est ensuite orientée vers le Soleil [3].

Lors de la deuxième session de communication, certains instruments scientifiques sont mis en service. Les systèmes d'enregistrement Morion et SZVI sont démarrés le 17 juillet 1988 [3].

Le 19 juillet 1988, l'orientation de la sonde est basculée en mode trois axes, en vue de la correction du surlendemain. La correction est réalisée le 21 juillet 1988, toujours avec le S5.92 mais cette fois en mode faible poussée (dt=5,2", dV=8,6m/s, dm=27,6kg) [3].

A partir du 5 août 1988, le contrôle de la sonde est assuré en doublure par le Centre de Contrôle des Vols (TsUP) de Kaliningrad. A partir du 16 août 1988, le TsUP devient le centre de contrôle principal, et l'OKIK-16 le centre de secours [3].

Le 4 novembre 1988, l'une des trois voies redondantes de l'ordinateur du système de contrôle BUK (la voie V) tombe en panne suite à un dysfonctionnement du condensateur K52-1.

3. La correction de trajectoire

Une correction de trajectoire est prévue pour le 22 janvier 1989, et nécessitera un delta-V de 17,9m/s. En cas de problème, elle peut également être réalisée le 23 janvier 1989, mais nécessiterait alors un delta-V de 20,9m/s [3].

Le 22 janvier 1989, au début de la session de communication au cours de laquelle l'allumage du moteur est prévu, les trois voies du système de télémesure tombent en panne, et aucun signal n'est reçu au TsUP. Les opérateurs démarrent manuellement l'émetteur de la sonde. La télémesure est ainsi rétablie, mais sur seulement deux des trois voies [3].

La correction est donc réalisée le 23 janvier 1989 à l'aide du moteur S5.92, qui fournit un delta-V de 20,75m/s.

4. L'arrivée sur orbite martienne

Le moteur S5.92 est mis en service le 29 janvier 1989 à 12h55 GMT (dt=202,2", dV=813,7m/s) afin de freiner la sonde et, ainsi, permettre sa mise sur orbite de Mars (876km x 80170km x 0°52'). A ce moment, Fobos-2 a une masse de 5435,9kg [3].

Le 11 février 1989, lors du troisième passage au péricentre, l'instrument Termoskan est mis en service et permet d'obtenir des images de Mars. Le moteur S5.92 est allumé le 12 février 1989 (dt=26", dV=114,7m/s) pour rejoindre la deuxième orbite de transfert, avec un péricentre à 6422km, c'est à dire proche de l'altitude de Phobos [3].

L'orbite d'observation (6145km x 6397km) est rejointe le 18 février 1989, suite à l'allumage du moteur S5.92 (dt=136,2", dV=722m/s). L'Ensemble Moteur Autonome (ADU) est largué 40" après l'arrêt du moteur. La masse de la sonde n'est plus que de 2575,5kg. Il y a encore 141,8kg d'ergols dans les réservoirs, qui pourraient être utilisés pour une correction supplémentaire, mais l'ADU obstrue le spectromètre du VSK et doit donc absolument être largué [3].

Le 21 février 1989, trois séances de photographies de Phobos sont réalisées avec l'instrument VSK, aux altitudes respectives de 850km, 1000km et 1130km. Chaque séance permet de prendre trois clichés. Cinq séances supplémentaires sont réalisées le 28 février 1989 à des altitudes comprises entre 320km et 440km, et permettent de prendre quinze clichés [3].

5. La mise sur orbite de quasi-satellite autour de Phobos

Les données télémétriques accumulées depuis l'arrivée de Fobos-2 dans le système martien, ainsi que les images prises les 21 et 28 février 1989, permettent au TsUP de calculer les paramètres des corrections à réaliser pour atteindre la première orbite de quasi-satellite (KSO-1).

La première correction est réalisée le 7 mars 1989 avec les moteurs DMT (dt=211", dV=37,7m/s). Le delta-V radial est plus élevé que prévu (33,763m/s au lieu de 33,425m/s), en l'occurrence l'orbite est sensiblement différente de l'attendu [3].

