Космические аппараты исследовавшие марс – все о космосе

Исследования Марса космическими аппаратами. Досье

ТАСС-ДОСЬЕ. 5 мая США отправили на Марс межпланетный космический аппарат InSight с посадочным модулем. Его запуск был осуществлен ракетой-носителем Atlas V, стартовавшей с базы ВВС США Ванденберг (штат Калифорния). Редакция ТАСС-ДОСЬЕ подготовила справку о запусках к Марсу космических аппаратов.

Марс

Марс – четвертая от Солнца планета Солнечной системы, вращается по вытянутой (эллиптической) орбите. Свое название она получила в честь древнеримского бога войны. Часто Марс именуют Красной планетой из-за оттенка поверхности, вызванного высоким содержанием оксида железа.

Среднее расстояние Марса от Солнца составляет 227,9 млн км, период обращения вокруг него – 687 суток (вдвое больше земного). Средний радиус планеты – 3 тыс. 389,5 км (в 1,88 раз меньше земного – 6 тыс.

371 км), масса – 0,108 от земной. Сила притяжения на Марсе почти в три раза слабее земной. Период вращения вокруг своей оси равен примерно 24,5 земных суток.

На Марсе, как и на Земле, происходит смена дня и ночи, а также сезонов.

Марсианская атмосфера разряженная и в основном состоит из углекислого газа (порядка 95,3%), в малых количествах присутствуют азот (2,7%), аргон (1,6%) и кислород (0,13%). Температура на поверхности планеты колеблется от -153 (зимой) до +20 (летом) градусов Цельсия. Характерны резкие перепады температуры в течение суток: днем +20, ночью -90 градусов.

У Марса два естественных спутника: Фобос и Деймос.

Причины научного интереса

Марс относится к земной группе планет Солнечной системы (помимо него и Земли в нее входят также Венера и Меркурий). Среди этой группы Марс наиболее схож с Землей. В его атмосфере, пусть и в малом количестве, содержится кислород.

Присутствует вода – в полярных шапках в виде льда (слишком низкое атмосферное давление не позволяет существовать воде на поверхности в жидком виде). На этой планете, как и на Земле, есть вулканы. На Марсе наблюдаются извилистые долины и углубления, похожие на русла рек.

Такие образования могут быть связаны с водной и ледниковой эрозией и свидетельствовать о том, что несколько миллиардов лет назад эта планета имела более плотную атмосферу и гидросферу.

При этом, в отличие от Венеры с ее очень плотной и ядовитой атмосферой, Марс является более перспективным небесным телом для поиска следов жизни и возможной колонизации в будущем.

Отправка на Марс космических аппаратов сопряжена с трудностями: расстояние между Землей и Марсом колеблется от 55 млн км (когда обе планеты находятся по одну сторону от Солнца) до 400 млн км (когда Солнце находится между ними).

Наиболее удобное время для запуска наступает во время сближения планет. Такие периоды происходят примерно раз в два года и длятся около трех месяцев. В предыдущий раз планеты сближались весной 2016 года (расстояние между ними составило 75,3 млн км).

По состоянию на 5 мая между планетами 120 млн км.

Миссии к Марсу

Первым попытку запуска к Марсу предпринял в 1960 году Советский Союз. В рамках программы “Марсник” (от “Марс” и “Спутник”) планировалось исследовать планету двумя зондами во время ее облета. Запуск аппаратов “Марс 1969А” и “Марс 1969Б” был проведен с Байконура 10 и 14 октября 1960 года. Однако оба были потеряны из-за аварий ракеты-носителя “Молния”.

Первым аппаратом, пролетевшим рядом с планетой, стала советская автоматическая межпланетная станция “Марс-1” (запущена в 1962 году). По расчетам, 19 июня 1963 года она прошла на расстоянии 193 тыс. км от планеты. Однако миссия потерпела неудачу, так как связь с АМС прервалась еще до подлета к Красной планете.

Впервые фотографии марсианской поверхности были получены в 1965 году с американского зонда Mariner 4 (1964). 15 июля, облетая Марс, он подошел к планете на расстояние 9 тыс. 846 км.

