Mars-5

Mars-5 je sovětská automatická meziplanetární stanice řady M-73 v rámci programu Mars zahájená 25. července 1973 v 18:55:48 UTC . Série M-73 se skládala ze čtyř kosmických lodí čtvrté generace určených ke studiu planety Mars. Kosmické lodě "Mars-4" a "Mars-5" (modifikace M-73C) měly vstoupit na oběžnou dráhu kolem planety a zajistit komunikaci s automatickými marťanskými stanicemi určenými pro provoz na povrchu. Sestupová vozidla s automatickými marťanskými stanicemi dodala kosmická loď Mars-6 a Mars-7 (modifikace M-73P). [jeden]

Stanice Mars-5 na rozdíl od konstrukce Mars-4 AMS úspěšně vstoupila na oběžnou dráhu kolem planety, ale přístrojový prostor byl okamžitě rozbit, v důsledku čehož provoz stanice trval jen asi dvě týdnů. [2]

Konstrukce přístroje

Hlavním konstrukčním prvkem, ke kterému jsou jednotky připojeny, včetně pohonného systému, solárních panelů, parabolických vysoce směrových a nízkosměrových antén, zářičů studeného a horkého okruhu systému tepelného managementu a přístrojové části, je blok paliva nádrže pohonného systému.

Důležitý rozdíl mezi modifikacemi M-73S a M-73P spočívá v umístění vědeckého vybavení na orbiter: u satelitní verze je vědecké vybavení instalováno v horní části bloku tanku, ve verzi se sestupovým vozidlem , na kónickém adaptéru spojujícím přístrojový prostor a blok nádrže.

Pro vozidla expedice 1973 byla upravena KTDU. Místo hlavního motoru 11D425.000 byl instalován 11D425A, jehož tah v režimu nízkého tahu je 1105 kg (specifický impuls 293 sekund) a v režimu vysokého tahu - 1926 kg (specifický impuls 315 sekund). Blok nádrží byl vyměněn za nový, velkých rozměrů a objemu díky cylindrické vložce, při použití zvýšených palivových nádrží. Pro natlakování palivových nádrží byly instalovány další heliové lahve. Jinak orbitery řady M-73 až na výjimky opakovaly řadu M-71 co do rozložení a složení palubního vybavení.

Mše

Celková hmotnost sondy Mars-5 byla 4000 kg. Hmotnost vědeckého vybavení orbiteru (s FTU) je 117,8 kg. Korekční pohonný systém byl naplněn 1705,2 kg paliva: 594,9 kg paliva a 1110,3 kg okysličovadla.

Vědecké přístroje

Vědecké přístroje umístěné na stanici Mars-5 byly určeny zejména ke studiu řady nejdůležitějších charakteristik povrchu planety a cirkuplanetárního prostoru z oběžné dráhy.

Zařízení bylo vybaveno fotometrem Lyman-alpha, navrženým společně sovětskými a francouzskými vědci a určeným k hledání vodíku v horních vrstvách atmosféry Marsu. Magnetometr nainstalovaný na palubě měřil magnetické pole planety . K měření povrchové teploty byl určen infračervený radiometr pracující v rozsahu 8-40 mikronů . Charakteristiky textury povrchu byly studovány pomocí dvou polarimetrů .

Také na palubě AMS "Mars-5" byly instalovány čtyři fotometry . První analyzovala pásy oxidu uhličitého v infračerveném spektru , aby určila reliéf Marsu. Druhá pracovala v rozsahu 0,35-0,7 mikronů a byla určena ke studiu barev a albeda . Třetí fotometr, využívající vlnovou délku 1,38 mikronu, analyzoval přítomnost vodní páry v atmosféře Marsu. Posledně jmenovaný, ultrafialový fotometr v rozsahu 0,26-0,28 mikronů, byl určen k vyhledávání ozónu .

