Марсианские хроники. Часть 2

Сокращения в тексте:

  • КА — Космический Аппарат.
  • АМС — Автоматическая межпланетная станция.
  • СА — Спускаемый Аппарат.
  • «Астроокно» — удобный момент для запуска КА к другой планете, когда данная планета сближается с Землёй.

Все части хронологии марсианских миссий.

Во время следующего марсианского астрономического окна 1967 года к Марсу не было запущено ни одного космического аппарата. Первенство в освоении красной планеты Советским Союзом было утеряно, к тому же после стольких неудач стало ясно, что к следующей миссии следует подготовиться более тщательно. После смерти в 1966 г. главного конструктора космических аппаратов Сергея Павловича Королёва эстафета по созданию АМС была передана из ОКБ-1 в Конструкторское Бюро НПО им. Лавочкина (НПОЛ), где началась работа над проектом «М-69″.

Первоначально проект М-69 предполагал вывод КА на орбиту искусственного спутника Марса и посадку на поверхность планеты спускаемого аппарата. Но в ходе работы над проектом СА получился слишком тяжёлым и от него отказались. Таким образом, к очередному «астроокну» 1969 года Советский Союз подготовил к запуску 2 АМС, предназначенных для выхода на орбиту вокруг Марса и его фотографирования.

США в свою очередь изрядно потрудились над созданием третьего поколения КА серии «Маринер», и к 69-му году создали пару аппаратов-близнецов предназначенных для фотографирования Марса с пролётной траектории.

Смотрим, что из этого вышло:

Маринер-6

Космический аппарат "Маринер-6".

АМС серии Màriner третьего поколения — «Маринер-6″.

Запуск — 24 февраля 1969 года.

31 июля того же года пролетел на высоте примерно 3400 км над поверхностью Марса в районе его экватора.

Сделал 75 фотографий, а так же передал некоторые данные об атмосфере и поверхности планеты.

Маринер-7

Космический аппарат "Маринер-7".

КА типа «Маринер» третьего поколения — «Маринер-7″.

Запуск — 27 марта 1969 года.

5 августа пролетел над южной частью Марса. Передал на Землю 126 фото поверхности, а так же измерил температуру южной полярной шапки планеты (-125 °C).

Вместе эти два «Маринера» сфотографировали около 20% поверхности и провели некоторые исследования атмосферы планеты.

Марс 1969А

проект М69

АМС созданная в рамках проекта М-69. Вес — 4850 кг.

Взлетел с космодрома Байконур 27 марта 1969 года.

Первые две ступени ракетоносителя «Протон-К» отработали нормально, но затем в турбонасосе двигателя третьей ступени заклинило ротор, что привело к его возгоранию, а на 438 секунде полёта — к взрыву.

Обломки станции упали где-то в Алтайских горах.

Марс 1969В

АМС серии М-69.

Старт — 2 апреля 1969 года.

На этот раз взрыв произошёл на первой секунде после старта — взорвался один из шести двигателей первой ступени ракетоносителя, однако остальные двигатели выдержали этот взрыв и продолжали работать.

Едва приподнявшуюся над стартовой площадкой ракету начало уводить в сторону. Сработала система автокоррекции траектории, но недостаточно точно — на высоте около километра на 25-ой секунде полёта ракетоноситель стал заваливаться на противоположную сторону.

Затем, заваливаясь всё сильнее и сильнее, ракета полетела сначала горизонтально, потом под углом к Земле и на 41-ой секунде воткнулась в землю в 3 км от стартовой площадки и взорвалась красивым огненным шаром. В соседних зданиях повылетали стёкла, но обошлось без жертв.

Таким образом, амбициозный проект, к которому готовились несколько лет провалился.

Марсианское окно 1971 года.

Сразу же после неудач с М-69 в СССР началась работа над проектом М-71. С учётом всего предыдущего опыта была разработана совершенно новая серия АМС для исследования Марса — 3М. К 71-му году было подготовлено три аппарата этой серии, два из которых имели спускаемые аппараты для посадки на поверхность планеты.

США подготовили 2 очередных «Маринера» которые должны были вы фотографировать планету с орбиты искусственного спутника. Посадочные модули пока не были предусмотрены.

Космос-419.

10 мая 1971 года была запущена первая межпланетная станция типа 3МС (М-71) №170 без посадочного модуля.

После выхода на околоземную орбиту из-за программной ошибки просто не включилась третья разгонная ступень ракетоносителя и аппарат с разгонным блоком так и остался на низкой орбите искусственного спутника Земли. Через 2 дня он вошел в плотные слои атмосферы и сгорел.

