Марс-1...Марс-3

 



Марс-1
  
«Марс-1»
 (1 ноября 1962 — 21 марта 1963 года) — первый в истории космический аппарат, выведенный на траекторию полёта кМарсу. Проект станции был разработан в ОКБ-1. Запуск состоялся 1 ноября 1962 г. и был осуществлён ракетой-носителем «Молния» с космодрома Байконур.

Технические характеристики

Параметры «Марс-1» были следующими:


Конструкция

«Марс-1» состоял из двух технических отсеков:

  • орбитального, содержащего бортовую аппаратуру, контролирующую полет к Марсу,
  • планетного, содержащего другие научные приборы, предназначенные для исследования планеты Марс на более близком расстоянии.

За траекторией полёта станции следил телескоп Крымской астрофизической обсерватории диаметром 2,6 м. Специально к запускам КА к Марсу был построен самый мощный радиотехнический комплекс дальней космической связи.

Аппарат был четвёртой попыткой отправить КА к Марсу. Из-за негерметичности клапана падало давление в баллоне с газом для двигателей системы ориентации. В последний раз связь с КА была осуществлена на расстоянии 106 миллионов километров от Земли[1].


Цели

Запуск преследовал следующие цели:

  • общее научное исследование космоса,
  • проверка радиолиний и радиомагнитных полей на межпланетных расстояниях,
  • фотографирование Марса и других космических объектов,
  • сбор данных о космическом излучении,
  • изучение микрометеоритов,
  • исследование магнитного поля Марса,
  • изучение марсианской атмосферы,
  • поиск органических соединений.


Полёт

Последняя ступень ракеты-носителя с космическим аппаратом была выведена на промежуточную орбиту искусственного спутника Земли и обеспечила старт и необходимое приращение скорости для полета к Марсу.

Активная система астроориентации имела датчики земной, звездной и солнечной ориентации, систему исполнительных органов с управляющими соплами, работающими на сжатом газе, а также гироскопические приборы и логические блоки. Большую часть времени в полете поддерживалась ориентация на Солнце для освещения солнечных батарей. Для коррекции траектории полета космический аппарат был снабжен жидкостным ракетным двигателем и системой управления. Для связи имелась бортовая радиоаппаратура (частоты 186, 936, 3750 и 6000 МГц), которая обеспечивала измерение параметров полета, прием команд с Земли, передачу телеметрической информации в сеансах связи. Система терморегулирования поддерживала стабильную температуру 15-30 °С[2].

За время полёта космического аппарата Марс 1 по межпланетной траектории с ним был проведён 61 сеанс радиосвязи. При этом был получен большой объём телеметрической информации, а на его борт передано более 3000 радиокоманд.

Вслед за этим произошла утечка азота из баллонов системы ориентации, что исключило возможность наведения на Землю остронаправленной антенны и проведение последующих сеансов.

На дистанции 106 млн км от Земли 21 марта 1963 года состоялся последний сеанс связи с аппаратом.

Исходя из баллистических данных, можно предполагать, что 19 июня 1963 года Марс 1 осуществил неуправляемый пролёт Марса на расстоянии около 200 тыс. км от него и продолжил свой полёт вокруг Солнца[3].


Результаты

Полет "Марс-1″ дал новые данные о физических свойствах космического пространства между орбитами Земли и Марса (на расстоянии от Солнца 1-1,24 а. е.), об интенсивности космического излучения, напряженности магнитных полей Земли и межпланетной среды, о потоках ионизованного газа, идущего от Солнца, и о распределении метеорного вещества (космический аппарат пересек 2 метеорных потока).



                                                                                                                    















































































              
              Марс-2

Марс-2 — советская автоматическая межпланетная станция (АМС) третьего поколения космической программы «Марс». Одна из трёх АМС серии М-71. Марс-2 предназначена для исследования Марса как с орбиты, так непосредственно с поверхности планеты. АМС состояла из орбитальной станции - искусственного спутника Марса и спускаемого аппарата с автоматической марсианской станцией.

Первая в мире попытка мягкой посадки спускаемого аппарата на Марс (неудачная). Первый спускаемый аппарат, достигший поверхности Марса.

Марс-2 разработана в НПО имени С. А. Лавочкина.