"Mars-5" byl vybaven fototelevizním systémem zpracování obrazu sestávajícím ze dvou kamer. Jeden z nich, nazvaný „Vega-3MSA“ [2] , měl ohniskovou vzdálenost 52 mm a zorný úhel 35,7°. Další, „Zufar-2SA“, měl ohniskovou vzdálenost 350 mm a pozorovací úhel 5,67 °. Snímky byly pořízeny přes modrý, červený, zelený a další speciální oranžový filtr . Kamery poskytovaly rozlišení od 100 m do 1 km.

Technologická novinka projektu

Poprvé v praxi domácí kosmonautiky se jedné meziplanetární expedice současně zúčastnily čtyři automatické kosmické lodě.

V rámci přípravy na expedici pokračovala modernizace pozemních experimentálních a zkušebních základen a pozemního velitelsko-měřícího komplexu započatá pro vozidla řady M-71. [3]

Pro kontrolu a zpřesnění tepelných výpočtů byly vytvořeny speciální vakuové instalace vybavené simulátory slunečního záření. Obdoba automatické kosmické lodi v nich prošla celou řadou komplexních tepelných vakuových testů, jejichž úkolem bylo otestovat schopnost tepelného řídicího systému udržet teplotní režim ve stanovených mezích ve všech fázích provozu. [3]

Realizace projektu

Všechny kosmické lodě řady M-73 úspěšně prošly celým cyklem pozemních testů. Tyto automatické kosmické lodě byly vypuštěny v červenci až srpnu 1973 v souladu se sovětským programem pro průzkum vesmíru a planet sluneční soustavy. [3]

Odpalovací vozidlo

Ke startu sondy řady M-73 byla použita čtyřstupňová nosná raketa Proton -K o nosnosti 690 tun vybavená stejnými součástmi jako při startu sondy řady M-71.

Let

Řízení letu

Pro práci s kosmickou lodí řady M-73 byl použit pozemní radiotechnický komplex Pluton umístěný na NIP-16 poblíž Evpatoria. Při příjmu informací z kosmických lodí na velké vzdálenosti bylo pro zvýšení potenciálu rádiového spojení použito sčítání signálů ze dvou antén ADU 1000 (K2 a K3) a jedné antény KTNA-200 (K-6). Příkazy jsou vydávány prostřednictvím antén ADU 1000 (K1) a P 400P (K8) na druhém stanovišti NIP-16. Obě antény jsou vybaveny vysílači Harpoon-4 UHF schopnými vyzařovat výkon až 200 kW. [3]

Z hlediska řízení relace kosmické lodi došlo k některým změnám v logice palubních systémů: pro vozidla M-73P byla typická relace 6T určená pro zpomalení a vstup na oběžnou dráhu družice Mars. vyloučeno.

Provedení letového programu

Letové schéma Mars-5 AMS poskytovalo tři korekce trajektorie , brzdění poblíž Marsu a vstup na eliptickou dráhu.

V roce 1971 bylo okno pro vypouštění vozidel na Mars příznivější. Současně byly vypuštěny sovětské stanice Mars-2 a Mars-3 a také americký Mariner-9 . O dva roky později si vzájemná poloha Země a Marsu vyžádala vyšší rychlost letu. Pro zajištění požadované rychlosti musel sovětský AMS snížit hmotnost užitečného zatížení.

Pro AMS, vypuštěný v roce 1973, bylo přijato tzv. dvoustartové schéma letu, podle kterého byly úkoly vypouštění umělé družice a sestupového vozidla přiděleny stanicím různých typů. Posláním AMS "Mars-5" bylo vstoupit na oběžnou dráhu Marsu.

Mars-5 byl vypuštěn 25. července 1973 z kosmodromu Bajkonur pomocí nosné rakety Proton UR-500K/RB (SL-12) . [1] [4] Start na Mars byl proveden druhým zařazením pohonného systému horního stupně D po ~ 1 hodině 20 minutách pasivního letu na střední blízkozemské dráze s výškou 177,5 × 163,3 km . Ve 23 hodin 14 minut 52,2 sekundy se kosmická loď oddělila od horního stupně.