Первым искусственным спутником Марса стал американский Mariner 9 (1971). Космический аппарат добрался до планеты 14 ноября 1971 года и почти год проводил исследования с ее орбиты. Mariner 9 впервые с близкого расстояния сфотографировал спутники Марса.

Первым аппаратом, достигшим поверхности планеты, стал 27 ноября 1971 года посадочный модуль советской АМС “Марс-2” (1971). На Марс планировалось спустить самоходный аппарат, который назывался “Прибор оценки проходимости – Марс” (ПрОП-М). Однако марсоход, на борту которого находился вымпел с изображением герба СССР, разбился при посадке.

Впервые мягкую посадку 2 декабря 1971 года удалось осуществить советскому “Марсу-3” (1971), который был идентичен предыдущему аппарату. Однако и второй советский марсоход был потерян, связь с ним прервалась спустя 14,5 сек. после начала работы из-за пылевой бури.

Первыми аппаратами, предназначенными для исследования одного из спутников Марса, были советские “Фобос-1” и “Фобос-2” – запущены 7 и 12 июля 1988 года соответственно. В проекте участвовали также ученые ряда европейских стран. С первым аппаратом была потеряна связь на пути к Марсу, второму удалось передать 37 изображений Фобоса.

Первую успешную миссию марсохода удалось осуществить США. Sojourner (1996) был спущен на поверхность Марса 4 июля 1997 года.

Он проработал около трех месяцев и преодолел расстояние почти 100 м, передал 550 фотографий и проанализировал 15 химических проб с поверхности. Всего на Марсе работали четыре марсохода – все американские.

В 2010 году завершил свою миссию Spirit. До сих пор функционируют Opportunity (с января 2004 года) и Curiosity (с августа 2012 года).

В настоящее время с орбиты планеты ведут исследования шесть земных космических аппаратов. Среди них три американских: Mars Odyssey (с октября 2001 года), Mars Reconnaissance Orbiter (MRO; с марта 2006 года), MAVEN (с сентября 2014 года).

А также европейский Mars Express (с декабря 2003 года) и индийский “Мангальян-1” (с сентября 2014 года).

В 2018 году к ним присоединился орбитальный модуль TGO российско-европейской миссии ExoMars-2016, который после завершения серии сложных маневров занял в начале апреля свою рабочую орбиту.

Всего за всю историю освоения космического пространства к 5 мая 2018 года с Земли к Марсу было отправлено 44 миссии автоматических космических аппаратов разных стран. Из них 16 миссий – успешные, семь – частично успешные, 21 миссия потерпела неудачу.

По 20 миссий на счету США (15 успешных и пять неудачных) и СССР/России (шесть частично успешных, включая совместный с Европейским космическим агентством, ЕКА, проект ExoMars-2016, и 14 неудачных). У ЕКА – две частично успешных миссии, в том числе ExoMars-2016 (совместно с Россией).

По одной миссии у Индии (успешная), Китая (неудачная) и Японии (неудачная).

Дальнейшие планы

На 2020 год, когда будет очередное сближение нашей планеты с Марсом, запланировано несколько миссий разных стран:

  • начнется второй этап российско-европейского проекта ExoMars, предусматривающий доставку на поверхность планеты спускаемого модуля с посадочной платформой и автономным марсоходом Pasteur;
  • США собираются запустить пятый планетоход – Mars 2020 Rover;
  • Индия намеревается отправить к Красной планете второй зонд “Мангальян-2”;
  • Китай планирует осуществить миссию, включающую исследование Марса с помощью орбитального аппарата и марсохода;
  • Объединенные Арабские Эмираты (ОАЭ) совместно с США готовятся отправить к планете свой первый аппарат Mars Hope.

В 2022 году может состояться запуск японской автоматической станции с целью доставки грунта со спутников Марса – Фобоса и Деймоса (в рамках проекта Phobos/Dеimos Sample Rеturn). В 2024 году Россия собирается повторить попытку по забору образцов вещества с Фобоса (проект “Бумеранг”/”Экспедиция-М”), предыдущая подобная миссия (“Фобос-Грунт”) потерпела неудачу в 2011 году.

Кроме того, в планы входит осуществление полета человека на Марс. Пилотируемые марсианские миссии рассматривается космическими ведомствами России (может быть осуществлен не ранее 2030 года) и США (к 2030 году), а также ЕКА (до 2033 года).

