Долгая дорога к Марсу (Часть 1)

На фоне многочисленных успешных советских экспедиций на Венеру и Луну неудачливость с Марсом поражает. В чём заключалась проблема? Объяснить череду провалов такой длины чистой случайностью вряд ли возможно. Никакого "марсианского проклятия", о котором любят говорить уфологи, конечно, нет: лишь две из девяти межпланетных станций, которые отправляли к Марсу американцы, не выполнили свою программу…

Ниже - хронология исследования Марса космическими аппаратами СССР

Миссия

Программа «Марсник» была первой попыткой межпланетных исследований в Советском Союзе. Ее целью было исследование космического пространства между Землей и Марсом, изучение поверхности планеты, передача на Землю фотоснимков, исследование влияния длительного космического перелета на оборудование и определение максимальной дистанции радиосвязи.

Техника

Аппарат представлял собой цилиндрический корпус длиной 2 м с двумя солнечными батареями по бокам и сетчатой узконаправленной антенной на длинном манипуляторе. Вес конструкции составлял около 650 кг. Аппарат нес 10 кг научного оборудования, включая магнитометр на стреле, детектор космических лучей, плазма-ионную ловушку, радиометр, детектор микрометеоритов и спектрорефлектометр для поиска углеводородов – возможного признака жизни на планете.

Эти приборы располагались снаружи станции. Фото-видеокамера находилась внутри в защищенном модуле и предназначалась для съемки освещенной Солнцем поверхности Марса по команде специального сенсора.

Аппарат должен был корректировать свою траекторию с помощью двухкомпонентного ракетного двигателя на диметилгидразине и азотной кислоте, ориентируясь по Солнцу. Маршрут был рассчитан так, чтобы солнечные батареи были освещены на протяжении всего полета. Батареи площадью 1 кв.м каждая заряжали серебряно-цинковые батареи.

Прием управляющих сигналов и передача телеметрии осуществлялись в дециметровом радиодиапазоне. С помощью радиопеленга антенна постоянно направлялась на Землю. Для запуска использовалась четырехступенчатая ракета-носитель «Молния» 8К78.

Результат

«Марсник 1», также известный как «Корабль 4» и «Марс 1960А», был уничтожен при попытке запуска 10 октября 1960 года. 14 октября 1960 года та же участь постигла идентичный ему «Марсник 2», он же «Корабль 5» и «Марс 1960B».

В обоих случаях компрессор двигателя третьей ступени ракеты-носителя не смог развить тягу, достаточную для зажигания, и аппарат не вышел на околоземную орбиту, достигнув лишь 120-километровой высоты. Многие ученые, вовлеченные в проект «Марсник», отрицали существование первого аппарата, признавая только второй.

Миссия

Сбор информации о поверхности и атмосфере планеты, космической радиации и возможности присутствия на Марсе органических веществ, фото- и видеосъемка.

Техника

Космический аппарат «Спутник 22», также известный как «Корабль 11» и «Марс 1962А», был аналогичен успешно запущенному восемью днями позже аппарату «Марс 1». Масса зонда составляла 893,5 кг, вместе с разгонным блоком – 6,5 т.

Результат

24 октября 1962 аппарат был выведен на околоземную орбиту с помощью ракеты-носителя SL-6 «Молния», после чего вышел из строя. Вероятно, что верхняя ступень взорвалась при запуске, в результате чего аппарат разлетелся на куски.

Его обломки еще несколько дней оставались на орбите, а затем были обнаружены американской системой раннего предупреждения ракетной атаки на Аляске. Неудачный запуск был произведен как раз во время Карибского кризиса, поэтому американцы всерьез приняли обломки корабля за советские ядерные баллистические ракеты.

Миссия

Автоматическая межпланетная станция «Марс 1» была направлена к Марсу 01.11.1962, чтобы приблизиться к планете на расстояние 11000 км. Целью полета был сбор информации о поверхности и атмосфере планеты, космической радиации и возможности присутствия на Марсе органических веществ, а также фото- и видеосъемка.