Техничеcкие характеристики

  • Масса АMC: 4625 кг
  • Масса орбитальной станции: 3625 кг
  • Масса cпускаемого аппарата: 1000 кг
  • Масса автоматической марсианской станции: 355 кг. (после мягкой посадки на Марс)


Оборудование

АМС состояла из орбитальной станции и спускаемого аппарата с автоматической марсианской станцией.

Основные части орбитальной станции: приборный отсек, блок баков двигательной установки, корректирующий реактивный двигатель с узлами автоматики, солнечная батарея, антенно-фидерные устройства и радиаторы системы терморегулирования. АМС для обеспечения полёта имела ряд систем. В состав системы управления входили: гиростабилизированная платформа; бортовая цифровая вычислительная машина и система космической автономной навигации . Кроме ориентации на Солнце, при достаточно большом удалении от Земли (около 30 млн км) проводилась одновременная ориентация на Солнце, звезду Канопус иЗемлю.

В орбитальной станции находилась научная аппаратура, предназначенная для измерений в межпланетном пространстве, а также для изучения окрестностей Марса и самой планеты с орбиты искусственного спутника: феррозондовый магнитометр; инфракрасный радиометр для получения карты распределения температуры по поверхности Марса; инфракрасный фотометр для изучения рельефа поверхности по измерению количества углекислого газа; оптический прибор для определения содержания паров воды спектральным методом; фотометр видимого диапазона для исследования отражательной способности поверхности и атмосферы; прибор для определения радиояркостной температуры поверхности в диапазоне 3,4 см, определения её диэлектрической проницаемости и температуры поверхностного слоя на глубине до 30—50 см; ультрафиолетовый фотометр для определения плотности верхней атмосферы Марса, определения содержания атомарного кислорода,водорода и аргона в атмосфере; счётчик частиц космических лучей; энергоспектрометр заряженных частиц; измеритель энергии потока электронов и протонов от 30 эв до 30 кэв. А также две фототелевизионные камеры.

Спускаемый аппарат представлял собой конический аэродинамический тормозной экран закрывающий автоматическую марсианскую станцию (по форме близкую с сферической). Сверху на автоматической марсианской станции был прикреплён стяжными лентами тороидальный приборно-парашютный контейнер содержавший в себе вытяжной и основной парашюты, и приборы, необходимые для обеспечения увода, стабилизации, осуществления схода с околомарсианской орбиты, торможения и мягкой посадки и соединительная рама. На раме размещены твердотопливный двигатель перевода спускаемого аппарата с пролетной на попадающую траекторию и агрегаты системы автономного управления для стабилизации спускаемого аппарата после его расстыковки с орбитальной станцией. Перед полётом спускаемый аппарат был подвергнут стерилизации.


Ход полёта

Станция была запущена с космодрома Байконур при помощи ракеты-носителя Протон-К с дополнительной 4-й ступенью — разгонным блоком Д 19 мая 1971 года в 19:26 по московскому времени. В отличие от АМС предыдущего поколения, Марс-2 был сначала выведен на промежуточную орбиту искусственного спутника Земли, а затем разгонным блоком Д переведён на межпланетную траекторию.

Полёт станции к Марсу продолжался более 6 месяцев. До момента сближения с Марсом полёт проходил по программе. Траектория полёта прошла на расстоянии 1380 км от поверхности Марса.

Спускаемый аппарат Марса-2 был отстыкован от орбитальной станции 27 ноября 1971 года. Перед отделением спускаемого аппарата бортовая ЭВМ из-за программной ошибки сработала неправильно. В результате этого в спускаемый аппарат были введены ошибочные установки, предусматривающие нерасчетную ориентацию станции перед отделением. Через 15 мин после отделения на спускаемом аппарате включилась твердотопливная двигательная установка, которая все-таки обеспечила перевод спускаемого аппарата на траекторию попадания на Марс. Однако угол входа в атмосферу оказался больше расчетного. Спускаемый аппарат слишком круто вошел в марсианскую атмосферу, из-за чего не успел затормозить на этапе аэродинамического спуска. Парашютная система в таких условиях спуска была неэффективной, и спускаемый аппарат, пройдя сквозь атмосферу планеты, разбился о поверхность Марса в точке с координатами 4° с .ш. и 47° з.д. (Долина Нанеди в Земле Ксанфа), впервые в истории достигнув поверхности Марса. Спускаемый аппарат Марса-2 стал первым искусственным предметом на планете.

