Марс-5

Статья на основе материалов из Википедии «Марс-5» — советская автоматическая межпланетная станция серии М-73 по программе «Марс» запущенная 25 июля 1973 года в 18:55:48 UTC. Серия М-73 состояла из четырёх АМС четвёртого поколения, предназначенных для изучения планеты Марс. Космические аппараты «Марс-4» и «Марс-5» (модификация М-73С), должны были выйти на орбиту вокруг планеты и обеспечивать связь с предназначенными для работы на поверхности автоматическими марсианскими станциями. Спускаемые аппараты с автоматическими марсианскими станциями доставляли космические аппараты «Марс-6» и «Марс-7» (модификация М-73П). [3]

Станция «Марс-5», в отличие от идентичной по конструкции АМС «Марс-4», успешно вышла на орбиту вокруг планеты, однако сразу же произошло нарушение герметичности приборного отсека, в результате чего работа станции длилась лишь около двух недель.[1]

Конструкция аппарата

Основным конструктивным элементом, к которому крепятся агрегаты, в том числе, двигательная установка, панели солнечных батарей, параболическая остронаправленная и малонаправленные антенны, радиаторы холодного и горячего контуров системы обеспечения теплового режима и приборная часть, служит блок топливных баков двигательной установки.

Важное отличие модификаций М-73С и М-73П заключается в размещении научной аппаратуры на орбитальном аппарате: в спутниковом варианте научная аппаратура устанавливается в верхней части блока баков, в варианте со спускаемым аппаратом – на коническом переходном элементе, соединяющем приборный отсек и блок баков.

Для аппаратов экспедиции 1973 года КТДУ модифицирована. Вместо основного двигателя 11Д425.000 установлен 11Д425А, тяга которого в режиме малой тяги составляет 1105 кг (удельный импульс 293 секунды), а в режиме большой тяги — 1926 кг (удельный импульс 315 секунд). Блок баков заменен новым, больших габаритов и объёма за счёт цилиндрической вставки, при этом применены также увеличенные расходные топливные баки. Установлены дополнительные баллоны с гелием для наддува топливных баков. В остальном орбитальные аппараты серии М-73 по компоновке и составу бортовой аппаратуры за небольшим исключением повторяли серию М-71.

Масса

Общая масса КА «Марс-5» составила 4000 кг. Масса научной аппаратуры орбитального аппарата (с ФТУ) — 117,8 кг. Корректирующая двигательная установка заправлена 1705,2 кг топлива: 594,9 кг горючего и 1110,3 кг окислителя.

Научные приборы

Научные приборы, размещенные на станции «Марс-5», предназначались, главным образом, для изучения ряда важнейших характеристик поверхности планеты и околопланетного пространства с орбиты.

Аппарат был оснащён лайман-альфа-фотометром, сконструированным совместно советскими и французскими учёными, и предназначенным для поиска водорода в верхних слоях атмосферы Марса. Установленный на борту магнитометр производил измерения магнитного поля планеты. Для измерения температуры поверхности предназначался инфракрасный радиометр, работавший в диапазоне 8—40 мк. Характеристики текстуры поверхности изучались с помощью двух поляриметров.

Также на борту АМС «Марс-5» были установлены четыре фотометра. Первый анализировал углекислотные полосы инфракрасного спектра для определения рельефа Марса. Второй работал в диапазоне 0,35—0,7 мк и предназначался для изучения цвета и альбедо. Третий фотометр, использовавший длину волны 1,38 микрон, анализировал наличие водяного пара в атмосфере Марса. Последний, ультрафиолетовый фотометр в диапазоне 0,26—0,28 мк, предназначался для поиска озона.

«Марс-5» был оснащён фототелевизионной системой обработки изображений, состоящий из двух камер. Одна из них, названная «Вега-3МСА»[1], имела фокусное расстояние 52 мм и угол обзора 35,7°. Другая, «Зуфар-2СА», имела фокусное расстояние 350 мм и угол обзора 5,67°. Изображения принимались через синий, красный, зелёный и дополнительный специальный оранжевый светофильтры. Камеры обеспечивали разрешение от 100 м до 1 км.

Технологическая новизна проекта

Впервые в практике отечественной космонавтики в одной межпланетной экспедиции одновременно участвовали четыре автоматических космических аппарата.

