50 лет со дня запуска КА «Марс-4, Марс-5»
50 лет назад, 21 и 25 июля 1973 года соответственно, ракетами-носителями «Протон-К» с космодрома Байконур были запущены космические аппараты «Марс-4» и «Марс-5», разработанные в НПО Лавочкина.
Аппараты относились к серии «М-73», которая состояла из аппаратов двух модификаций:
– М-73С – аппараты, предназначенные для функционирования в качестве спутников Марса («Марс-4», изд. М-73С №52 и «Марс-5» изд. М-73С №53);
– М-73П – аппараты, предназначенные для доставки в околопланетную область и десантирования с пролетной траектории на поверхность Марса исследовательского зонда – автономной марсианской станции («Марс-6», изд. М-73П №50 и «Марс-7», изд. М-73П № 51).
Задачами спутников Марса (М-73С) были:
· 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:
– получение цветных фотоснимков определенных участков поверхности Марса;
– изучение распределения водяного пара по диску планеты;
– определение газового состава и плотности атмосферы;
– изучение рельефа по распределению СО2, определения распределения концентрации газа в атмосфере, яркостной температуры планеты и атмосферы;
– определение диэлектрической проницаемости, поляризации и температуры поверхности планеты;
– измерения магнитного поля по трассе перелета и вблизи планеты;
– измерения потоков электронов и протонов на трассе перелета и у планеты;
– исследования инфракрасного спектра планеты в области 1,5 – 5,5 мкм (в частности, для поиска органических соединений);
– поляриметрических исследований планеты с целью определения структуры поверхности;
– исследования спектров собственного свечения атмосферы Марса;
– регистрации космических излучений и радиационных поясов планеты.
Станция «Марс-4» приблизилась к планете через 204 суток после старта, 10 февраля 1974 года. Из-за отказа в ходе полета трех каналов бортовой вычислительной машины не удалось провести автономную коррекцию и торможение, необходимые для выведения КА на орбиту ИСМ, в результате чего станция прошла около планеты на расстоянии 1844 км от ее поверхности. 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. Также после пролета 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. Несмотря на данные, собранные КА «Марс-4», программа полёта была не выполнена.
Цели и задачи миссии «Марс-5» были такими же, как и у «Марс-4». Схема полёта АМС «Марс-5» предусматривала три коррекции траектории, торможение вблизи Марса и выход на эллиптическую орбиту. Станция «Марс-5» достигла окрестностей планеты 12 февраля 1974 г., через 202 суток после старта. В 18 час 45 мин была включена тормозная двигательная установка для выведения станции на орбиту спутника Марса. Все динамические операции на заключительном этапе перелета выполнялись автономно с помощью бортовой системы астронавигации. В результате проведенного маневра станция «Марс-5» стала искусственным спутником планеты.
Сразу после выхода на орбиту была обнаружена разгерметизация приборного отсека орбитального блока, в котором располагались электронные блоки служебных систем и научной аппаратуры. Расчёты показывали, что АМС «Марс-5» сможет проработать не более трёх недель. Последний сеанс связи был осуществлён 28 февраля 1974 года.
В связи со значительным уменьшением срока работы станции на орбите программа полета КА «Марс-5» была выполнена не в полном объеме. Но 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.
Таким образом, несмотря на сложности и проблемы, возникающие во время выполнения миссии, КА «Марс-4» и «Марс-5» смогли передать на Землю новые сведения о планете и окружающем её пространстве.