Марс-4

Материал из Википедии — свободной энциклопедии
Перейти к: навигация, поиск
Марс-4
Автоматическая межпланетная станция «Марс-4»
М-73С № 52
Mars4.jpg
Заказчик

Союз Советских Социалистических Республик Советская космическая программа

Производитель

Союз Советских Социалистических Республик Машиностроительный завод имени С. А. Лавочкина

Задачи

исследования с орбиты искусственного спутника Марса

Пролёт

10 февраля 1974

Спутник

Солнца

Выход на орбиту

не состоялся

Запуск

21 июля 1973 19:30:59 UTC

Ракета-носитель

Протон 8К82К/РБ 11С824

Стартовая площадка

Союз Советских Социалистических Республик Байконур

Длительность полёта

204 дня

NSSDC ID

1973-047A

SCN

06742

Технические характеристики
Масса

общая: 4000 кг, сухая: 2270 кг

Элементы орбиты
Эксцентриситет

0,23

Наклонение

2,2°

Период обращения

556 дней

Апоцентр

1,63 а. е.

Перицентр

1,02 а. е.

«Марс-4» — советская автоматическая межпланетная станция серии М-73, запущенная 21 июля 1973 года в 19:30:59 UTC по программе «Марс». 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).

Вследствие нарушения в работе одной из бортовых систем было принято решение не включать тормозную двигательную установку «Марса-4», АМС прошла около планеты по пролетной траектории, приблизившись на минимальное расстояние 1844 км, и продолжила полет по гелиоцентрической орбите.

Идентичная по конструкции АМС «Марс-5» вышла на орбиту искусственного спутника Марса.

Технические характеристики[править | править вики-текст]

Основным конструктивным элементом ОА, к которому крепятся агрегаты КА, 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 счет 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[править | править вики-текст]

Общая масса КА «Марс-4» составила 4000 кг, в том числе сухая масса пролётного аппарата — 2187 кг. Масса научной аппаратуры орбитального аппарата (с ФТУ) — 117,8 кг. Корректирующая двигательная установка КА «Марс-4» заправлена 1692,47 кг топлива: 590,47 кг горючего и 1102,0 кг окислителя. Запас азота для газовых двигателей системы ориентации — 82,1 кг.

Технологическая новизна проекта[править | править вики-текст]

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.[1] 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.[1]

Задачи и цели полета[править | править вики-текст]

Тестирование систем аппарата.
  • Создание долговременно функционирующего в околопланетном пространстве искусственного спутника Марса, воспринимающего и передающего на Землю информацию с АМС, десантированных на марсианскую поверхность КА М-73П;
  • Обеспечение второго включения АМС в работу спустя сутки после посадки;
  • Выполнение научной программы, во многом совпадающей с программой, выполняемой пролетными аппаратами М-73П:

1) Получение цветных фотоснимков определенных участков поверхности Марса;

2) Изучение распределения водяного пара по диску планеты;

3) Определение газового состава и плотности атмосферы;

4) Изучение рельефа по распределению СО2, определения распределения концентрации газа в атмосфере, яркостной температуры планеты и атмосферы;

5) Определение диэлектрической проницаемости, поляризации и температуры поверхности планеты;

6) Измерения магнитного поля по трассе перелета и вблизи планеты;

7) Измерения потоков электронов и протонов на трассе перелета и у планеты;

8) Исследования инфракрасного спектра планеты в области 1,5 — 5,5 мкм (в частности, для поиска органических соединений);

9) Поляриметрических исследований планеты с целью определения структуры поверхности;

10) Исследования спектров собственного свечения атмосферы Марса;

11) Регистрации космических излучений и радиационных поясов планеты.

Реализация проекта[править | править вики-текст]

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 г.[1]

Ракета-носитель[править | править вики-текст]

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[править | править вики-текст]

Взаимное расположение Земли и Марса в 1973 г. требовало, чтобы скорость полета КА была более высокой — на 250—300 м/сек больше, чем в 1971 г. Определяемые возможностями существующих средств выведения ограничения по общей массе полезного груза, выводимого на межпланетную траекторию, привели к необходимости применения так называемой двухпусковой схемы полета. Согласно ей, задачи доставки спускаемого аппарата и создания искусственного спутника Марса выполняются двумя разными аппаратами. С учетом необходимости их совместной работы на определенном этапе экспедиции (при функционировании АМС на марсианской поверхности) будущий спутник Марса стартует раньше второго аппарата. Отличие схем их полета существенно лишь на завершающих этапах.

Каждый из этих аппаратов дублирован, поэтому в экспедиции принимает участие четыре КА: Марс-4, Марс-5, Марс-6 и Марс-7. Участки выведения на межпланетные траектории и дальнейший полет вплоть до сближения с Марсом у всех аппаратов идентичны как между собой, так и с соответствующими этапами полета в 1971 году.

Управление полётом[править | править вики-текст]

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.[1] 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[править | править вики-текст]

КА «Марс-4» («М-73С» № 52) запущен с левой пусковой установки площадки № 81 космодрома Байконур 21 июля 1973 года в 22 часа 30 минут 59,2 секунды ракетой-носителем «Протон-К». С помощью трех ступеней ракеты-носителя «Протон-К» и первого включения ДУ разгонного блока КА выведен на промежуточную орбиту ИСЗ высотой 174x162 км. Вторым включением ДУ разгонного блока через ~ 1 час 20 минут пассивного полета осуществлен переход КА на траекторию полёта к Марсу. В 23 часа 49 минут 28,4 секунды КА отделился от разгонного блока. Через 204 суток после старта, 10 февраля 1974 года КА пролетел на расстоянии 1844 км от поверхности Марса. За 27 минут до этого момента были включены однострочные оптико-механические сканеры — телефотометры, с помощью которых проведена съемка панорам двух областей поверхности Марса (в оранжевом и красно-инфракрасном диапазонах). За две минуты до перицентра подлетной гиперболы включено фототелевизионное устройство с короткофокусным объективом. Проведен один 12-кадровый цикл съемки Марса с пролетной траектории на дальностях 1900/2100 км в масштабе 1:5000000. Снимки получались хорошего качества. Вследствие неисправности ФТУ с длиннофокусным объективом, обнаруженной за 5 дней до подлета, при пролёте это фототелевизионное устройство не включалось. Кроме того, после пролёта КА оказался на некоторое время в радиотени от планеты, что позволило провести двухчастотное радиопросвечивание атмосферы Марса. В ходе полета КА «Марс-4» по трассе Земля — Марс с помощью спектрометров ионов и электронов были выполнены измерения энергии частиц солнечного ветра, состава частиц, температуры и скорости отдельных компонентов солнечной плазмы, а также проведены измерения параметров межпланетных магнитных полей.

Научные результаты[править | править вики-текст]

КА «Марс-4» провел фотографирование Марса с пролетной траектории. На фотоснимках поверхности планеты, отличающихся весьма высоким качеством, можно различить детали размером до 100 м. Это ставит фотографирование в число основных средств изучения планеты. При его помощи с использованием цветных светофильтров путем синтезирования негативов получены цветные изображения ряда участков поверхности Марса. Цветные снимки также отличаются высоким качеством и пригодны для ареолого-морфологических и фотометрических исследований.

С помощью двухканального ультрафиолетового фотометра с высоким пространственным разрешением получены фотометрические профили атмосферы у лимба планеты в недоступной для наземных наблюдений области спектра 2600—2800 A.

Технические результаты[править | править вики-текст]

Программа полета станции «Марс-4» не выполнена.

См. также[править | править вики-текст]

Ссылки[править | править вики-текст]

Примечания[править | править вики-текст]