При подготовке экспедиции продолжена, начатая для аппаратов серии М-71, модернизация наземных экспериментальной и испытательной баз, командно-измерительного наземного комплекса.[2]

Так, для проверки и уточнения тепловых расчетов созданы специальные вакуумные установки, оснащенные имитаторами солнечного излучения. Аналог автоматических КА прошел в них полный объём комплексных тепловакуумных испытаний, задача которых состояла в проверке способности системы терморегулирования поддерживать температурный режим в заданных пределах на всех этапах эксплуатации.[2]

Реализация проекта

Все космические аппараты серии М-73 успешно прошли весь цикл наземных испытаний. Запуски этих автоматических космических аппаратов в соответствии с советской программой исследования космического пространства и планет солнечной системы осуществлены в июле — августе 1973 года.[2]

Ракета-носитель

Для выведения КА серии М-73 использована четырёхступенчатая ракета-носитель «Протон-К» стартовой массой 690 тонн, укомплектованная такими же составляющими, как при запуске КА серии М-71.

Полёт

Управление полётом

Для работы с КА серии М-73 использован наземный радиотехнический комплекс «Плутон», расположенный на НИП-16 близ Евпатории. При приеме информации с космических аппаратов на больших расстояниях для повышения потенциала радиолинии применено суммирование сигналов с двух антенн АДУ 1000 (К2 и К3) и одной антенны КТНА-200 (К-6). Выдача команд осуществляется через антенны АДУ 1000 (К1) и П 400П (К8) на второй площадке НИП-16. Обе антенны оснащены передатчиками дециметрового диапазона «Гарпун-4», способными излучать мощность до 200 кВт.[2]

С точки зрения сеансного управления КА в логику функционирования бортовых систем внесены некоторые изменения: для аппаратов М-73П исключён типовой сеанс 6Т, предназначенный для торможения и выхода на орбиту спутника Марса.

Выполнение программы полета

Схема полёта АМС «Марс-5» предусматривала три коррекции траектории, торможение вблизи Марса и выход на эллиптическую орбиту.

В 1971 году окно запуска аппаратов на Марс было более благоприятным. Тогда же были запущены советские станции «Марс-2» и «Марс-3», а также американская «Маринер-9». Через два года взаимное расположение Земли и Марса требовало более высокую скорость полёта. Для обеспечения требуемой скорости советским АМС необходимо было снизить массу полезной нагрузки.

Для АМС, стартовавших в 1973 году, была принята так называемая двухпусковая схема полёта, согласно которой задачи вывода искусственного спутника и спускаемого аппарата возлагались на станции разных типов. Задачей АМС «Марс-5» являлся выход на орбиту Марса.

«Марс-5» был запущен 25 июля 1973 года с космодрома Байконур с помощью ракеты-носителя Протон УР-500К/РБ (SL-12).[3][4] Старт к Марсу осуществлен вторым включением двигательной установки разгонного блока Д через ~ 1 час 20 минут пассивного полета по промежуточной околоземной орбите высотой 177,5×163,3 км. В 23 часа 14 минут 52,2 секунды произошло отделение КА от разгонного блока.

Совершив три коррекции траектории и торможение вблизи Марса, АМС вышла на орбиту вокруг Марса 12 февраля 1974 года. Однако, сразу после этого была обнаружена разгерметизация приборного отсека орбитального блока, в котором располагались электронные блоки служебных систем и научной аппаратуры. Разработчики предположили, что на этапе торможения или сразу после него аппарат столкнулся с микрометеором. Расчёты показывали, что АМС сможет проработать не более трёх недель.

В связи со значительным уменьшением срока работы станции на орбите, было начато спешное выполнение научной программы. Фототелеметрические камеры успели израсходовать 108 кадров из имеющихся 960. Из-за спешки многие кадры не удавались. Всего с АМС «Марс-5» было получено 43 снимка нормального качества, в том числе 15 с помощью короткофокусной «Вега-3МСА» и 28 — длиннофокусной «Зуфар-2СА». Последний сеанс связи был осуществлён 28 февраля 1974 года.[1]

Результаты

Программа полета КА «Марс-5» выполнена не в полном объёме.

