Марс-5

«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]

Марс-5
Автоматическая межпланетная станция «Марс-5»
М-73С № 53
Заказчик Советская космическая программа
Производитель Машиностроительный завод имени С. А. Лавочкина
Оператор НПО 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

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

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

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

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

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

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

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

Управление полётом

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

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

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

Примечания
  1. Mars 5 (NSSDC) (англ.). Дата обращения: 14 октября 2011. Архивировано 22 марта 2012 года.
  2. Проект движения и развития. Приложение к «Вестнику ДФО». Дата обращения: 6 декабря 2008. Архивировано 21 августа 2011 года.
  3. Космические аппараты серии Марс-71 НПО им. С. А. Лавочкина (недоступная ссылка). Дата обращения: 20 августа 2012. Архивировано 23 июля 2015 года.
  4. Ракета-носитель «Протон-К» УР-500К. Дата обращения: 7 декабря 2008. Архивировано 22 марта 2012 года.

Ссылки
This article is issued from Wikipedia. The text is licensed under Creative Commons - Attribution - Sharealike. Additional terms may apply for the media files.