Po třech korekcích trajektorie a brzdění poblíž Marsu vstoupil AMS 12. února 1974 na oběžnou dráhu kolem Marsu . Hned poté však bylo objeveno odtlakování přístrojového prostoru orbitálního bloku, ve kterém byly umístěny elektronické bloky obslužných systémů a vědeckého vybavení. Vývojáři navrhli, že ve fázi brzdění nebo bezprostředně po něm se zařízení srazilo s mikrometeorem. Výpočty ukázaly, že AMC nemohlo fungovat déle než tři týdny.

V souvislosti s výrazným zkrácením doby provozu stanice na oběžné dráze byla zahájena urychlená realizace vědeckého programu. Fototelemetrické kamery dokázaly vyčerpat 108 snímků z dostupných 960. Kvůli spěchu mnoho snímků selhalo. Celkem bylo z Mars-5 AMS získáno 43 snímků normální kvality, z toho 15 s Vega-3MSA s krátkým ohniskem a 28 s Zufar-2CA s dlouhým ohniskem. Poslední komunikační sezení se uskutečnilo 28. února 1974 . [2]

Výsledky

Letový program kosmické lodi Mars-5 nebyl zcela dokončen.

I přes krátkou dobu aktivní existence sondy Mars-5 však během meziplanetárního letu a z oběžné dráhy ISM byla s její pomocí provedena následující pozorování a měření:

• během letu po dráze Země-Mars byla pomocí iontových a elektronových spektrometrů měřena energie částic slunečního větru, složení částic, teplota a rychlost jednotlivých složek slunečního plazmatu;
• byl proveden dvoufrekvenční rádiový průzkum atmosféry Marsu, byly získány odhady tlaku v nižších vrstvách atmosféry a také charakteristiky ionosféry planety;
• průzkum povrchu Marsu byl proveden pomocí FTU (108 snímků) a telefotometrů (4 panoramata);
• byly provedeny studie vlastností povrchu a půdy z hlediska jejich radiačních charakteristik, byla získána spektra gama záření marťanských hornin;
• pomocí infračerveného radiometru byly měřeny teploty jasu půdy podél dráhy letu satelitu;
• pomocí infračerveného spektrofotometru bylo získáno několik stovek spekter v rozsahu od 2 do 5 mikronů, pomocí kterých bylo určeno složení marťanské půdy a její struktura;
• byl změřen obsah vodní páry v atmosféře Marsu;
• pomocí fotometru byla zjištěna přítomnost ozónu v atmosféře Marsu;
• získal podrobné údaje o teplotě horní atmosféry planety;
• byly měřeny parametry meziplanetárních magnetických polí a magnetického pole Marsu.

Viz také

• Mars-4  je sovětská automatická meziplanetární stanice ze série M-73.
• Mars-6  je sovětská automatická meziplanetární stanice ze série M-73.
• Mars-7  je sovětská automatická meziplanetární stanice ze série M-73.
• Seznam kosmických lodí s rentgenovými a gama detektory na palubě

Poznámky

1. ↑ 1 2 Mars 5 (NSSDC  ) . Datum přístupu: 14. října 2011. Archivováno z originálu 22. března 2012.
2. ↑ 1 2 3 Pohybový a rozvojový projekt. Dodatek k Bulletinu Dálného východu federálního okruhu . Získáno 6. prosince 2008. Archivováno z originálu dne 21. srpna 2011. (neurčitý)
3. ↑ 1 2 3 4 Kosmická loď řady Mars-71 NPO im. S. A. Lavočkina (nepřístupný odkaz) . Získáno 20. srpna 2012. Archivováno z originálu dne 23. července 2015. (neurčitý) 
4. ↑ Nosná raketa Proton-K UR-500K . Získáno 7. prosince 2008. Archivováno z originálu dne 22. března 2012. (neurčitý)

Odkazy

• AMC řady M-73 na webových stránkách NPO nich. Lavočkin (nepřístupný odkaz) . Získáno 20. srpna 2012. Archivováno z originálu dne 23. července 2015. (neurčitý) 
• VG Perminov Obtížná cesta na Mars Memoáry vývojáře AMC Mars and Venus
• Ročenka TSB 1975
• Mars 5 na stránkách NASA Archivováno 29. listopadu 2015 na Wayback Machine
• Mars-5 na stránkách NASA "Solar System Exploration".