"Mars" - automatiska interplanetära stationer som lanserades av Sovjetunionen från 1960 till 1973 för att studera planeten Mars och det cirkumplanetära rymden. För redundans och komplexitet i studierna lanserades flera serier av AMS.
Det tillkännagavs officiellt att Mars-1 AMS från M-62-serien lanserades för att utforska Mars 1962, Mars-2 och Mars-3 AMS från M-71-serien 1971, Mars-4 AMS , " Mars -5 ", " Mars-6 ", " Mars-7 " serie M-73 1973. Sovjetunionen rapporterade inte misslyckade uppskjutningar av M-60 ( 1M ), M-62 ( 2MV ), M-64 ( 3MV ), M-69 och M-71- serien . De amerikanska specialisterna gav namnen "Sputnik 22" och "Sputnik 24" till 62A och 62B som gick in i låga jordbanor . De 3MB-4 som kom in i den interplanetära banan fick det officiella namnet " Zond-2 ", och M-71C som gick in i jordens omloppsbana fick namnet " Cosmos-419 ".
AMS av den första och andra generationen utvecklades i OKB-1 . AMS av tredje och fjärde generationen utvecklades i NPO dem. Lavochkin .
Lanseringarna av första och andra generationens AMS utfördes av en 4-stegs Molniya medelklass bärraket . Lansering av AMS från tredje och fjärde generationen utfördes av bärraketen Proton-K tungklass med ytterligare ett fjärde steg - övre steg D.
Speciellt för uppskjutning av rymdfarkoster till Mars byggdes ett radiotekniskt komplex för djuprymdkommunikation. Banan för stationens flygning övervakades också av ett teleskop från Krim Astrophysical Observatory med en diameter på 2,6 m.
Första generationens rymdfarkoster:
Rymdfarkoster av andra generationen:
Tredje generationens rymdfarkoster:
Rymdfarkoster av fjärde generationen:
I grunden skilde sig inte designen av M-73-serien från M-71-serien. Modernisering av enskilda enheter och enheter genomfördes.
Eftersom Mars-projektet för sin tid var det första projektet i historien av en sådan skala som utforskningen av interplanetära utrymmen i Jord-Mars-regionen, uppstod ett antal tekniska frågor innan det - vilken effekt och typ av motorer och bärraketer skulle vara behövs för att skjuta upp den nödvändiga nyttolasten i jordens omloppsbana, hur radiokommunikation kommer att bete sig över långa avstånd, vilka problem elektronik kommer att möta under förhållandena för kosmisk strålning av interplanetariskt rymd i Jord-Mars-regionen och mycket mer.
De tekniska uppgifterna för " Mars-1 " inkluderade:
Uppskjutningen in i jordens omloppsbana skedde framgångsrikt den 1 november 1962 från Baikonur Cosmodrome, med hjälp av en 4-stegs Molniya medelklass bärraket.
"Mars-1" sattes framgångsrikt på en flygbana till Mars.
Under flygningen av rymdfarkosten Mars-1 längs en interplanetär bana genomfördes 61 radiokommunikationssessioner med den. Samtidigt mottogs en stor mängd telemetriinformation och mer än 3 000 kommandon överfördes till dess styrelse.
Den sista sessionen ägde rum den 21 mars 1963, på ett avstånd av 106 miljoner km från jorden. Ett fel i orienteringssystemet hindrade antennerna från att riktas mot jorden och ytterligare radiokommunikation. [ett]
Baserat på ballistiska data kan det antas att den 19 juni 1963 gjorde den ostyrda Mars-1 sin första flygning på ett avstånd av cirka 200 tusen km från Mars och fortsatte sin flygning runt solen. [2] [1]
Vetenskapliga resultatPå grund av felet i orienteringssystemet kunde Mars-1 inte genomföra en vetenskaplig studie av Mars och yttre rymden nära Mars från en förbiflygande bana.
Ändå inkluderade uppgifterna för den första "Mars" inte bara flygningen nära Mars och den direkta studien av planeten, utan också studien av egenskaperna hos det interplanetära utrymmet mellan jorden och Mars, där de fysiska förhållandena ännu inte var kända .
Flygprogrammet Mars-1 avslutades delvis, den 21 mars 1963 förlorades radiokontakten med AMS. I det ögonblicket hade Mars-1 tillryggalagt halva vägen och befann sig mer än hundra miljoner kilometer från jorden, men lyckades överföra viktig information om interplanetärt rymden på stort avstånd från vår planet [3] [4] . Med hjälp av Mars-1 erhölls för första gången data om de fysiska egenskaperna hos yttre rymden mellan jordens och Mars banor: om intensiteten av kosmisk strålning, styrkan hos jordens magnetfält och jordens magnetfält. interplanetärt medium, om flödena av joniserad gas som kommer från solen, och om distributionen av meteorisk materia (rymdfarkosten korsade 2 meteorskurar) [3] [5] .
