Mars Climate Orbiter

Missionsziele: Der Mars Climate Orbiter (MCO) sollte den Mars als erster interplanetarer Wettersattelit umkreisen. Zusätzlich sollte er dem kurz nach ihm am Mars ankommenden Mars Polar Lander als als Kommunikations-Relais dienen.
Start der Mission:11. September 1998

Der Mars Climate Orbiter war zusammen mit dem nach ihm gestarteten Mars Polar Lander Teil des Mars-Surveyor-Projektes (MSP). Bei diesem Projekt kooperierte das MSP-Team mit der Firma Lockheed-Martin-Aeronautics (LMA) aus Denver. LMA war dabei verantwortlich für Design und Entwicklung sowie für die Integration des Haupt-Flug-Systems und dessen Test bei beiden Sonden. Das Jet Propulson Laboratory der NASA war zuständig für das Projekt- und Missions-Management sowie für den Betrieb der Sonden.
Nach dem Start am 11. Dezember 1998 erreichte der Mars Climate Orbiter im September 1999 den Mars. Am 23. September wurde ein Maneuver durchgeführt, das den MCO in die Mars-Atmosphäre bringen sollte. Während des Maneuvers tauchte der MCO in den Schatten des Mars ein und die Bodenkontrolle verlor daher das Signal. Nach dem berechneten Verdeckungs-Intervall konnte der Kontakt zur Sonde nicht wiederhergestellt werden. Versuche zur Kontaktaufnahme wurden bis zum 25. September fortgeführt und dann aufgegeben.
Am 27. September machte sich das Operations-Team mit den Ingenieuren an die Untersuchung des Vorfalls. Dabei wurde zwei Tage später entdeckt, dass in einem Software-System englische anstatt von metrischen Einheiten verwendet worden waren. Dies führte zu falschen Kursberechnungen der Sonde und zu einem zu niedrigen Eintauchen in die Atmosphäre des Mars in einer Höhe von nur 57 km (die minimale Höhe für dieses Maneuver wurde auf 80 km berechnet).

Nebenstehende Grafik aus dem Untersuchungsbericht verdeutlicht den zu tiefen Atmosphären-Eintritt.
Die NASA setzte jetzt eine Untersuchungskommision ein, die am 18. Oktober zusammentrat. Die Kommision untersuchte mit Hilfe von Lockheed-Martin-Aeronautics den Vorfall und gab am 22. Oktober einen ersten Bericht heraus, der einen Hauptfehler und acht weitere unterstützende Fehler benannte. Zusätzlich lieferte er eine Reihe von Empfehlungen für Maßnahmen, um den erfolgreichen Verlauf der Mission des Mars Polar Landers zu gewährleisten.
Der Hauptfehler beim Verlust des MCO war wie bereits erwähnt die falsche Verwendung von englischen anstelle von metrischen Einheiten. Genauer handelte es sich um eine Software-Komponente mit dem Namen 'SM_FORCES' (small forces), deren Ausgabe für die Berechnung des Kurses bzw. der Trajektorie der Sonde verwendet wird. Entgegen der Spezifikation lieferte der von Lockheed-Martin-Aeronautics gelieferte Code die Daten in Pfund-Sekunden (lbf-s) anstelle der geforderten Newton-Sekunden (N-s). Da ein Pfund 4,45 Newton entspricht, wurde die Trajektorie der Sonde falsch berechnet und dies führte schließlich zum zu tiefen Eintritt in die Mars-Atmosphäre.
Die unterstützenden Fehler, die die Untersuchungskommision benannte, waren hauptsächlich Fehler im Projektmanagement der Mission:

• Nicht entdeckte falsche Modellierung der Veränderung der Sondengeschwindigkeit
• Navigationsteam nicht ausreichend vertraut mit der Sonde
• Trajektorien-Korrektur-Maneuver 5 wurde nicht ausgeführt
• Der Systementwicklungs-Prozess achtete nicht genügend auf den Übergang von Entwicklung zum Betrieb
• Mangelnde Kommunikation zwischen den Projekt-Teilen
• Unterbesetztes Navigations-Team
• Unzureichendes Training des Navigations-Teams
• Mangelhafte oder fehlende Verifizierung und Validierung der Software