Марс-5
Марс-5 | |
---|---|
Автоматическая межпланетная станция «Марс-5» М-73С № 53 | |
Заказчик | Советская космическая программа |
Производитель | Машиностроительный завод имени С. А. Лавочкина |
Оператор | Научно-производственное объединение имени С. А. Лавочкина |
Задачи | исследования с орбиты искусственного спутника Марса |
Спутник | Марса |
Стартовая площадка | Байконур 81/24 |
Ракета-носитель | Протон УР-500К/РБ (SL-12) |
Запуск | 25 июля 1973 18:55:48 UTC |
Выход на орбиту | 12 февраля 1974 15:45 UTC |
Длительность полёта | 202 дня |
COSPAR ID | 1973-049A |
SCN | 06754 |
Технические характеристики | |
Масса | 2270 кг |
Элементы орбиты | |
Эксцентриситет | 0,7493 |
Наклонение | 35,33° |
Период обращения | 24,88 ч |
Апоцентр | 32555 км |
Перицентр | 1755 км |
«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). [1]
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.[2]
Конструкция аппарата
[править | править код]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
[править | править код]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
[править | править код]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»[2], 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
[править | править код]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.[3]
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.[3]
Реализация проекта
[править | править код]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.[3]
Ракета-носитель
[править | править код]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 код]Управление полётом
[править | править код]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.[3]
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 код]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).[1][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.[2]
Результаты
[править | править код]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
[править | править код]- Марс-4 — советская автоматическая межпланетная станция из серии М-73.
- Марс-6 — советская автоматическая межпланетная станция из серии М-73.
- Марс-7 — советская автоматическая межпланетная станция из серии М-73.
- Список космических аппаратов с рентгеновскими и гамма-детекторами на борту
Примечания
[править | править код]- ↑ 1 2 Mars 5 (NSSDC) (англ.). Дата обращения: 14 октября 2011. Архивировано 22 марта 2012 года.
- ↑ 1 2 3 Проект движения и развития. Приложение к «Вестнику ДФО» . Дата обращения: 6 декабря 2008. Архивировано 21 августа 2011 года.
- ↑ 1 2 3 4 Космические аппараты серии Марс-71 НПО им. С. А. Лавочкина . Дата обращения: 20 августа 2012. Архивировано из оригинала 23 июля 2015 года.
- ↑ Ракета-носитель «Протон-К» УР-500К . Дата обращения: 7 декабря 2008. Архивировано 22 марта 2012 года.
Ссылки
[править | править код]- АМС серии М-73 на сайте НПО им. Лавочкина . Дата обращения: 20 августа 2012. Архивировано из оригинала 23 июля 2015 года.
- V. G. Perminov The Difficult Road to Mars Воспоминания разработчика АМС Марс и Венера
- Ежегодник БСЭ за 1975 год
- Марс-5 на сайте NASA Архивная копия от 29 ноября 2015 на Wayback Machine
- Марс-5 на сайте NASA «Solar System Exploration»