Rymdfarkoster av fjärde generationen (serie M-71 - " Mars-2 " / " Mars-3 "). AMS duplicerade varandra. Varje AMS bestod av en orbiter (OA), ett nedstigningsfordon (SA) och ProOP-M rovers [6] .
Tekniska utmaningarDen huvudsakliga tekniska uppgiften för Mars-2 och Mars-3- uppdragen var att leverera automatiska Mars-stationer och rovers till Mars omloppsbana och yta, samt ytterligare koordinerat arbete mellan dem [6] .
Nedstigningsfordonen och rovers från den sovjetiska AMS i Mars-programmet klarade inte de tilldelade uppgifterna, medan omloppsbanan slutförde alla de viktigaste tekniska programmen som tilldelats dem. På grund av felen i nedstigningsfordonen löstes inte den huvudsakliga tekniska uppgiften för hela Mars-programmet - skapandet av ett fungerande automatiskt vetenskapligt komplex på Mars.
Mars 2Orbiter AMS "Mars-2". Han genomförde framgångsrikt alla huvudstadierna i sitt program och tillbringade mer än 8 månader med att utforska Mars från omloppsbana, fram till uttömningen av kväve i orienterings- och stabiliseringssystemet (23 augusti 1972) [6] . När man närmade sig Mars skiljdes nedstigningsfordonet från Mars-2, som levererade en vimpel med bilden av Sovjetunionens statsemblem till planetens yta [1] .
AMS Mars-2 nedstigningsmodul. Den skickades till planetens yta i november 1971. Under landningen den 27 november 1971 kraschade apparaten och blev det första konstgjorda föremålet som levererades till Mars.
Mars rover AMS "Mars-2" "ProP-M". Den förlorades på grund av en olycka under landningen av nedstigningsfordonet [7] .
Mars 3Orbiter AMS "Mars-3". Han genomförde framgångsrikt alla huvudstadierna i sitt program och tillbringade mer än 8 månader med att utforska Mars från omloppsbana, fram till uttömningen av kväve i orienterings- och stabiliseringssystemet (23 augusti 1972) [6] .
AMS Mars-3 nedstigningsmodul. Den skickades till planetens yta i december 1971. Den 2 december 1971 skedde den första framgångsrika mjuklandningen på Mars yta någonsin. Kort efter landning började stationen sända ett panorama av den omgivande ytan, men den mottagna delen av panoramat var en grå bakgrund utan en enda detalj. Efter 14,5 sekunder försvann signalen. (Enligt akademikern M. Ya. Marovs memoarer försvann signalen efter 20 sekunder [4] ).
Mars rover AMS "Mars-3" "ProP-M". Den försvann på grund av förlust av kommunikationen med nedstigningsfordonet. [7]
Vetenskapliga resultat Vetenskaplig utrustningOmbord på omloppsbanorna "Mars-2" och "Mars-3" fanns vetenskaplig utrustning designad för mätningar i interplanetär rymd, såväl som för att studera Mars omgivningar och själva planeten från en konstgjord satellits omloppsbana:
Orbitalstationerna "Mars-2" och "Mars-3" genomförde ett omfattande program för orbitalutforskning av Mars i mer än 8 månader. Följande mätningar och resultat utfördes och erhölls:
Utvecklarna av fototelevisionsinstallationen (FTU) använde fel belysningsmodell för Mars. Därför valdes felaktiga exponeringar. Bilderna blev överexponerade, nästan helt oanvändbara. Efter flera serier av bilder (var och en med 12 ramar) användes inte foto-tv-installationen. [åtta]
Studien av Mars 1973-1974, när fyra sovjetiska rymdfarkoster " Mars-4 ", " Mars-5 ", " Mars-6 ", " Mars-7 " nästan samtidigt nådde planetens närhet, fick en ny kvalitet. Syftet med flygningen: bestämning av jordens fysiska egenskaper, ytbergets egenskaper, experimentell verifiering av möjligheten att erhålla tv-bilder etc.
Den vetenskapliga forskning som utförs av rymdfarkosterna "Mars-4", "Mars-5", "Mars-6", "Mars-7" är mångsidig och omfattande. Rymdfarkosten Mars-4 fotograferade Mars från dess förbiflygningsbana. Mars 5 är en artificiell satellit från Mars. Mars-5 överförde ny information om denna planet och utrymmet som omger den, gjorde högkvalitativa fotografier av Mars yta, inklusive färg. Mars-6-nedstigningsfordonet landade på planeten och överförde för första gången data om parametrarna för Mars-atmosfären som erhölls under nedstigningen. Rymdskepparna "Mars-6" och "Mars-7" utforskade yttre rymden från en heliocentrisk bana. "Mars-7" i september-november 1973 registrerade ett samband mellan en ökning av protonflödet och hastigheten på solvinden. Fotografier av Mars yta, som är av mycket hög kvalitet, kan urskilja detaljer upp till 100 m. Detta gör fotografering till ett av de viktigaste sätten att studera planeten. Eftersom fotografering utfördes med färgfilter, erhölls färgbilder av ett antal ytområden genom syntetisering. Färgbilder är också av hög kvalitet och lämpar sig för areologisk-morfologiska och fotometriska studier.
