Межпланетные космические аппараты "Марс""Марс" - наименование советских межпланетных космических аппаратов,
запускаемых к планете Марс, начиная с 1962 года.
"Марс-1" запущен 1.11.1962; масса 893,5
кг, длина 3,3 м, диаметр 1,1 м. "Марс-1" имел 2 герметических отсека:
орбитальный с основной бортовой аппаратурой, обеспечивающей полет к Марсу;
планетный с научными приборами, предназначенными для исследования Марса при
близком пролете. Задачи полета: исследование космического пространства, проверка
радиолинии на межпланетных расстояниях, фотографирование Марса. 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. За время полета
с "Марс-1" проведен 61 сеанс радиосвязи, на борт передано более 3000
радиокоманд. Для траекторных измерений, кроме радиотехнических средств, был
использован телескоп диаметром 2,6 м Крымской астрофизической обсерватории.
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). Последний сеанс состоялся 21.3.1963 при удалении аппарата от Земли на
106 млн. км. Сближение с Марсом наступило 19.6.1963 (от Марса около 197 тыс.
км), после чего "Марс-1" вышел на гелиоцентрическую орбиту с перигелием ~148
млн. км и афелием ~250 млн. км.
"Марс-2" и "Марс-3"
запущены 19 и 28 мая 1971 года, совершили совместный полет и одновременные
исследования Марса. Вывод на траекторию полета к Марсу осуществлен с
промежуточной орбиты искусственного спутника Земли последними ступенями
ракеты-носителя. Конструкция и состав аппаратуры "Марс-2" и "Марс-3" существенно
отличаются от "Марс-1". Масса "Марс-2" ("Марс-3") 4650 кг. Конструктивно
"Марс-2" и "Марс-3"
аналогичны, имеют орбитальный отсек и спускаемый аппарат. Основные устройства
орбитального отсека: приборный отсек, блок баков двигательной установки,
корректирующий ракетный двигатель с узлами автоматики, солнечные батареи,
антенно-фидерные устройства и радиаторы системы терморегулирования. Спускаемый
аппарат оборудован системами и устройствами, обеспечивающими отделение аппарата
от орбитального отсека, переход его на траекторию сближения с планетой,
торможение, спуск в атмосфере и мягкую посадку на поверхность Марса. Спускаемый
аппарат был снабжен приборно-парашютным контейнером, аэродинамическим тормозным
конусом и соединительной рамой, на которой размещен ракетный двигатель. Перед
полетом спускаемый аппарат был подвергнут стерилизации. Космические аппараты для
обеспечения полета имели ряд систем. В состав системы управления, в отличие от
"Марс-1", дополнительно входили: гироскопическая стабилизированная платформа,
бортовая ЦВМ и система космической автономной навигации. Кроме ориентации на
Солнце, при достаточно большом удалении от Земли (~30 млн. км) проводилась
одновременная ориентация на Солнце, звезду Канопус и Землю. Работа бортового
радиотехнического комплекса для связи с Землей осуществлялась в дециметровом и
сантиметровом диапазонах, а связь спускаемого аппарата с орбитальным отсеком - в
метровом. Источником энергопитания служили 2 солнечные батареи и буферная
аккумуляторная батарея. На спускаемом аппарате устанавливалась автономная
химическая батарея. Система терморегулирования активная, с циркуляцией газа,
заполняющего приборный отсек. Спускаемый аппарат имел экранно-вакуумную
теплоизоляцию, радиационный нагреватель с регулируемой поверхностью и
электронагреватель, двигательную установку многоразового действия. В орбитальном
отсеке находились 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
поглощению излучения углекислым газом; 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 по излучению на длине волны
3,4 см, определения ее диэлектрической проницаемости и температуры
поверхностного слоя на глубине до 30-50 см; ультрафиолетовый фотометр для
определения плотности верхней атмосферы Марса, содержания атомарного кислорода,
водорода и аргона в атмосфере; счетчик частиц космических лучей;
энергоспектрометр заряженных частиц; измеритель энергии потока электронов и
протонов от 30 эВ до 30 кэВ. На "Марс-2" и "Марс-3" находились 2
фототелевизионные камеры с различными фокусными расстояниями для фотографирования поверхности Марса, а на
"Марс-3" также аппаратура "Стерео" для проведения совместного
советско-французского эксперимента по изучению радиоизлучения Солнца на частоте
169 МГц. В спускаемом аппарате была установлена аппаратура для измерения
температуры и давления атмосферы, масс- спектрометрического определения
химического состава атмосферы, измерения скорости ветра, определения химического
состава и физико-механических свойств поверхностного слоя, а также получения
панорамы с помощью ТВ камер. Полет космического аппарата к Марсу продолжался
более 6 месяцев, с "Марс-2" проведено 153, с "Марс-3" - 159 сеансов радиосвязи,
получен большой объем научной информации. На расстояния установка орбитального
отсека, и космический аппарат "Марс-2" перешел на орбиту искусственного спутника
Марса с периодом обращения 18 ч. 8 июня, 14 ноября и 2 декабря 1971 года
проведены коррекции орбиты "Марс-3". Отделение спускаемого аппарата осуществлено
2 декабря в 12 ч 14 мин по московскому времени на расстоянии 50 тыс. км от
Марса. Через 15 мин, когда расстояние между орбитальным отсеком и спускаемым
аппаратом было не более 1 км,
аппарат перешел на траекторию встречи с планетой. Спускаемый аппарат двигался
4,5 ч к Марсу и в 16 ч 44 мин вошел в атмосферу планеты. Спуск в атмосфере до
поверхности продолжался немногим более 3 мин. Спускаемый аппарат совершил посадку в
южном полушарии Марса в районе с координатами 45° ю. ш. и 158° з. д. На борту
аппарата был установлен вымпел с изображением Государственного герба СССР.