В средствах массовой информации было объявлено о запуске спутника «Космос-419″. Марсианская цель данной миссии была скрыта от широкой общественности.

Марс-2.

Схема АМС "Марс-2" и "Марс-3"

Схема АМС серии 3М(М-71) — «Марс-2″ и «Марс-3″. Масса — 4625 кг. Масса спускаемого аппарата после посадки — 355 кг.

19 мая был запущен второй аппарат данной серии — 3М М-71№171. Старт и разгон прошли успешно, как и последующие две корректировки траектории. 27 ноября 1971 г. «Марс-2″ приблизился к красной планете. Бортовая ЭВМ начала давать установки на ввод посадочного модуля в атмосферу, но из-за ошибки в программе угол его входа оказался слишком большим. Фактически, вышло так, что спускаемый аппарат (СА) просто врезался на полной скорости в планету, вместо того, чтобы плавно, под острым углом затормозить об атмосферу, а затем приземлиться.

Средства Массовой Информации сообщили об успешной доставке вымпела на поверхность Марса и это была чистая правда — вымпел на разбившемся вдребезги СА был. Однако, кроме такого чисто символического результата, как доставка первого рукотворного предмета на поверхность другой планеты Солнечной Системы, посадочный модуль «Марса-2″ не достиг. Но ещё осталась орбитальная станция..

С ней всё прошло успешно, но тоже не обошлось без конфуза — фотокамеры «Марса-2″ (как и «Марса-3″) давали нечёткое, «пересвеченное» изображение.

Схема полёта АМС "Марс-2" и "Марс-3" и посадки спускаемого аппарата на поверхность планеты

Схема полёта АМС «Марс-2,3″ и посадки СА.

Но все остальные научные приборы работали в штатном режиме, АМС передавала информацию до лета следующего года. За всё время работы с ней было установлено 153 сеанса связи, то есть в целом этот проект Советской космической программы можно считать наполовину удавшимся.

Марс 3.

28 мая 1971 года в космос отправился следующий марсианский странник — 3М М-71 №172.

2 декабря АМС «Марс-3″ достигла цели, от станции отделился спускаемый аппарат и после успешной корректировки траектории начал торможение в атмосфере. В нужный момент открылся парашют и прямо перед посадкой отделился, во избежание накрывания модуля. Так же безукоризненно сработали тормозные посадочные двигатели и на поверхность Марса впервые в истории человечества успешно опустился искусственно созданный объект.

Спускаемый аппарат «Марса-3″

Изображение, переданное посадочным модулем "Марса-3"

«Фотография» которую успел передать СА за 14 секунд.

Согласно программе сразу начало транслироваться изображение с телекамеры. Сеанс продлился всего 14 секунд, затем передатчик модуля замолк навсегда. Сейчас невозможно точно сказать почему это произошло. Возможно, из-за слишком сильной пыльной бури бушевавшей в тот момент, может быть сама посадка вышла не слишком удачной (на тот момент поверхность Марса была совершенно неизведанной, и выбрать идеальное место для посадки было невозможно). Скорее всего, несколько факторов повлияли в совокупности — посадка в условиях сильнейшей пыльной бури на неровную поверхность, в таких условиях СА мог вообще завалиться набок.

Кстати, совсем недавно СА и его парашют «Марса-3″ вроде бы как нашли на фотографиях с высоким разрешением полученных с американского спутника Mars Reconnaissance Orbiter о котором речь пойдёт дальше. Вот интересный пост об этом.

Маринер-8.

АМС Маринер-8

Маринер-8. Масса без топлива — 560 кг.

Старт — 9 мая 1971 года.

Первые 5 минут полёта после старта прошли нормально. КА вышел за пределы земной атмосферы, но при запуске разгонного блока его начало раскачивать. В течение минуты колебания усиливались, аппарат «поймал резонанс». Через полторы минуты таких болтаний из-за затруднённого поступления топлива двигатель выключился.

На орбиту спутника Земли аппарат ещё не вышел поэтому он начал возвращаться в атмосферу и упал в Атлантический океан примерно в полутора тысячах километров от места старта.

Маринер-9.

Схема космического аппарата "Маринер-8 и 9"

Схема АМС «Маринер-9″. Копия «Маринера-8″.

Старт — 30 мая 1971 года.

15 ноября 71-го — успешно вышел на на удобную для фотографирования и других исследований орбиту высотой 1500 км над поверхностью Марса.

В этот период на огромной территории планеты бушевала пылевая буря, поэтому большинство исследований пришлось отложить на пару месяцев, в это время КА занимался фотографированием спутников — Фобоса и Деймоса. Когда в январе буря закончилась, девятый «Маринер» начал выполнять свою основную программу, которая продолжалась до октября следующего года, пока у него не закончилась энергия.