В феврале 2017 года власти ОАЭ объявили о проекте строительства первого мини-города на Красной планете – “Марс 2117” – в сотрудничестве с ведущими международными организациями и научно-исследовательскими институтами.

Существуют также частные инициативы по пилотируемым миссиям на Красную планету.

Источник: http://tass.ru/info/5178916

История исследования Марса

Благодаря относительной близости к Земле Марс довольно рано попал в объективы телескопов, и за века наблюдений у астрономов сложилось заблуждение, что Марс пригоден для жизни и даже вполне обитаем. Но Марс любит обманывать.

Вместо инопланетной растительности окраску регулярно меняла поверхность планеты, а «марсианские каналы» оказались оптической иллюзией. Марс припас ещё немало испытаний для своих покорителей.

Которые обязательно доберутся до Красной планеты и посадят там яблони.

Наши знания о Марсе существенно умножились за последние годы. Так, мы выяснили, что на планете нет никакой растительности и воды в жидкой форме, зато поверхность содержит большие запасы льда.

Но ещё больше нам предстоит узнать: ни один исследовательский аппарат пока не вернулся на Землю с образцами марсианского грунта, и мы так и не нашли твёрдых доказательств того, что на Марсе когда-то существовала жизнь.

Давайте для начала посмотрим, как проходило изучение Красной планеты.

Наш давний сосед

Благодаря итальянскому астроному Джованни Скиапарелли мы можем видеть на марсианской карте моря и заливы

Марс впервые попал в поле зрения человека ещё до изобретения телескопа.

Первые письменные свидетельства о Красной планете встречаются в трудах древнеегипетских астрономов, живших за полторы тысячи лет до нашей эры.

Знали о существовании Марса и жители Вавилона, и древние греки, и римляне, а индийские и арабские учёные даже смогли оценить размер планеты и рассчитать расстояние от Марса до Земли.

В XVI веке Николай Коперник предложил гелиоцентрическую модель Солнечной системы, где каждой планете была отведена своя круговая орбита. Немецкий учёный Иоганн Кеплер позднее пересмотрел траекторию движения Марса и рассчитал более точную эллиптическую (вытянутую) орбиту, которая уже совпадала с реальной.

В XVII веке голландский астроном Христиан Гюйгенс первым составил карту поверхности Марса, отразив на ней множество деталей местности. Он же в 1672 году заметил ледяную шапку на северном полюсе. Ледяной покров на южном полюсе шестью годами ранее разглядел итальянец Джованни Доменико Кассини.

Читайте также:  Суперлуние - все о космосе

В конце XIX века другой уроженец Италии, Джованни Скиапарелли, разработал существующую и по сей день систему обозначения объектов на поверхности Марса, введя в обиход термины «море», «залив», «озеро», «болото», «низина», «мыс», «пролив» и «область».

Исследуя Марс, Скиапарелли заметил на его поверхности длинные прямые линии, которые обозначил итальянским словом «canali». В зависимости от смысла этот термин можно перевести на английский как «channels» (образования естественного происхождения) и «canals» (искусственного).

Когда работы Скиапарелли перевели на английский, вместо необходимого «channels» переводчики использовали «canals». Именно так появилось популярное заблуждение, что марсианские «каналы» — дело рук местной цивилизации.

Широкие споры о происхождении марсианских каналов подогрели общественный интерес к Марсу, что поспособствовало развитию научной фантастики; именно тогда Герберт Уэллс написал «Войну миров».

Спустя несколько лет другой итальянский астроном Винченцо Черулли доказал, что каналы — банальная оптическая иллюзия, но начало было положено — Марс и Марсиане плотно закрепились в фантастической литературе.

На конец XIX — начало XX века пришёлся пик телескопических наблюдений за Красной планетой.

Персиваль Ловелл, Весто Мелвин Слайфер, Эжен Мишель Антониади, Эдвард Барнард и другие астрономы составили первые подробные карты поверхности Марса.

Вот только первые же автоматические зонды, долетевшие до Красной планеты спустя полвека, показали, что практически вся имеющаяся информация о Марсе не соответствовала действительности.