Орбитальная станция вышла на орбиту искусственного спутника Марса с периодом обращения 18 часов 27 ноября 1971 года. Станция свыше 8 месяцев осуществляла комплексную программу исследования Марса. За это время станция совершила 362 оборота вокруг планеты.

АМС продолжала исследования до исчерпания азота в системе ориентации и стабилизации. ТАСС сообщил о завершении программы исследований Марса 23 августа 1972 года.


  • Марс-2 первая в СССР и мире успешно запущенная к Марсу многотонная АМС. Масса Марса-2 — 4650 кг.
  • Большая пылевая буря началась 22 сентября 1971г. в светлой области Noachis в южном полушарии. К 29 сентября охватила двести градусов по долготе от Ausonia до Thaumasia. 30 сентября закрыла южную полярную шапку. Мощная пылевая буря затрудняла научные исследования поверхности Марса с искусственных спутников Марс-2, Марс-3,Маринер-9. Только около 10 января 1972 г. пылевая буря прекратилась и Марс принял обычный вид.
  • Разработчики фототелевизионной установки (ФТУ) использовали неправильную модель Марса. Поэтому были выбраны неправильные выдержки ФТУ. Снимки получались пересветленными, практически полностью непригодными. После нескольких серий снимков (в каждой по 12 кадров) фототелевизионная установка не использовалась.
  • Компоновку АМС предложил молодой конструктор В.А. Асюшкин.
  • Система управления разработана и изготовлена НИИ автоматики и приборостроения. Массса системы управления 167кг, потребляемая мощность 800 ватт.


Сравнение с АМС Маринер-9

  • Тепловое излучение грунта, по которому определялась его структура, исследовалось не только в инфракрасном, но (в отличие от Маринера-9) и в радиодиапазоне.
  • Получены фотометрические профили Марса глобального характера во многих спектральных диапазонах. Таких измерений Маринер-9 не проводил.
  • Определялось содержание воды в атмосфере. Методика измерения использовала область спектра где доминирует отраженное солнечное излучение а не тепловое и интенсивность полосы почти не зависит от вертикального распределения температуры. Такая методика, в принципе, совершенне методики использованной на Маринере-9.


См. также

  • Марс 1971C — советская автоматическая межпланетная станция третьего поколения из серии М71, предназначенная для исследования Марса с орбиты искусственного спутника.
  • Марс-3 — советская АМС третьего поколения из серии М71, предназначенная для исследования Марса как с орбиты искусственного спутника, так непосредственно с поверхности планеты.


Марс-3

Марс-3 — советская автоматическая межпланетная станция (АМС) третьего поколения космической программы «Марс». Одна из трёх АМС серии М-71. Марс-3 предназначена для исследования Марса как с орбиты, так непосредственно с поверхности планеты. АМС состояла из орбитальной станции - искусственного спутника Марса и спускаемого аппарата с автоматической марсианской станцией.

Первая в мире мягкая посадка спускаемого аппарата на Марс. Первая автоматическая марсианская станция (неудача, передача данных со станции началась вскоре после посадки и продолжалась 14,5 секунд)

Техничеcкие характеристики

  • Масса АMC: 4625 кг
  • Масса орбитальной станции: 3625 кг
  • Масса cпускаемого аппарата: 1000 кг
  • Масса автоматической марсианской станции: 355 кг. (после мягкой посадки на Марс)

       Конструкция

АМС состояла из орбитальной станции и спускаемого аппарата с автоматической марсианской станцией.

Основу орбитальной станции составлял блок баков главной двигательной установки цилиндрической формы. К этому блоку крепились панели солнечных батарей, параболическая остронаправленная антенна, радиаторы системы терморегулирования,спускаемый аппарат и приборный отсекПриборный отсек представлял собой тороидальный герметичный контейнер, в котором размещались бортовой вычислительный комплекссистемы навигации и ориентации и прочее. Снаружи на приборном отсеке крепились приборы астронавигации.

Спускаемый аппарат представлял собой конический аэродинамический тормозной экран закрывающий автоматическую марсианскую станцию (по форме близкую с сферической). Сверху на автоматической марсианской станции был прикреплён стяжными лентами тороидальный приборно-парашютный контейнер содержавший в себе вытяжной и основной парашюты, и приборы, необходимые для обеспечения увода, стабилизации, осуществления схода с околомарсианской орбиты, торможения имягкой посадки и соединительная рама. На раме размещены твердотопливный двигатель перевода спускаемого аппарата с пролетной на попадающую траекторию и агрегаты системы автономного управления для стабилизации спускаемого аппарата после его расстыковки с орбитальной станцией. Перед полётом спускаемый аппарат был подвергнут стерилизации.