Med hjälp av en tvåkanalig ultraviolett fotometer med hög rumslig upplösning erhölls fotometriska profiler av atmosfären nära planetens lem i spektralområdet 2600–2800 A som var otillgängligt för markbaserade observationer. -7", "Mariner-9" i termer av ozon hörde till den fasta ytan av polarlocket), liksom märkbar aerosolabsorption även i frånvaro av dammstormar. Dessa data kan användas för att beräkna egenskaperna hos aerosolskiktet. Mätningar av atmosfäriskt ozon gör det möjligt att uppskatta koncentrationen av atomärt syre i den nedre atmosfären och hastigheten för dess vertikala transport från den övre atmosfären, vilket är viktigt för att välja en modell för att förklara stabiliteten i den koldioxidatmosfär som finns på Mars. Resultaten av mätningar på planetens upplysta skiva kan användas för att studera dess relief. Studier av magnetfältet i rymden nära Mars, utförda av rymdfarkosten Mars-5, bekräftade slutsatsen som gjorts på grundval av liknande studier av rymdfarkosten Mars-2, Mars-3 att det finns ett magnetfält nära planeten av storleksordningen 30 gamma (i 7 -10 gånger storleken på det interplanetära ostörda fältet som bärs av solvinden). Det antogs att detta magnetfält tillhör planeten själv, och Mars-5 bidrog till att ge ytterligare argument till förmån för denna hypotes. Preliminär bearbetning av Mars-7-data om strålningsintensiteten i resonanslinjen av atomärt väte Lyman-alfa gjorde det möjligt att uppskatta profilen för denna linje i det interplanetära rymden och att bestämma två komponenter i den, som var och en gör en ungefär lika bidrag till den totala strålningsintensiteten. Den information som erhålls kommer att göra det möjligt att beräkna hastigheten, temperaturen och densiteten hos interstellärt väte som strömmar in i solsystemet, samt att isolera bidraget från galaktisk strålning till Lyman-alfa-linjerna. Detta experiment utfördes tillsammans med franska forskare. Baserat på liknande mätningar från rymdfarkosten Mars-5, mättes temperaturen för atomärt väte i den övre atmosfären på Mars för första gången direkt. Preliminär databehandling visade att denna temperatur är nära 350°K.
Mars-6-landaren mätte den kemiska sammansättningen av Mars atmosfär med hjälp av en radiofrekvensmasspektrometer. Kort efter öppnandet av huvudfallskärmen fungerade mekanismen för att öppna analysatorn, och Mars atmosfär fick tillgång till enheten. Masspektra i sig borde ha sänts efter landning och erhölls inte på jorden, men när man analyserade den aktuella parametern för magnetjoniseringspumpen för masspektrografen som sänds via telemetrikanalen under fallskärmsnedstigningen antogs det att argonhalten i planetens atmosfär kan vara från 25 % upp till 45 % [9] . ( Enligt uppdaterade data är andelen argon i Mars atmosfär 1,6%). Innehållet i argon är av grundläggande betydelse för att förstå utvecklingen av Mars atmosfär.
Nedstigningsfordonet utförde även tryck- och omgivningstemperaturmätningar. Resultaten av dessa mätningar är mycket viktiga både för att utöka kunskapen om planeten och för att identifiera de förhållanden under vilka framtida marsstationer bör fungera.
Tillsammans med franska forskare genomfördes också ett radioastronomiexperiment - mätningar av solens radioemission i mätarområdet. Att ta emot strålning samtidigt på jorden och ombord på en rymdfarkost hundratals miljoner kilometer bort från vår planet gör det möjligt att återställa en tredimensionell bild av processen att generera radiovågor och få data om flödet av laddade partiklar som är ansvariga för dessa processer. I detta experiment löstes också en annan uppgift - sökandet efter kortsiktiga skurar av radioemission, som, som förväntat, kan uppstå i rymden på grund av fenomen av explosivtyp i galaxernas kärnor, under supernovaexplosioner och andra processer .
| Utforskning av Mars med rymdskepp | |
|---|---|
| Flygande | |
| Orbital | |
| Landning | |
| rovers | |
| Marshalls | |
| Planerad |
|
| Föreslog |
|
| Misslyckad | |
| Inställt |
|
| se även | |
| Aktiva rymdfarkoster är markerade med fet stil | |