Техника

Корпус аппарата «Марс 1» представляет собой цилиндр диаметром 1 м и длиной 3,3 м. Ширина станции с раскрытыми солнечными батареями и радиаторами составляет 4 м. Корпус разделен на два отсека. Верхний – орбитальный модуль 2,7 м в высоту – содержит двигатели и системы ориентирования. Экспериментальный модуль, в котором находится научное оборудование, размещен в нижней части корпуса.

Для радиосвязи использовались 1,7-метровая узконаправленная параболическая антенна, всенаправленная и слабонаправленная антенны. Энергия добывалась с помощью двух солнечных батарей общей площадью 2,6 кв.м и запасалась в никель-кадмиевых аккумуляторах мощностью 42 Ач.

Связь осуществлялась в дециметровом диапазоне через параболическую антенну и в метровом – через всенаправленную антенну на орбитальном модуле. Передатчик с длиной волны 8 см был установлен на экспериментальном модуле для передачи фото- и видеоматериалов.

Управление температурой осуществлялось с помощью системы терморегулирования с газовым и водяным контурами и двумя полусферическими радиаторами, располагавшимися на концах солнечных батарей.

Аппарат нес исследовательское оборудование, в том числе зонд-магнитометр, спектрорефлексометр, датчики радиации (газоразрядный счетчик и счетчик сцинтилляций), спектрограф, ловушку микрометеоритов.

Результат

1 ноября 1962 года «Марс 1» успешно стартовал и покинул околоземную орбиту. После отделения четвертой ступени раскрылись солнечные батареи. Ранняя телеметрия показала утечку в одном из клапанов системы ориентирования, и аппарат был переведен на гироскопическую стабилизацию.

Во время 61 радиоконтакта (сначала с 2-дневным, затем с 5-дневным интервалом) на Землю были переданы ценные данные о межпланетном пространстве, в том числе информация о метеоритных дождях, интенсивности магнитных полей, радиационных зонах вокруг Земли, солнечном ветре.

21 марта 1963 года, когда аппарат находился на расстоянии 106760000 км от Земли, радиосвязь прекратилась, предположительно из-за выхода из строя системы ориентации антенны. «Марс 1» максимально приблизился к Марсу 19 июня 1963 (приблизительно на 193000 км), после чего вышел на гелиоцентрическую орбиту.

Миссия

«Спутник 24», также известный как «Корабль 13» и «Марс 1962B», был первой попыткой отправки на Красную планету посадочного модуля с целью исследования марсианского грунта и получения фотографий с поверхности Марса.

Техника

Автоматическая межпланетная станция «Спутник 24», предназначенная для посадки на Марс, представляла собой космический аппарат массой около 890 кг. Вместе с разгонным блоком («Тяжелый спутник») станция весила 6500 кг. Аппарат был выведен на орбиту ракетой-носителем SL-6 «Молния».

Результат

4 ноября 1962 года «Спутник 24» успешно стартовал и вышел на околоземную орбиту. При попытке взять направление на Марс на 33-й секунде работы преждевременно отключился разгонный двигатель, и аппарат остался на орбите искусственного спутника Земли. 5 ноября станция вошла в атмосферу и сгорела. Пять крупных обломков были обнаружены Системой раннего предупреждения ракетных атак США.

Миссия

«Зонд 2» - один из аппаратов советской программы космических исследований «Зонд», предназначенный для полета к Марсу. «Зонд 1» отправлялся к Венере, корабли с 3-го по 8-й – к Луне. Успешно завершились лишь несколько лунных миссий.

Техника

Космический аппарат серии 3MV нес видеосистему, включающую фотовидеокамеру, два спектрометра ультрафиолетового диапазона, инфракрасный спектрометр для поиска метана. Кроме того, в исследовательское оборудование входил магнитометр, датчики радиации и детектор микрометеоритов.

