Программа «Викинг»

Материал из Википедии — свободной энциклопедии
Перейти к: навигация, поиск

Программа «Викинг» — космическая программа НАСА по изучению Марса. Программа включала запуск двух идентичных космических аппаратов — «Викинг-1» и «Викинг-2», которые должны были провести исследования с околомарсианской орбиты и на поверхности Марса, в частности, поиск жизни в пробах грунта . Каждый «Викинг» состоял из орбитальной станции — искусственного спутника Марса — и спускаемого аппарата с автоматической марсианской станцией.

Программа «Викинг» завершала серии полетов космических аппаратов НАСА для изучения Марса в семидесятых годах прошлого века, начало которым положил с пролётной траектории «Маринер-4» в 1964 году, продолжили с пролётной траектории «Маринер-6» и «Маринер-7» (1969) и первый искусственный спутник другой планеты «Маринер-9» в 1971—1972 годах. Автоматические марсианские станции «Викингов» — первые космические аппараты, успешно работавшие на поверхности Марса. Это одна из наиболее информативных и успешных марсианских программ, хотя ей и не удалось обнаружить жизнь.

Оба аппарата были запущены в 1975 году с мыса Канаверал, штат Флорида. Перед полётом спускаемые аппараты были тщательно стерилизованы для предотвращения заражения Марса земными формами жизни. Время полета заняло немногим меньше года и к Марсу космические аппараты прибыли в 1976 году. Продолжительность миссий «Викинг» планировалась в 90 дней после мягкой посадки, но каждый аппарат проработал значительно больше этого срока. Искусственный спутник Марса «Викинг-1» проработал до 7 августа 1980 года, автоматическая марсианская станция — до 11 ноября 1982 года (Вследствие ошибки оператора при обновлении программного обеспечения автоматической марсианской станции направленная антенна опустилась вниз и связь с «Викинг-1» была навсегда потеряна). Искусственный спутник Марса «Викинг-2» функционировал до 25 июля 1978 года, автоматическая марсианская станция — до 11 апреля 1980 года.

Устройство и характеристики аппаратов[править | править исходный текст]

Общая масса аппарата при запуске — 3527 кг. Масса орбитальной станции при запуске — 2328 кг (1445 кг масса топлива и газа для системы ориентации). Масса спускаемого аппарата с марсианской станцией при запуске — 1199 кг. Масса автоматической марсианской станции около 600 кг (масса без горючего 572 кг), масса орбитальной станции после посадки спускаемого аппарата около 900 кг. Орбитальная станция, созданная на базе космического аппарата «Маринер-9», имела высоту 3,35 м и размах панелей с солнечными элементами 9,75 м; спускаемый аппарат имел высоту 2,1 м и максимальный поперечный размер 3,6 м.

Американский астроном Карл Саган у макета автоматической марсианской станции «Викинг»

Орбитальная станция имела ракетный двигатель тягой 136 кг. Электроэнергию для орбитальной станции вырабатывали солнечные панели, для автоматической марсианской станции — радиоизотопные термоэлектрические генераторы, содержащие радиоактивный плутоний-238.

На орбитальной станции были установлены две телевизионные камеры (разрешение при съёмке с высоты 1500 км достигало 40 м), инфракрасный спектрометр для регистрации водяных паров в марсианской атмосфере и инфракрасный радиометр для получения тепловой карты планеты.

Искусственный спутник Марса также ретранслировал информацию, передаваемую с автоматической марсианской станции. Пропускная способность — около 10 кбит/с. Автоматические марсианские станции могли связываться с Землёй и непосредственно, но с гораздо более низкой скоростью (менее 1 кбит/с).

В системе обеспечения мягкой посадки спускаемых аппаратов использовались радиолокационный высотомер и радиолокатор, а также 8 ракетных двигателей тягой по 4,5 кг для обеспечения схода с орбиты, 6 двигателей ориентации тягой по 4,5 кг, лобовой экран диаметром 3,6 м для аэродинамического торможения в атмосфере, парашют с куполом диаметром 16,2 м для торможения с высоты ~4 км после отделения лобового экрана и 3 ракетных двигателя с регулируемой тягой (40—260 кг) для торможения с высоты ~1,2 км после отделения парашюта. Использовались посадочные опоры с встроенными сотовыми амортизаторами из алюминия, которые сминаются при посадке поглощая ударную нагрузку.


На спускаемом аппарате были установлены научные приборы для исследований как на участке спуска в атмосфере Марса, так и после посадки на поверхность планеты. На участке спуска измерялись атмосферные давление и температура, определялся газовый состав атмосферы (с помощью масс-спектрометра), регистрировались ионы и электроны в марсианской ионосфере. Кроме того, определялся профиль плотности атмосферы.

