Mars-2

Mars-2  je sovětská automatická meziplanetární stanice (AMS) čtvrté generace vesmírného programu Mars . Jeden ze tří AMC řady M-71. Stanice Mars-2 je určena k průzkumu Marsu jak z oběžné dráhy, tak přímo na povrchu Marsu. AMS se skládala z orbitální stanice - umělé družice Marsu a sestupového vozidla s automatickou marťanskou stanicí. Sestupové vozidlo se zřítilo na povrch planety a stanice úspěšně vstoupila na oběžnou dráhu, kde fungovala více než 8 měsíců.

První pokus na světě o měkké přistání sestupového vozidla na Mars (neúspěšný). První lander, který dosáhl povrchu Marsu.

AMS "Mars-2" byl vyvinut v NPO pojmenovaném po S. A. Lavočkinovi .

Specifikace

• Hmotnost AMC při startu: 4625 kg [1]
• Hmotnost orbitální stanice při startu: 3625 kg
• Hmotnost sestupového vozidla při startu: 1000 kg
• Hmotnost sestupového vozidla při vstupu do atmosféry Marsu: žádné informace z autoritativních zdrojů
• Hmotnost automatické marťanské stanice: 355 kg. (po měkkém přistání na Marsu)

Vybavení

AMS se skládala z orbitální stanice a sestupového vozidla s automatickou marťanskou stanicí. Uspořádání AMS navrhl mladý konstruktér V. A. Asyushkin [2] .

Hlavní části orbitální stanice: přístrojový prostor, blok pohonných nádrží, korekční proudový motor s automatizačními jednotkami, solární baterie , anténní napáječe a radiátory tepelného řídicího systému. AMS k zajištění letu měl řadu systémů. Řídicí systém zahrnoval: gyroskopicky stabilizovanou platformu; palubní digitální počítač a vesmírný autonomní navigační systém. Kromě orientace ke Slunci byla v dostatečně velké vzdálenosti od Země (asi 30 milionů km) provedena současná orientace ke Slunci, hvězdě Canopus a Zemi .

Řídicí systém navrhl a vyrobil Výzkumný ústav automatizace a měřicí techniky . Hmotnost řídicího systému je 167 kg, spotřeba energie je 800 wattů. Prototypem řídicího systému byl počítačový systém lunární orbitální lodi, jehož jádrem byl palubní počítač S-530 založený na prvcích typu „Tropa“ [3] .

Meziplanetární stanice byla vybavena autonomním vesmírným navigačním systémem, který neměl ve světě obdoby. Systém využíval optický goniometr. 7 hodin před příletem k Marsu mělo zařízení provést první měření úhlové polohy Marsu vůči základnímu souřadnicovému systému. Naměřená data byla přenášena do palubního počítače řídicího systému, který vypočítal třetí korekční vektor nutný k převedení stanice na nominální trajektorii. Na základě výsledků výpočtů vydal řídicí systém kosmické lodi příkazy k provedení korekce bez rušení Země.

Orbitální stanice obsahovala vědecké vybavení určené pro měření v meziplanetárním prostoru i pro studium okolí Marsu a samotné planety z oběžné dráhy umělé družice: fluxgate magnetometr; infračervený radiometr pro získání mapy rozložení teploty na povrchu Marsu; infračervený fotometr pro studium topografie povrchu měřením množství oxidu uhličitého; optické zařízení pro stanovení obsahu vodní páry spektrální metodou; fotometr viditelného rozsahu pro studium odrazivosti povrchu a atmosféry; zařízení pro stanovení povrchové teploty radiojasnosti v rozsahu 3,4 cm, stanovení její dielektrické konstanty a teploty povrchové vrstvy v hloubce do 30-50 cm; ultrafialový fotometr pro stanovení hustoty horní atmosféry Marsu, stanovení obsahu atomárního kyslíku , vodíku a argonu v atmosféře; čítač částic kosmického záření; energetický spektrometr nabitých částic; měřič energie toku elektronů a protonů od 30 eV do 30 keV. Stejně tak dvě foto-televizní kamery.

