Автоматические межпланетные станции третьего поколения

В мае 1971 года к Марсу стартовали автоматические межпланетные станции "Марс-2" и "Марс-3". Так же как и их предшественников, эти станции вначале вывели на промежуточную орбиту ИСЗ, откуда уже они стартовали к планете. АМС третьего поколения существенно отличались от уже летавших космических аппаратов. И выводились более мощной ракетой-носителем "Протон". Это позволило существенно увеличить их вес (до 4650 кг) и, следовательно, значительно расширить круг исследуемых проблем.

Две основные технически сложные задачи были решены при их запуске - мягкая посадка спускаемого аппарата на поверхность планеты и выведение на орбиты искусственных спутников Марса.

Марс издавна привлекал к себе внимание людей. Пожалуй, это самая популярная на Земле планета Солнечной системы. Особенно популярной она стала после сенсационного "открытия" марсианских каналов. Земляне тут же начали "заселять" Марс разумными существами, и в этом "заселении" принимали участие не только фантасты, но и ученые. Конечно, для этого были некоторые основания. Марс по многим своим характеристикам напоминал Землю: сутки на Марсе длятся около 24 часов; наклон экватора к плоскости орбиты тоже близок к земному; у планеты есть атмосфера; вблизи полюсов обнаружены яркие белые пятна, эти "полярные шапки", напоминающие земные, весной и летом уменьшаются, а осенью и зимой увеличиваются; темные области на поверхности Марса меняют свою окраску и размеры в зависимости от сезона. Так появилась гипотеза о существовании на Марсе растительности.

Но вот в 1965 году "Маринер-4" сфотографировал планету вблизи. И сразу же многие загадки перестали существовать. Оказалось, что марсианская поверхность очень похожа на лунную: вся покрыта кратерами. Выяснилось, что "каналы", которые когда-то вызвали так много самых различных предположений, всего лишь фикция, обман зрения. Наблюдения с Земли позволили исследовать атмосферу Марса. По уточненным данным, она состоит в основном из углекислого газа и содержит небольшое количество водяного пара. А атмосферное давление на поверхности в 100-200 раз меньше, чем на Земле. Значительно ниже и температура: даже на экваторе +30° С днем и -70° С ночью. Условия суровые и, пожалуй, исключающие наличие высокоорганизованной жизни, хотя и не исключающие жизни вообще.

Несмотря на то, что к концу 60-х годов наши знания о Марсе значительно расширились, интерес к нему не уменьшился. И до сих пор ученые не смогли ответить на самый волнующий вопрос: есть ли жизнь на Марсе? Вот почему один за другим отправляются к Марсу космические аппараты, и среди первых разведчиков были советские АМС "Марс-2" и "Марс-3".

Как же были устроены эти аппараты? Принципиальная компоновочная схема осталась прежней: орбитальный отсек, спускаемый аппарат, корректирующая двигательная установка, солнечные батареи (источник электроэнергии) и параболическая антенна для связи с Землей. Впрочем, сама конструкция станции была совершенно иной. Основным несущим элементом конструкции стал цилиндрический топливный бак мощной двигательной установки. К баку крепится все остальное. Внизу - приборный отсек в виде тора, "бублика", в котором размещены приборные блоки всех основных систем. В дырке этого "бублика" установили двигатель. Вверху - спускаемый аппарат.

На станциях впервые испытывалось много новых систем. Одна из них (автономная навигационная) осуществляла маневры, обеспечивающие мягкую посадку спускаемого аппарата и выведение станции с высокой точностью на орбиту спутника Марса. Причем всеми этими операциями руководила бортовая вычислительная машина без вмешательства Земли.

Впервые в истории космонавтики предстояло совершить мягкую посадку на Марс. Была выбрана гибридная схема - торможение за счет лобового аэродинамического щита в верхних слоях атмосферы, спуск на парашюте, а перед самой поверхностью - с помощью ТДЦ. Предусматривалось также использование амортизационного устройства в момент посадки.

Весь полет станций по траектории Земля - Марс, проведение заключительных маневров, переход на орбиты спутников планеты и посадка прошли точно по программе. Капсула "Марса-2" 27 ноября 1971 года впервые доставила на поверхность планеты вымпел с изображением Герба Советского Союза. Второго декабря спускаемый аппарат "Марса-3" совершил мягкую посадку. Сами же АМС еще длительное время исследовали планету и фотографировали ее с орбит искусственных спутников. Интересные результаты удалось получить во время наблюдения мощной пылевой бури на поверхности Марса, бушевавшей несколько месяцев, то затихая, то вновь усиливаясь.

К планетным станциям третьего поколения относятся и советские станции "Венера-9" и "Венера-10", совершившие полет в 1975 году. Совершенно уникальные результаты были получены от спускаемых аппаратов этих станций, осуществивших мягкую посадку на Венеру и впервые в истории передавших на Землю панорамы поверхности с "планеты загадок". Удивительными и неожиданными оказались эти снимки: острые камни, скалистые обломки (до этого думали, что плотная и горячая атмосфера Венеры превращает камни во что-то вроде морских голышей со сглаженными углами).

Конструктивно эти станции были похожи на "Марсы". Отличались лишь спускаемые аппараты, рассчитанные на работу при наружном давлении в 100 атм и температуре около 500° С. Спуск на поверхность шел в три этапа: аэродинамическое торможение в верхних слоях атмосферы, спуск на трехкупольном парашюте и на последнем участке -. плавная посадка с помощью аэродинамического устройства. Станции "Венера-9" и "Венера-10" стали ее первыми искусственными спутниками, которые в течение многих месяцев изучали верхнюю атмосферу и околопланетное пространство, фотографировали облачный покров.

К АМС третьего поколения относятся "Марсы" с четвертого по седьмой, "Венера-11" и "Венера-12". Спускаемые аппараты двух последних осуществили мягкую посадку на Венеру в декабре прошлого года, провели тонкий химический анализ атмосферы, зафиксировали грозовые разряды, позволили уточнить модель атмосферы планеты, которая еще и теперь во многом остается загадочной.

Полеты автоматических межпланетных станций к Марсу и Венере, прямые измерения в атмосфере планет и на поверхности значительно расширили наши знания о строении Солнечной системы, об условиях в космическом пространстве. И ответ на вопрос "Есть ли жизнь на Марсе?", очевидно, дело не такого уж далекого будущего.

Техника молодежи, №7, 1979 г.

Схема работы приборов части научного комплекса «Марса-3» на орбите искусственного спутника Марса

Здесь показаны радиометр а для измерения температуры поверхности и 3 фотометра. Один из них б — инфракрасный углекислотный альтиметр, предназначенный для измерения рельефа местности, другой в, также инфракрасный, для определения количества условно осажденной воды в атмосфере и третий — фотометр г для излучения атмосферы и поверхности планеты. Оптические оси всех приборов параллельны. Ось третьего фотометра, кроме того, может перемещаться в плоскости орбиты

из книги Л.В. Ксанфомалити "Планеты открытые заново", изд. Наука, Москва, 1978

«Марс-3»

1 Антенна французской научной аппаратуры «Стерео».

2 Остронаправленная параболическая антенна.

3 СА с коническим тепловым экраном.

4 Малонаправленная антенна.

5 Радиатор системы терморегулирования.

6 Панель солнечной батареи.

7 Блок баков двигательной установки.

8 Датчики автоматической системы навигации.

9 Приборы системы астроориентации.

10 Корректирующая тормозная двигательная установка.

11 Приборный отсек.

PRETICH.ru

***