WikiSort.ru - Космос

Марс-2
Оператор	СССР
Спутник	Марса
Стартовая площадка	Байконур
Ракета-носитель	Протон-К / Блок Д
Запуск	19 мая 1971 19:22:49 МСК
Выход на орбиту	27 ноября 1971
NSSDC ID	1971-045A
SCN	05234
Технические характеристики
Масса	4625 кг
Элементы орбиты
Эксцентриситет	0,71178
Наклонение	48,9°
Период обращения	17,96 ч
Апоцентр	24940 км
Перицентр	1380 км
Посадка на небесное тело	27 ноября 1971
Координаты посадки	4° с.ш., 47° з.д. (Долина Нанеди в Земле Ксанфа)

Марс-2 — советская автоматическая межпланетная станция (АМС) четвёртого поколения космической программы «Марс». Одна из трёх АМС серии М-71. Марс-2 предназначена для исследования Марса как с орбиты, так непосредственно на поверхности Марса. АМС состояла из орбитальной станции — искусственного спутника Марса и спускаемого аппарата с автоматической марсианской станцией. Спускаемый аппарат разбился о поверхность планеты, а станция успешно вышла на орбиту, где проработала свыше 8 месяцев.

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.

Технические характеристики

• Масса АMC при запуске: 4625 кг^[1]
• Масса орбитальной станции при запуске: 3625 кг
• Масса спускаемого аппарата при запуске: 1000 кг
• Масса спускаемого аппарата при входе в атмосферу Марса: нет сведений из авторитетных источников
• 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 и Землю.

Межпланетная станция оборудована системой космической автономной навигации, не имевшей аналогов в мире. В системе использовался оптический угломер. За 7 часов до прилета к Марсу прибор должен был провести первое измерение углового положения Марса относительно базовой системы координат. Данные измерений передавались в бортовой компьютер системы управления, который рассчитывал вектор третьей коррекции, необходимый для перевода станции на номинальную траекторию. По результатам расчетов система управления КА без вмешательства с Земли выдавала команды на выполнение коррекции.

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 пролётной 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 19:22:49 МСК 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. 17 июня и 20 ноября 1971 г. успешно проведены коррекции траектории движения. До момента сближения с Марсом полёт проходил по программе. 27 ноября 1971 г. проведена третья коррекцию траектории. Коррекция была выполнена с помощью бортовой автоматики без использования наземных средств. Система автономной астрориентации станции обеспечила ее ориентацию и определила положение станции относительно Марса. Полученные данные были автоматически введены в бортовую электронно-вычислительную машину, которая рассчитала величину и направление корректирующего импульса и выдала необходимые команды для проведения коррекции. После проведения третьей коррекции станция вышла на тректорию, проходящую на расстоянии 1380 км от поверхности Марса.

Спускаемый аппарат Марса-2 был отстыкован 27 ноября 1971 года, когда АМС подлетала к планете, до торможения орбитальной станции и перехода её на орбиту спутника Марса. Перед отделением станция Марс-2 должна была сориентирована так, чтобы спускаемый аппарат после отделения мог двигаться в требуемом направлении. Бортовая ЭВМ из-за программной ошибки сработала неправильно. В результате этого были введены ошибочные установки, которые привели к нерасчётной ориентации станции перед отделением спускаемого аппарата. 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 расчётного. 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 Марс-2 стал первым искусственным предметом на планете.

Орбитальная станция после отделения спускаемого аппарата выполнила торможение и вышла на орбиту искусственного спутника Марса. Параметры орбиты: максимальное удаление от поверхности Марса 25000км., минимальное удаление от поверхности Марса 1380км., наклонение орбиты к плоскости марсианского экватора 48 градусов 54 минуты, период обращения 18 часов.

Отклонения от расчётных значений траектории движения спускаемого аппарата вызваны недостаточным тестированием матобеспечения бортового компьютера. Марс-2 шёл точно по расчётной траектории, и третья коррекция не требовалась. Однако поведение станции в этом случае не проверили на стенде системы управления.

23 августа 1972 года ТАСС сообщил о завершении программы полёта. 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.

В 2002 году в журнале «Космические исследования» опубликована статья, в которой о работе Марс-2 на околомарсианской орбите указано, что из-за плохого качества телеметрии почти все научные данные спутника потеряны^[2].

Интересные факты

• Марс-2 — первая в СССР и мире успешно запущенная к Марсу многотонная АМС. Масса Марса-2 — 4625 кг.
• Большая пылевая буря началась 22 сентября 1971 г. 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 неверные выдержки. 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^[3].
• Система управления разработана и изготовлена НИИ автоматики и приборостроения. Масса системы управления — 167 кг, потребляемая мощность — 800 ватт. Прототипом системы управления являлась вычислительная система лунного орбитального корабля, ядром которой была БЦВМ С-530 на элементах типа «Тропа»^[4].

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^[5].
• Получены фотометрические профили Марса глобального характера во многих спектральных диапазонах. Таких измерений Маринер-9 не проводил^[5].
• Определялось содержание воды в атмосфере. Методика измерения использовала область спектра, где доминирует отражённое солнечное излучение, а не тепловое, и интенсивность полосы почти не зависит от вертикального распределения температуры. Такая методика, в принципе, совершеннее методики использованной на Маринере-9^[5].

См. также

• Марс 1971C — советская автоматическая межпланетная станция четвёртого поколения из серии М-71, предназначенная для исследования Марса с орбиты искусственного спутника.
• Марс-3 — советская АМС четвёртого поколения из серии М-71, предназначенная для исследования Марса как с орбиты искусственного спутника, так и непосредственно на поверхности планеты.
• Список первых посадок на небесные тела

Примечания

Литература

Ссылки

• АМС серии М-71 на сайте НПО им. Лавочкина
• V.G. Perminov The Difficult Road to Mars Воспоминания разработчика АМС Марс и Венера
• Марс-2 на сайте NASA
• Сигнал с Марса. Репортаж из Центра дальней космической связи