Sestupovým vozidlem byla kuželovitá aerodynamická brzdová clona zakrývající automatickou marťanskou stanici (ve tvaru téměř kulového). Na vrcholu automatické marťanské stanice byl pomocí upínacích popruhů připevněn toroidní přístrojový padákový kontejner, který obsahoval výfukové a hlavní padáky a nástroje potřebné k zajištění stažení, stabilizace, sestupu z blízké marťanské dráhy, brzdění a měkkého podestou a spojovacím rámem. Na rámu je motor na tuhá paliva pro převedení sestupového vozidla z letové dráhy na přilétající a jednotky autonomního řídicího systému pro stabilizaci sestupového vozidla po jeho odstavení z orbitální stanice. Před letem bylo sestupové vozidlo sterilizováno.

Průběh letu

Stanice byla vypuštěna z kosmodromu Bajkonur pomocí nosné rakety Proton-K s přídavným 4. stupněm - horním stupněm D 19. května 1971 v 19:22:49 moskevského času . Na rozdíl od AMS předchozí generace byl "Mars-2" nejprve vypuštěn na střední oběžnou dráhu umělé družice Země a poté přenesen na meziplanetární trajektorii horním stupněm "D".

Let stanice na Mars trval více než 6 měsíců. 17. června a 20. listopadu 1971 byly úspěšně provedeny korekce trajektorie. Až do okamžiku přiblížení k Marsu probíhal let podle programu. 27. listopadu 1971 byla provedena třetí korekce trajektorie. Korekce byla provedena pomocí palubní automatiky bez použití pozemních zařízení. Autonomní astro -orientační systém stanice zajistil její orientaci a určil polohu stanice vůči Marsu. Získaná data byla automaticky vložena do palubního elektronického počítače, který vypočítal velikost a směr korekčního impulsu a vydal potřebné příkazy pro korekci. Po třetí korekci stanice vstoupila na dráhu procházející ve vzdálenosti 1380 km od povrchu Marsu.

Vozidlo sestupu Mars-2 bylo odpojeno 27. listopadu 1971, když AMS letěla k planetě, než orbitální stanice zpomalila a vstoupila na oběžnou dráhu satelitu Mars. Před oddělením musela být stanice Mars-2 orientována tak, aby se sestupové vozidlo po oddělení mohlo pohybovat požadovaným směrem. 15 minut po oddělení byl na sestupovém vozidle zapnut pohonný systém na tuhá paliva, který zajistil přesun sestupového vozidla na trajektorii dopadu na Mars. Úhel vstupu do atmosféry se však ukázal větší než přípustný. Sestupové vozidlo vstoupilo do marťanské atmosféry příliš strmě, kvůli čemuž nestihlo zpomalit při aerodynamickém klesání. Padákový systém za takových podmínek sestupu byl neúčinný a sestupové vozidlo, které prošlo atmosférou planety, havarovalo na povrchu Marsu v bodě se souřadnicemi 4 ° N. sh. a 47° západní délky. (Údolí Nanedi v Xanth Land ), která poprvé v historii dosáhla povrchu Marsu. Přistávací modul Mars 2 byl prvním umělým objektem na planetě.

Orbitální stanice po oddělení sestupového vozidla provedla brzdění a vstoupila na oběžnou dráhu umělé družice Marsu. Parametry oběžné dráhy: maximální vzdálenost od povrchu Marsu 25000 km, minimální vzdálenost od povrchu Marsu 1380 km, sklon oběžné dráhy k rovině marťanského rovníku 48° 54', doba otáčení 18 hodin.

Odchylky od vypočtených hodnot trajektorie sestupového vozidla byly způsobeny nedostatečným testováním softwaru palubního počítače. Mars-2 byl docela přesně na plánované dráze. Poloha stanice vůči Marsu před oddělením sestupového vozidla od orbitálního bloku se prakticky nelišila od vypočítané polohy sestupového vozidla pro přenos na trajektorii dopadu. Třetí oprava nebyla nutná. Chování stanice však v tomto případě nebylo testováno na lavici řídicího systému.

Velká prachová bouře , která začala 22. září 1971 ve světlé oblasti Noachis na jižní polokouli, do 29. září pokryla dvě stě stupňů zeměpisné délky od Ausonie po Thaumasii, uzavřela 30. září jižní polární čepičku a zbrzdila vědecké studie povrchu Marsu z umělých satelitů "Mars - 2", " Mars-3 ", " Mariner-9 ". Teprve 10. ledna 1972 prachová bouře ustala a Mars se vrátil do normálu [4] .