За это время «Маринер-9″ передал более 7000 фотографий Марса, показав нам 80% его поверхности с разрешением около 1 километра и 2% — с разрешением до 100 метров, что очень пригодилось для выбора мест посадки будущих КА. Были получены шикарные снимки самого большого вулкана Солнечной системы — горы Олимп высотой 27 км, а так же огромного каньона Valles Marineris, который пересекает почти половину планеты, и многое другое. Кроме того, были проведены спектроскопические и радиометрические исследования планеты.

Можно сказать, это первая действительно плодотворная марсианская миссия, принесшая не символические научные результаты в виде нескольких размытых снимков или доставленного на поверхность вымпела, а огромное количество точных научных данных о физических условиях на планете, свойствах и составе её атмосферы  и грунта, а так же о её спутниках.

Хроника 73-го. Неприятности с микросхемами.

Пока США готовили грандиозную марсианскую миссию «Викинг», запланированную на 75-й год, Советский Союз к астроокну 73-го подготовил целых четыре АМС, дабы опередить в деле освоения других планет ненавистных капиталистов. Дело было так..

Если не считать конфуза с фотокамерами и «мягкой» посадкой СА, космические аппараты серии 3М в 71-м году показали себя с хорошей стороны. Поэтому КА серии М-73 были практически полными их копиями. Только вот микросхемы для бортовых ЭВМ, которые поставлял Воронежский радиозавод, были «усовершенствованного» типа. В них, согласно одобренному рационализаторскому предложению, золотое напыление было заменено на алюминиевое в целях удешевления производства. Соответственно, алюминий постепенно окислялся и микросхемы с практически стопроцентной вероятностью выходили из строя в течение 6-12 месяцев после выпуска.

Это стало ясно только во время предстартовых испытаний электрооборудования, когда на одном из КА отказала ЭВМ. Менять микросхемы было уже некогда, астроокно закрывалось, горе-рационализатора наверное посадили, а КА решили запускать «как есть» — вдруг повезёт!

Программа была такая:

  • Вначале, два аппарата без посадочных модулей (3МС) выходят на орбиту вокруг Марса, чтобы быть готовыми для последующей ретрансляции сигналов со спускаемых аппаратов.
  • Затем, два других КА (3МП) сбрасывают спускаемые аппараты на поверхность Марса с пролётной траектории.

Получается двойная миссия с двойной подстраховкой, то есть, если бы не дешёвые микросхемы, вероятность успеха была бы очень велика.

Смотрим, что же вышло на практике:

Марс-4.

автоматическая межпланетная станция марс-4,5

АМС «Марс-4 и 5″. Масса без топлива — 2200 кг.

Он же 3МС № 52 серии М-73, запущен 21 июля 1973 года .

Через 10 дней была успешно проведена корректировка орбиты. 10 февраля 1974 г. КА приблизился к Марсу, но бортовая ЭВМ по причине всё тех же микросхем не дала команду двигателям на торможение.

Аппарат пронёсся над Марсом на высоте около 1800 км, успел сделать 12 фотографий и полетел дальше. С тех пор его больше никто не видел и не слышал..

Марс-5.

Он же 3МС № 53, запущен 25 июля 1973 года .

Как «отлётная» (3 августа), так и «подлётная» (2 февраля) корректировки, а затем торможение были проведены успешно. 12 февраля 1974 г. КА вышел на орбиту вокруг Марса.

Но тут из-за попадания микрочастицы возникла разгерметизация Приборного Отсека. Аппаратура продолжала функционировать, но дольше 2-3 недель в таких условиях она выдержать не могла. Поэтому работу начали проводить в повышенном темпе.

АМС «продержалась» в работоспособном состоянии до 28 февраля, то есть 16 рабочих дней на орбите. За это время было сделано 108 фотографий, из которых нормально получились только 43, и передано 5 телепанорам поверхности.

Этот полёт можно с натяжкой назвать наполовину успешным.

Марс-6.

КА Марс 6

«Марс-6,7″. Сверху виден круглый тормозной щит спускаемого аппарата. Масса без топлива около 2700 кг. Масса СА после посадки — 350 кг.

3МП №50 — пуск 5 августа 1973 г. 12 августа проведена коррекция траектории.

В середине августа отказал радиокомплекс станции, но запасной продолжал работать.

12 марта на расстоянии 50000 км от Марса произошло отделение СА от пролётного блока. Дальнейшее движение СА, его корректировка а затем раскрытие парашюта прошли успешно. Спускаемый аппарат передал некоторые данные об атмосфере, но прямо перед посадкой связь с ним прервалась и больше не возобновилась.