Однако, несмотря на короткий срок активного существования КА «Марс-5», в ходе межпланетного перелета и с орбиты ИСМ с его помощью проведены следующие наблюдения и измерения:

  • во время полета по трассе Земля — Марс с помощью спектрометров ионов и электронов выполнены измерения энергии частиц солнечного ветра, состава частиц, температуры и скорости отдельных компонентов солнечной плазмы;
  • проведено двухчастотное радиопросвечивание атмосферы Марса, получены оценки давления в нижней атмосфере, а также характеристики ионосферы планеты;
  • проведена съемка поверхности Марса с помощью ФТУ (108 кадров) и телефотометров (4 панорамы);
  • проведены исследования свойств поверхности и грунта по их радиационным характеристикам, получены спектры гамма-излучения марсианских пород;
  • с помощью инфракрасного радиометра измерены яркостные температуры грунта вдоль трассы полета спутника;
  • с помощью инфракрасного спектрофотометра получено несколько сотен спектров в интервале от 2 до 5 мкм, с помощью которых определялись состав марсианского грунта и его структура;
  • измерено содержание водяного пара в атмосфере Марса;
  • с помощью фотометра обнаружено наличие озона в атмосфере Марса;
  • получены детальные данные о температуре верхней атмосферы планеты;
  • проведены измерения параметров межпланетных магнитных полей и магнитного поля Марса.

См. также

Примечания

  1. Проект движения и развития. Приложение к «Вестнику ДФО» — 6 декабря 2008 — 2011-08-21
  2. Космические аппараты серии Марс-71 НПО им. С. А. Лавочкина
  3. Mars 5 (NSSDC) — 2012-03-22 — en
  4. Ракета-носитель «Протон-К» УР-500К — 07.12.2008 — 2012-03-22

Ссылки

Исследование Марса космическими аппаратами
Пролётные
Орбитальные
Посадочные
Марсоходы
Запланированные
Предложенные
Неудачные
Отменённые
См. также
Луна-21(Луноход-2) | Космос-543 | Космос-544 | Космос-545 | Космос-546 | Космос-547 | Молния-1-23 | Космос-548 | Прогноз-3 | Космос-549 | Космос-550 | Космос-551 | OPS 6063 | OPS 8410 | Метеор-1-14 | Космос-552 | Салют-2 | Молния-2-5 | Пионер-11 | Космос-553 | Космос-554 | Интеркосмос-9 | Anik A2 | УС-А | Космос-555 | Космос-556 | Космос-557 | Скайлэб | OPS 2093 | Космос-558 | Космос-559 | D-5B , D-5A | Космос-560 | Циклон | Скайлэб-2 | Космос-561 | Метеор-1-15 | Космос-562 | Космос-563 | Космос-564 , Космос-565 , Космос-566 , Космос-567 , Космос-568 , Космос-569 , Космос-570 , Космос-571 | Космос-572 | RAE 2 | DSP F4 | Космос-573 | Космос-574 | Космос-575 | Целина-О | OPS 4018 | Космос-576 | Зенит-4М | Молния-2-6 | OPS 8261 | ITOS E | Марс-4 | Космос-577 | Марс-5 | Скайлэб-3 | Космос-578 | Марс-6 | Марс-7 | DMSP 7529 | Космос-579 | OPS 7724 | Космос-580 | INTELSAT IV F7 | Космос-581 | Космос-582 | Молния-1-24 | Космос-583 | Космос-584 | Космос-585 | Космос-586 | JSSW 1 | Космос-587 | Союз-12 | OPS 6275 | Космос-588 , Космос-589 , Космос-590 , Космос-591 , Космос-592 , Космос-593 , Космос-594 , Космос-595 | Космос-596 | Космос-597 | Космос-598 | Космос-599 | Космос-600 | Космос-601 | Молния-2-7 | Космос-602 | IMP 8 | Космос-603 | Космос-604 | NNS O-20 | Интеркосмос-10 | Космос-605 | Космос-606 | Маринер-10 | NOAA 3 | Космос-607 | OPS 6630 , OPS 7705 , OPS 6630 P/L 2 | Молния-1-25 | Скайлэб-4 | Космос-608 | Космос-609 | Космос-610 | Космос-611 | Космос-612 | Космос-613 | Молния-1-26 | Космос-614 | Космос-615 | DSCS II F-3 , DSCS II F-4 | AE-C | Космос-616 | Союз-13 | Космос-617 , Космос-618 , Космос-619 , Космос-620 , Космос-621 , Космос-622 , Космос-623 , Космос-624 | Космос-625 | Молния-2-8 | Ореол-2 | Космос-626 | Космос-627