Взгляд на ошибку IMU EDM Schiaparelli и последующую неудачную посадку

Очевидно, посадочный модуль слишком много двигался. Тряска, раскачивание под парашютом или что-то в этом роде. IMU вышел за пределы своего диапазона измерения и сообщил неправильные значения в течение 1 секунды.

Неверные значения привели к тому, что система наведения рассчитала отрицательную высоту, что привело к выводу, что Скиапарелли приземлился, когда на самом деле он находился еще более чем в 3 км.

Из расследования ЕКА :

Когда Schiaparelli спускался под своим парашютом, его радиолокационный доплеровский высотомер работал правильно, и измерения были включены в систему наведения, навигации и управления. Однако насыщение - максимальное измерение - инерциального измерительного блока (IMU) произошло вскоре после раскрытия парашюта. IMU измеряет скорость вращения транспортного средства. Его выход в целом был таким, как и предсказывалось, за исключением этого события, которое продолжалось около одной секунды — дольше, чем можно было ожидать.

При объединении с навигационной системой ошибочная информация давала расчетную высоту, которая была отрицательной, то есть ниже уровня земли. Это, в свою очередь, последовательно вызвало преждевременный выпуск парашюта и кожуха, кратковременное срабатывание тормозных двигателей и, наконец, активацию наземных систем, как будто Скиапарелли уже приземлился. На самом деле машина все еще находилась на высоте около 3,7 км.

РЕДАКТИРОВАТЬ:

Опубликован окончательный отчет :

ОБСТОЯТЕЛЬСТВА АНОМАЛИИ

Последовательность (временная шкала) событий представлена ​​ниже относительно времени UTC.

а) Выход из ТГО 10.16.2016 в 14:42:00.

б) Пробуждение от спячки 19.10.2016 в 13:29:48.

c) Вход в атмосферу Марса (EIP), обнаруженный в 14:42:22 с помощью акселерометров.

d) Между срабатыванием EIP и раскрытием парашюта было замечено неожиданное изменение скорости вращения EDM.

д) В 14:45:23 сработало раскрытие парашюта (спуск - перегрузка). - Динамические условия в момент раскрытия парашюта, полученные по данным телеметрии, показали, что общий угол атаки (AOA) оценивается примерно в 6,5 град, а боковая угловая скорость < 3 град/с.

f) Время раскрытия парашюта (время от минометного выстрела до пиковой перегрузки) составило около 1 секунды (в соответствии с прогнозами).
- Парашют был раскрыт, и раскрытие парашюта вызвало некоторые колебания Скиапарелли с частотой примерно 2,5 Гц.
- Примерно через 0,2 секунды после пиковой нагрузки раскрытия парашюта IMU измерил угловую скорость тангажа (угловую скорость вокруг оси Z-EDM), превышающую ожидаемую.
- ИДУ подняло флаг насыщения.
- В течение периода, когда был установлен флаг насыщения IMU, программное обеспечение GNC интегрировало угловую скорость, предположительно равную пороговой скорости насыщения. Интеграция этой постоянной угловой скорости, во время которой EDM на самом деле колебался, привела к ошибке в оценке положения EDM с помощью GNC примерно в 165 градусов. Это будет соответствовать EDM, почти перевернутому вверх дном, когда сторона переднего щита направлена ​​в квазизенит.
- После раскрытия парашюта колебательные движения Скиапарелли под его парашютом в основном затухали, и Скиапарелли снижался с номинальной скоростью снижения, с очень небольшими колебаниями (< 3 градусов) вокруг осей тангажа и рыскания.
- После раскрытия парашюта снова изменилось угловое ускорение вокруг оси вращения

g) Передний щит был сброшен, как и планировалось, через 40 секунд после раскрытия парашюта (команда на основе таймера) в 14:46:03.

h) RDA был включен в 14:46:19 (через 15 с после подтверждения отделения переднего щита) и обеспечил когерентные наклонные дальности без каких-либо признаков аномалий;
- Когда RDA включен, в режиме RIL выполняются «проверки согласованности» между измерениями IMU и RDA. Проверяются следующие параметры: дельта-скорость и дельта-высота. Высота получается с использованием расчетного положения GNC для проецирования наклонных диапазонов RDA по вертикали.
- Из-за ошибки в расчетном положении, которая произошла при раскрытии парашюта, программное обеспечение GNC спроецировало измерения дальности RDA с ошибочным отклонением от вертикального угла и вывело отрицательную высоту (косинус углов > 90 градусов отрицательный). На борту не было проверки достоверности этого расчета высоты.

i) Следовательно, «проверка непротиворечивости» не прошла более 5 секунд. после чего RDA все равно был принудительно включен в цикл, исходя из логики, что посадка без RDA невозможна. Правильность другого участника оценки высоты, т. е. оценки пространственного положения, не подвергалась сомнению. RDA был помещен в цикл (событие сигнализируется флагом тайм-аута RIL в 14:46:46).
- Введенный режим GNC был КОНЕЧНЫМ СПУСКАНИЕМ, при котором высота тщательно проверяется, чтобы освободить Back-Shell и парашют, если высота ниже рассчитанного на борту предела. EXOMARS 2016 — Справочник по расследованию аномалии Скиапарелли: DG-I/2017/546/TTN Дата 18/05/2017, выпуск 1, ред. 0, стр. 13 разделение задней оболочки и парашюта

j) Отделение задней оболочки в 14:46:49.

л) Включение системы управления реакцией (СУР). - Первое срабатывание двигателя RCS было в 14:46:51 (без маневра уклонения от кожуха)

l) Отключение RCS через 3 секунды в 14:46:54.
- Критерий отключения ЭПР основывался на оценке энергии ЭДМ (как комбинации высоты и вертикальной скорости) ниже заданного порога. Поскольку оценка высоты была отрицательной и очень большой, отрицательная потенциальная энергия была намного выше, чем положительная кинетическая энергия (квадрат скорости), и этот критерий немедленно удовлетворялся, RCS отключалась, как только это позволяла логика модуляции двигателя. . Это произошло всего через 3 секунды после команды включения РСУ, когда капсула находилась на высоте около 3,7 км, что привело к свободному падению Скиапарелли и к удару о поверхность Марса примерно через 34 секунды. м) Приземление произошло в 14:47:28, что соответствует падению наземной платформы на поверхность Марса с расчетной скоростью ≈150 м/с.