Возможно он попал на скалистый рельеф, или отказала аппаратура связи.

Марс-7.

3МП №51 — старт 5 августа 1973 г. 16 августа — успешная коррекция траектории. Один радиокомплекс так же отказал на протяжении полёта.

Сближение с Марсом — 9 марта 1974 г. (раньше чем «Марс-6″). СА отделился от пролётного модуля, но из-за сбоя в ЭВМ программа корректировки и торможения не включилась и оба модуля «Марса-7″ пролетели мимо планеты.

Американские Викинги на Марсе.

К 1975 году, то есть году очередного сближения Земли с Марсом, НПО им. Лавочкина готовило проект по доставке на Землю марсианского грунта с помощью нового КА серии 5М. Но этот проект был слишком сложным и дорогостоящим и не получил должной поддержки руководства СССР, а затем и вовсе был заморожен. Так что в это астроокно «вписались» только американцы со своей программой «Викинг», которую начали готовить ещё в 60-х.

Были созданы два идентичных КА состоящие из орбитальных и посадочных модулей. Орбитальные модули были сделаны на базе «Маринера». Посадочные модули представляли собой непередвижные станции со всевозможной научной аппаратурой, основной задачей которой был поиск внеземной жизни. Ещё они имели трёхметровый заборник грунта с лопаткой для копания траншей. Кстати, посадочные модули «Викингов» могли контактировать с Землёй непосредственно, без ретрансляции сигнала через орбитальный модуль, правда скорость передачи информации через такой канал была раз в 10 меньше.

Viking 1 и 2.

КА "Викинг"

КА «Викинг» орбитальный и посадочный модули в комплекте.

Стартовали соответственно 20 августа и 9 сентября 1975 года, СА опустились на поверхность 20 июля и 3 сентября 1976 года. Небольшие неприятности при посадке: у первого «Викинга» заблокировался датчик сейсмографа и заклинило «щупальцу» грунтозаборника (через несколько дней её удалось разблокировать), а второй попал одной опорой на камень и остался стоять под небольшим наклоном. Но всё это не помешало «Викингам» выполнить и даже перевыполнить программу, так как они проработали на Марсе больше трёх лет, вместо расчётных трёх месяцев.

Посадочный модуль космического аппарата "Викинг". Схема.

Схема посадочного модуля «Викинга».

Сразу же после посадки СА передали на Землю первые панорамные фотографии марсианского ландшафта и первую метеосводку о погодных условиях на Марсе. Затем началась основная работа — поиск внеземных микроорганизмов. Для их обнаружения в бортовой лаборатории проводились различные биохимические опыты: зачерпнутые образцы грунта удобрялись питательными веществами, освещались светом типа солнечного, в общем создавалась благоприятная среда для их размножения.

Но размножаться даже в искусственно созданных супер-благоприятных тепличных условиях на Марсе похоже было некому. Хотя почва и проявила некоторую активность, но скорее всего эта активность была чисто химической. Хотя, не факт, однозначных выводов учёные так и не сделали. Может, просто не там копали. А есть и такая версия — «благоприятная» среда оказалась смертельной для марсианских микробов, и питательный бульон, которым угощали местных бактерий в лаборатории «Викинга» пришёлся одноклеточным марсианам совсем не по вкусу и просто убил их.

Панорама Марса. Viking-1

Самая первая панорама, переданная с поверхности Марса космическим аппаратом.

В общем, есть жизнь на Марсе, или нет жизни на Марсе — науке это не известно даже сегодня, когда на красной планете вовсю трудится намного более технически продвинутый робот Curiosity, но о нём позже..

Что касается орбитальных модулей — они тоже славно и сверхурочно потрудились на своих орбитах, передали тысячи снимков поверхности Марса, фото его спутников и другие данные о красной планете и её атмосфере. Первый орбитальный модуль продержался до 17 августа 1980 года, второй — до 25 июля 1978.

Заключение ко второй части Марсианских Хроник.

Как видно из всего вышеизложенного, Красная планета оказалась более  гостеприимной к совсем не «красным» Соединённым Штатам Америки, чем к очень даже краснознамённому Советскому Союзу.

Проект «Викинг» снабдил учёных вагонами информации о Марсе, анализировать которую можно было ещё не один год. Первенство США здесь было доказано. В связи с этим NASA решило переключиться на другие проекты, в частности на исследование планет-гигантов.

СССР в свою очередь признал своё поражение. Проект 5М по доставке на Землю грунта с Марса в 77-м году был закрыт.

В итоге следующий старт к Марсу состоялся только в 1988-ом году. Об этом в следующей части.

Все части хронологии марсианских миссий.