Для исследований на поверхности Марса были предусмотрены:

  • две телевизионные камеры с круговым обзором;
  • приборы для метеорологических исследований, измеряющие давление, температуру, скорость и направление ветра у поверхности;
  • сейсмометр;
  • газовый хроматограф в сочетании с масс-спектрометром для идентификации по молекулярному весу органических веществ, входящих в состав проб грунта, а также для анализа проб атмосферных газов;
  • рентгеновский флуоресцентный спектрометр для идентификации неорганических веществ, входящих в состав проб грунта;
  • установка для поиска жизни в пробах грунта по таким признакам, как фотосинтез, обмен веществ и газообмен.

Для помещения в приёмные устройства последних трёх приборов проб грунта служил грунтозаборник, вынесенный на трёхметровой штанге и снабжённый скребком для прокапывания траншей. Скребок позволял также определять механические характеристики грунта, а магниты, установленные на скребке, — собирать частицы магнитных материалов для последующей съёмки их телекамерой с использованием увеличивающего зеркала.

Научные результаты[править | править исходный текст]

Заснеженная пустыня на Марсе. Снимок Викинга-2

«Викинги» впервые передали с поверхности Марса цветные фотографии высокого качества. На них видна пустынная местность с красноватой почвой, усеянная камнями. Небо было розовым из-за света, рассеянного красными частицами пыли в атмосфере.

Основными элементами в почве, по данным рентгено-флуоресцентного спектрометра «Викингов», были кремний (13—15 %), железо (12—16 %), кальций (3—8 %), алюминий (2—7 %), титан (0,5—2 %).

Оба аппарата взяли образцы почвы в качестве проб для анализа на наличие жизни. Результаты оказались довольно неожиданными — выявлена относительно высокая химическая активность грунта, однако однозначных следов жизнедеятельности микроорганизмов обнаружить не удалось.

Эксперимент по газообмену выявил 15-кратное превышение выделения кислорода по сравнению с ожидаемым. Все известные науке земные формы жизни затрачивают определённое время на рост и воспроизведение, и потому это явление, вероятнее всего, объясняется чисто химическими реакциями в веществе богатой железом почвы.

Знаменитое Лицо на Марсе, снятое аппаратом Викинг-1

Во втором эксперименте часть пробы загружалась в резервуар с питательным бульоном, в котором имелись радиоактивные атомы. Анализатор детектировал выделявшиеся газы и обнаружил увеличение двуокиси углерода, почти такое же, как при анализе биологически активных образцов земной почвы. Но вскоре и в этом приборе уровень отчётов упал почти до нуля.

В третьем эксперименте регистрировалось поглощение изотопа углерода 14С предполагаемыми органическими соединениями марсианского грунта. Грунт приводился в контакт с углекислым газом, содержащим радиоактивный углерод 14С вместо обычного 12С, и освещался светом, подобным солнечному. В земных условиях микроорганизмы хорошо усваивают углекислый газ. Затем проба грунта нагревалась, чтобы обнаружить усвоенный радиоактивный углерод 14С. На Марсе этот эксперимент дал неоднозначный результат: углерод то усваивался, то нет.

Кроме того, проводился эксперимент по обнаружению органических веществ (не обязательно в живой форме), который дал, в целом, отрицательный результат.

Основной вывод, который можно сделать по результатам этих экспериментов: либо количество микроорганизмов в местах посадок «Викингов» ничтожно мало, либо их нет вообще. Аналогичные эксперименты в пустынных местностях на Земле однозначно указывали на наличие жизни.

После обнаружения в 2008 году перхлоратов в почве Марса (космическим аппаратом «Феникс») эксперимент «Викингов» был повторён с земным грунтом, взятым в Чили. К грунту были добавлены перхлораты, и результат в целом оказался похож на результаты, полученные «Викингами»[1].

Автоматические марсианские станции в течение нескольких лет вели наблюдения, дав, в частности, множество ценных сведений о марсианской погоде.

Орбитальные станции обнаружили геологические образования, очень напоминающие следы водной эрозии, в частности, русла высохших рек.

Интересные факты[править | править исходный текст]

См. также[править | править исходный текст]

Места посадок автоматических станций на Марсе[править | править исходный текст]

Горы Тарсис Равнина Эллада Гора Олимп Долины Маринер Земля Аравия Амазонское плато Гора Элизий Равнина Исиды Киммерийская земля Равнина Аргир Гора АльбаКарта Марса
Описание изображения

Спирит Спирит

Mars rover msrds simulation.jpg Оппортьюнити

Марсопроходец Mars Pathfinder

Viking Lander model.jpg Викинг-1

Viking Lander model.jpg Викинг-2

Феникс Феникс

Mars3 lander vsm.jpg Марс-3

Кьюриосити Кьюриосити

Примечания[править | править исходный текст]

Литература[править | править исходный текст]

  • Кондратьев К. Я. «Викинги» на Марсе. — Л.: Гидрометеоиздат, 1977. — 68 с.
  • Ксанфомалити Л. В. Парад планет. — М.: Наука. Физмалит, 1997. — 256 с. — ISBN 5-02-015226-9

Ссылки[править | править исходный текст]