Paramètre Valeur atteinte Erreur
Inclinaison 1°3'31" -17"
Période 08h01'45,7" -8,16"
Argument de péricentre 118°11' 1°30'
Ascension droite du nœud ascendant 268°31' 30'
Tableau 5.1 : Ecart de l'orbite de Fobos-2 par rapport à l'attendu suite à la correction du 7 mars 1989 [3].

La seconde correction est réalisée le 15 mars 1989, toujours à l'aide des moteurs DMT (dt=9,896"). Le delta-V fourni est pratiquement conforme à l'attendu (1,05m/s pour 1,053m/s) [3].

Du fait de l'erreur lors de la première correction, une troisième correction est nécessaire. Elle est réalisée le 21 mars 1989 (dt=219,6", dV=39,65m/s) et permet à Fobos-2 d'entrer sur l'orbite KSO-1 (5692km x 6276km x 1°4'34"). La sonde est maintenant à une altitude de Phobos toujours comprise entre 200km et 600km, et elle est toujours éclairée par le Soleil [3].

6. La perte de Fobos-2

Une correction de l'orbite KSO-1 est prévue le 2 avril 1989, en vue du passage sur l'orbite KSO-2 le 6 avril 1989 et du largage des atterrisseurs le 7 avril 1989 [3].

Cinq séances de photographies sont réalisées le 25 mars 1989 avec l'instrument VSK, à des altitudes comprises entre 191km et 279km, et rapportent trois clichés chacune. Le 26 mars 1989, l'instrument Termoskan permet d'obtenir des images de Mars dans les domaines visible et infrarouge [3].

Le 27 mars 1989, une nouvelle séance d'observation de Phobos est lancée, afin de définir les sites d'atterrissage pour la DAS et le PrOP-FP. Les premiers clichés sont pris entre 14h20 GMT et 15h40 GMT. L'orientation pour les images implique que les panneaux solaires ne font un angle que de 10° avec le Soleil et, à la fin de la séance de photo, le TsUP calcule que les batteries ne seront plus chargées qu'à 7A.h.

Mais à l'issue des prises de photos, le TsUP ne reçoit aucun signal. Les opérateurs tentent de démarrer manuellement l'émetteur ChA265M, mais sans résultat. Entre 17h51 GMT et 18h03 GMT, le TsUP reçoit un signal montrant que la sonde tourne sur elle-même à la vitesse de 0,1°/s. Ce sera le dernier signal reçu de Fobos-2.

Cliquez ici si vous ne voyez pas la vidéo.

Vidéo 1 : Le journal télévisé du 29 mars 1989 annonce la perte probable de Fobos-2.
Crédit : INA.

Le 14 avril 1989, Viatcheslav KOVTOUNIENKO demande de cesser toutes les opérations sur Fobos-2 dès le lendemain, c'est à dire le 15 avril 1989.

7. L'enquête

Tous les enregistrements en provenance de la sonde Fobos-2 sont envoyés chez la NPO AP, maître d'œuvre du système de contrôle BUK, pour analyse. Il s'avère que les voies B et V du BUK n'émettaient aucun signal, et que la voie A émettait un signal figé. La commission d'enquête conclut qu'il n'est pas possible de connaître avec précision l'origine du dysfonctionnement du système de contrôle [3].

Le premier objectif de Fobos-2, qui était l'étude du Soleil pendant le trajet Terre-Mars, a été rempli. Le deuxième objectif, à savoir l'étude de Mars, a été partiellement rempli. Le troisième objectif, l'étude in situ de Phobos, n'a pas été rempli.

Bibliographie

[1] DERIAGUINE, Y., Маршевый двигатель межорбитальных космических буксиров "Фрегат", "Фрегат-СБ", Vestnik NPO Lavotchkine n°01-2014
[2] LANTRATOV, K., На Марс!, Novosti Kosmonavtiki n°21-1996
[3] POLICHTCHOUK, G., Автоматические космические аппараты для фундаментальных и прикладных научных исследований, Moscou, 2010
[4] MARKOV, Y., Курс на Марс, Moscou, 1989, p. 185


Dernière mise à jour : 14 janvier 2017