Vývojáři fototelevizní instalace (FTU) použili špatný model Marsu. Proto byly vybrány nesprávné úryvky. Snímky se ukázaly přeexponované, téměř zcela nepoužitelné. Po několika sériích záběrů (každý po 12 snímcích) nebyla fototelevizní instalace použita [5] .

Kvůli špatné kvalitě telemetrie byla téměř všechna vědecká data družice ztracena [6] .

23. srpna 1972 TASS oznámil dokončení letového programu. Stanice prováděla komplexní program průzkumu Marsu po dobu více než 8 měsíců. Během této doby provedla stanice 362 otáček kolem planety. AMS pokračovala ve výzkumu až do vyčerpání dusíku v orientačním a stabilizačním systému.

Srovnání s AMS Mariner 9

• Tepelné záření půdy, kterým byla určována její struktura, bylo studováno nejen v infračerveném, ale (na rozdíl od Mariner-9) a v rádiovém rozsahu [7] .
• Globální fotometrické profily Marsu byly získány v mnoha spektrálních rozsazích. Mariner-9 taková měření neprováděl [7] .
• Byl stanoven obsah vody v atmosféře. Technika měření používala oblast spektra, kde dominuje odražené sluneční záření, spíše než tepelné záření, a intenzita pásma je téměř nezávislá na vertikální distribuci teplot. Taková technika je v zásadě dokonalejší než technika použitá na Mariner-9 [7] .

Viz také

• " Mars 1971C " je sovětská automatická meziplanetární stanice čtvrté generace ze série M-71, určená k průzkumu Marsu z umělé dráhy.
• " Mars-3 " je sovětský AMS čtvrté generace ze série M-71, určený k průzkumu Marsu jak z umělé dráhy, tak přímo na povrchu planety.
• Seznam prvních přistání na nebeských tělesech

Poznámky

1. ↑ Automatické meziplanetární stanice "Mars-2, 3" . Přehled projektu . Vědecká a výrobní asociace pojmenovaná po S. A. Lavočkinovi . Získáno 7. června 2021. Archivováno z originálu 10. května 2013. (neurčitý)
2. ↑ Perminov, 1999 , str. 36.
3. ↑ Glazkov A. G. Space Odyssey palubního počítače S-530 // XXXVIII Akademická čtení o kosmonautice. - Reutov , 2014. - S. 115 Archivní kopie ze dne 15. dubna 2015 na Wayback Machine  - ISBN 978-5-9902850-3-3
4. ↑ Bronshten, 1977 .
5. ↑ Mars -71 (Mars-2 a Mars-3) (nepřístupný odkaz) . Vědecká a výrobní asociace pojmenovaná po S. A. Lavočkinovi . Získáno 17. února 2014. Archivováno z originálu 10. května 2013. (neurčitý) 
6. ↑ Moroz V. I., Huntress V. T., Shevalev I. L. Planetární expedice XX století // Space Research: Journal. - 2002. - T. 40 , č. 5 . - S. 451-481 . — ISSN 0023-4206 .
7. ↑ 1 2 3 Novinky o Marsu. — M .: Mir, 1974.

Literatura

• Bronshten V. A. Planeta Mars. — M  .: Nauka , 1977. — 96 s.
• Marov M. Ya., Huntress W. T. Sovětští roboti ve sluneční soustavě: technologie a objevy. - M.  : Fizmatlit, 2017. - 611 s. — ISBN 978-5-9221-1741-8 .
• Novinky o Marsu: Sbírka článků / Ed. V. I. Moroz. — M  .: Mir , 1974. — 195 s. — (Vesmírný výzkum). — Per. z angličtiny.
• Perminov VG Obtížná cesta na Mars  : Stručná historie průzkumu Marsu v Sovětském svazu : [ eng. ] . - NASA , 1999. - č. 15 (červenec). — 79 p. — (Monografie z historie letectví). — ISBN 0-16-058859-6 .

Odkazy

• Mars 2  (anglicky) . NASA . Datum přístupu: 7. června 2021.
• V. Smirnov. Signál z Marsu  : Zpráva z Centra pro komunikaci v hlubokém vesmíru // Pravda  : noviny. - 1971. - 8. prosince. - str. 8.