Орбитальный отсек "Марс-3" после отделения спускаемого аппарата двигался по
траектории, проходящей на расстоянии 1500 км от поверхности Марса. Тормозная
двигательная установка обеспечила переход ее на орбиту спутника Марса с периодом
обращения ~12 сут. 19 ч. 2 декабря в 16 ч 50 мин 35 с началась передача
видеосигнала с поверхности планеты. Сигнал был принят приемными устройствами
орбитального отсека и в сеансах связи 2-5 декабря передан на Землю.
Орбитальные отсеки космических аппаратов свыше 8 месяцев осуществляли
комплексную программу исследований Марса с орбит его спутников. За это время
орбитальный отсек "Марс-2" совершил 362 оборота, "Марс-3" - 20 оборотов вокруг
планеты. Исследования свойств поверхности и атмосферы Марса по характеру
излучения в видимом, инфракрасном, ультрафиолетовом диапазонах спектра и в
диапазоне радиоволн позволили определить температуру поверхностного слоя,
установить ее зависимость от широты и времени суток; на поверхности выявлены
тепловые аномалии; оценены теплопроводность, тепловая инерция, диэлектрическая
проницаемость и отражательная способность грунта; измерена температура северной
полярной шапки (ниже -110 °С). По данным о поглощении инфракрасной радиации
углекислым газом получены высотные профили поверхности по трассам полета.
Определено содержание водяного пара в различных областях планеты (примерно в 5
тыс. раз меньше, чем в земной атмосфере). Измерения рассеянной ультрафиолетовой
радиации дали сведения о структуре атмосферы Марса (протяженность, состав,
температура). Методом радиозондирования определены давление и температура у
поверхности планеты. По изменению прозрачности атмосферы получены данные о
высоте пылевых облаков (до 10 км) и размерах пылевых частиц (отмечено большое
содержание мелких частиц - около 1 мкм). Фотографии позволили уточнить
оптическое сжатие планеты, построить профили рельефа по изображению края диска и
получить цветные изображения Марса, обнаружить свечение атмосферы на 200 км за
линией терминатора, изменение цвета вблизи терминатора, проследить слоистую
структуру марсианской атмосферы.
"Марс-4", "Марс-5", "Марс-6" и "Марс-7" запущены 21 июля, 25 июля, 5 и 9
августа 1973 года. Впервые полет по межпланетной трассе одновременно совершили
четыре космических аппарата. "Марс-4" и "Марс-5" предназначались для
исследования Марса с орбиты искусственного спутника Марса; "Марс-6" и "Марс-7"
имели в своем составе спускаемые аппараты. Вывод космического аппарата на
траекторию полета к Марсу осуществлен с промежуточной орбиты искусственного
спутника Земли. На трассе перелета с космического аппарата регулярно проводились
сеансы радиосвязи для измерения параметров движения, контроля состояния бортовых
систем и передачи научной информации. Кроме советской научной аппаратуры, на
борту станций "Марс-6" и "Марс-7" были установлены французские приборы,
предназначенные для проведения совместных советско -французских экспериментов по
исследованию радиоизлучения Солнца (аппаратура "Стерео"), по изучению солнечной
плазмы и космических лучей. Для обеспечения вывода космического аппарата в
расчетную точку околопланетного пространства во время полета проводились
коррекции траектории их движения. "Марс-4" и "Марс-5", пройдя путь ~460 млн. км,
10 и 12 февраля 1974 года достигли окрестностей Марса. Вследствие того, что
тормозная двигательная установка не включилась, космический аппарат "Марс-4"
прошел около планеты на расстоянии 2200 км от ее поверхности. При этом с помощью
фототелевизионного устройства были получены фотографии Марса. 12.2.1974 на
космическом аппарате "Марс-5" была включена корректирующая тормозная
двигательная установка (КТДУ-425А), и в результате проведенного маневра аппарат
вышел на орбиту искусственного спутника Марса. Космические аппараты "Марс-6" и
"Марс-7" достигли окрестности планеты Марс соответственно 12 и 9 марта 1974
года. При подлете к планете космический аппарат "Марс-6" автономно с помощью
бортовой системы астронавигации была проведена заключительная коррекция его
движения, и от космического аппарата отделился спускаемый аппарат. Включением
двигательной установки был обеспечен перевод спускаемого аппарата на траекторию
встречи с Марсом. Спускаемый аппарат вошел в атмосферу Марса и начал
аэродинамическое торможение. При достижении заданной перегрузки был сброшен
аэродинамический конус и введена в действие парашютная система. Информация со
спускаемого аппарата во время его снижения принималась космическим аппаратом
"Марс-6", продолжавшим движение по гелиоцентрической орбите с минимальным
расстоянием от поверхности Марса ~1600 км, и ретранслировалась на Землю. С целью
исследования параметров атмосферы на спускаемом аппарате были установлены
приборы для измерений давления, температуры, химического состава и датчики
перегрузок. Спускаемый аппарат космического аппарата "Марс-6" достиг поверхности
планеты в районе с координатами 24° ю. ш. и 25° з. д. Спускаемый аппарат
космического аппарата "Марс-7" (после отделения от станции) не удалось перевести
на траекторию встречи с Марсом, и он прошел около планеты на расстоянии 1300 км
от ее поверхности.
Запуски космических аппаратов серии "Марс" осуществлялись
ракетой- носителем "Молния" ("Марс-1") и
ракетой-носителем "Протон" с дополнительной 4-й
ступенью ("Марс-2" - "Марс-7").
|