Станция «Зонд 2» использовала для коррекции траектории шесть экспериментальных плазменно-эррозионных двигателей конструкции А.М. Андрианова. Устройства данного типа применялись в космосе первый раз. Двигатель был выполнен в виде двух цилиндрических коаксиальных электродов, разделенных изолятором. К центральному электроду подводилась поджигающая игла, соединенная с конденсаторной батареей.

При разряде конденсатора между иглой и электродом происходил разряд, вызывающий их испарение (эрозию) и ионизацию. Эта "затравочная" плазма поступала в промежуток между электродами, на которые подавалось высокое напряжение основной конденсаторной батареи. Появление плазмы инициировало поверхностный разряд, который испарял материал изолятора и ионизировал его молекулы.

Нагрев и взаимодействие тока с собственным магнитным полем ускоряли плазму. Питание двигатель получал от солнечных батарей.

Результат

«Зонд 2» был успешно запущен 30 ноября 1964 года. В первых числах мая 1965 года во время корректирующих маневров радиосвязь с аппаратом была потеряна. 6 августа 1965-го станция пролетела всего в 1500 км от Марса на скорости 5,62 км/с. К тому времени аппарат уже потерял одну из солнечных батарей.

Миссия

«Марс 1969А» - один из двух одинаковых аппаратов, состоящих из орбитальной станции и атмосферного зонда. Миссия никогда не предавалась огласке советским правительством.

Техника

Станция «Марс 1969А» разрабатывалась около двух лет. Космический аппарат нес три телекамеры, которые должны были снимать марсианскую поверхность и передавать кодированный телевизионный сигнал на Землю. Прочее научное оборудование включало радиометр, детектор водяных паров, спектрометры различных диапазонов.

Результат

27 марта 1969 года «Марс 1969А» был запущен в грузовом отсеке ракеты «Протон». Первые две ступени сработали нормально, однако неисправность подшипника турбины в двигателе третьей ступени на 439-й секунде полета привела к заклиниванию, возгоранию и взрыву аппарата. Обломки сгорели в атмосфере в районе Алтайских гор.

Миссия

«Марс 1969B» - один из двух одинаковых аппаратов, состоящих из орбитальной станции и атмосферного зонда. Миссия никогда не предавалась огласке советским правительством.

Результат

2 апреля 1969 года «Марс 1969B» был запущен в грузовом отсеке ракеты «Протон». Практически сразу взорвался один из шести двигателей первой ступени. Системы контроля предприняли попытку автоматической коррекции курса, и ракета продолжила подниматься на пяти двигателях.

На 26-й секунде полета траектория вышла из-под контроля и ракета перешла в горизонтальный полет. Оставшиеся двигатели отключились, и после 41-й секунды полета аппарат столкнулся с Землей в трех километрах от пусковой платформы.

Миссия

В 1971 году Марс приблизился к Земле на минимальное расстояние с 1956 года. В мае 1971-го и Советский Союз, и США совершили по несколько новых попыток направить космические аппараты к Красной планете. Спутник должен был опередить американский Mariner 8, запущенный двумя днями ранее и впоследствии также не дошедший до цели.

Техника

По некоторым источникам, «Космос-419» представлял собой автоматическую орбитальную станцию с посадочным модулем. Возможно, аппарат был обычным спутником, как Mariner 8.

Результат

Ракета-носитель «Протон Д-1-Е» успешно вывела аппарат на низкую околоземную орбиту. Однако четвертая ступень носителя отказала из-за ошибочной настройки таймера зажигания: вместо положенного запуска через 1,5 часа после выхода на орбиту таймер был установлен на 1,5 года.

Двумя днями позже – 12 мая 1971 года – аппарат вошел в атмосферу Земли. Миссия получила название «Космос-419» - имя «Космос» в Советском Союзе получали аппараты, оставшиеся на земной орбите, независимо от их изначального места назначения.

Читать далее "Долгая дорога к Марсу (Часть 2)"