В состав автоматической марсианской станции входил марсоход ПрОП-М.

[править]Полёт

Схема полёта АМС «Марс-3»
Первое изображение поверхности Марса

Станция была запущена с космодрома Байконур при помощи ракеты-носителя Протон-К с дополнительной 4-й ступенью — разгонным блоком Д28 мая 1971 года в 19:26 по московскому времени. В отличие от АМС предыдущего поколения, Марс-3 был сначала выведен на промежуточную орбиту искусственного спутника Земли, а затем разгонным блоком Д переведён на межпланетную траекторию.

Полёт станции к Марсу продолжался более 6 месяцев. До момента сближения с Марсом полёт проходил по программе.

Спускаемый аппарат Марса-3 совершил первую в мире мягкую посадку на поверхность Марса 2 декабря 1971 года .

В течение 1,5 минут после посадки автоматическая марсианская станция готовилась к работе, а затем начала передачу панорамы окружающей поверхности, но через 14,5 секунд трансляция прекратилась. Автоматическая марсианская станция Марса-3 передала только первые 79 строк фототелеметрического сигнала (правый край панорамы), на полученном изображении не удаётся выделить никаких деталей поверхности, хотя, по мнению ряда учёных, различима линия горизонта (особенно после контрастной обработки изображения). То же самое повторилось со вторымтелефотометром. Впоследствии были выдвинуты несколько гипотез о том, что стало причиной внезапного прекращения сигнала с поверхности. Например, предполагали коронный разряд в антеннах передатчика, повреждение аккумуляторной батареи и др.

Орбитальная станция вышла на орбиту искусственного спутника Марса с периодом обращения 12,79 дней 2 декабря 1971 года. Станция свыше 8 месяцев осуществляла комплексную программу исследования Марса. За это время станция совершила 20 оборотов вокруг планеты.

АМС продолжала исследования до исчерпания азота в системе ориентации и стабилизации. ТАСС сообщил о завершении программы исследований Марса 23 августа 1972 года.


Интересные факты

  • Марс-3 разработана в НПО имени С. А. Лавочкина.
  • На борту спускаемого аппарата закреплен вымпел СССР.
  • Большая пылевая буря началась 22 сентября 1971г. в светлой области Noachis в южном полушарии. К 29 сентября охватила двести градусов по долготе от Ausonia до Thaumasia. 30 сентября закрыла южную полярную шапку. Мощная пылевая буря затрудняла научные исследования поверхности Марса с искусственных спутников Марс-2, Марс-3, Маринер-9. Только около 10 января 1972 г. пылевая буря прекратилась и Марс принял обычный вид.
  • Разработчики фототелевизионной установки (ФТУ) использовали неправильную модель Марса. Поэтому были выбраны неправильные выдержки ФТУ. Снимки получались пересветленными, практически полностью непригодными. После нескольких серий снимков (в каждой по 12 кадров) фототелевизионная установка не использовалась.
  • Компоновку АМС предложил молодой конструктор В.А. Асюшкин.
  • Система управления разработана и изготовлена НИИ автоматики и приборостроения. Массса системы управления 167кг, потребляемая мощность 800 ватт.


Сравнение с АМС Маринер-9

  • Тепловое излучение грунта, по которому определялась его структура, исследовалось не только в инфракрасном, но (в отличие от Маринера-9) и в радиодиапазоне.
  • Получены фотометрические профили Марса глобального характера во многих спектральных диапазонах. Таких измерений Маринер-9 не проводил.
  • Определялось содержание воды в атмосфере. Методика измерения использовала область спектра где доминирует отраженное солнечное излучение а не тепловое и интенсивность полосы почти не зависит от вертикального распределения температуры. Такая методика, в принципе, совершенне методики использованной на Маринере-9.


См. также

  • Марс 1971C — советская автоматическая межпланетная станция третьего поколения из серии М71, предназначенная для исследования Марса с орбиты искусственного спутника.
  • Марс-2 — советская АМС третьего поколения из серии М71, предназначенная для исследования Марса как с орбиты искусственного спутника, так непосредственно с поверхности планеты.