Добраться до Марса и уцелеть

Активнее всего Марс пытались покорить в шестидесятые годы, в самый разгар космической гонки. Между 1960 и 1969 годами СССР запустил сразу девять зондов в направлении Марса, но ни один из них не достиг своей цели.

Три аппарата потерпели аварию при старте, три не смогли выйти на околоземную орбиту, один добрался до Марса, но не смог выйти на его орбиту, а ещё два столкнулись с неполадками уже после того, как прибыли в систему Красной планеты.

С этих аварий началась череда неудач, которая до сих пор преследует корабли, отправляющиеся на Марс.

У NASA дела обстояли чуточку получше. В 1965 году до Красной планеты добрался американский исследовательский зонд «Маринер-4».

Зонд пролетел мимо планеты, но отправил на Землю первые детальные фотографии Марса, а также информацию об атмосфере и температуре на поверхности. Полученные данные позволили лучше подготовиться к следующим миссиям.

Добравшийся до Марса в 1969 году «Маринер-9» стал первым искусственным аппаратом, вышедшим на его орбиту.

Зонд «Маринер-9» первым вышел на марсианскую орбиту

Далее инициативу вновь перехватили советские аппараты. В 1971 году исследовательский зонд «Марс-2» первым добрался до поверхности планеты, однако этим его успехи и ограничились: из-за неисправности бортовой электроники «Марс-2» разбился при посадке.

В том же году его преемник, «Марс-3», благополучно пережил посадку, но спустя всего 15 секунд связь с аппаратом прервалась.

Однако оба посадочных модуля были лишь частью экспедиции; в обоих случаях вокруг планеты вращались орбитальные аппараты, которые продолжали собирать сведения о Марсе и переправлять их на Землю.

Первыми аппаратами, благополучно достигшими Марса, стали американские модули «Викинг-1» и «Викинг-2» в 1975 году.

Оба спускаемых аппарата протянули на поверхности планеты гораздо больше запланированного срока и собрали немало информации, но гораздо большую пользу принесли оставшиеся на орбите модули, которые за время своей службы настолько детально запечатлели поверхность Марса, что карты с этими данными используются до сих пор.

Первая цветная фотография с места посадки модуля «Викинг-2»

После семидесятых в исследовании Марса наступил перерыв: американцы, послав человека на Луну, сочли космическую гонку выигранной, сократили финансирование NASA и занялись другими насущными делами, а у СССР возникли свои проблемы.

Интерес к изучению Красной планеты вернулся только в конце девяностых годов. В сентябре 1997-го на марсианскую орбиту вышел зонд «Марс Глобал Сервейор». За четыре года работы аппарат собрал о Марсе больше информации, чем все предыдущие миссии вместе взятые. В том же 1997 году на поверхность опустился первый марсоход — Pathfinder.

Pathfinder — первый марсоход на поверхности планеты

В 2003 году к Марсу отправились ещё два ровера — Spirit и Opportunity. В ходе своей миссии, рассчитанной на 90 марсианских суток, оба марсохода должны были исследовать осадочные породы на поверхности планеты и поискать следы существования воды в прошлом.

Поскольку оба ровера продолжили функционирование после истечения запланированного срока, их миссии несколько раз продлевали.

Связь со Spirit прервалась в 2011 году, вскоре после того, как марсоход увяз в мягкой почве и потерял подвижность, а Opportunity работает до сих пор, побив все рекорды по функционированию исследовательских аппаратов на поверхности планеты.

Марс — суровый и негостеприимный хозяин

В ноябре 2011 года Российское космическое агентство запустило амбициозную миссию под названием «Фобос-Грунт».

Исследовательский зонд должен был приземлиться на Фобосе (одной из двух марсианских лун), а затем вернуться на Землю с образцом местного грунта.

К сожалению, вскоре после запуска аппарат потерял связь с центром управления и смог выйти только на низкую земную орбиту. Вряд ли это последняя неудача на пути к покорению Марса.

Индия стала первой страной в мире, чей зонд добрался до Марса с первой попытки

Марсоход-знаменитость

Американский исследовательский марсоход Curiosity, бороздящий сейчас пустоши Красной планеты, — одна из основных причин растущего интереса к исследованиям Марса.

Ровер собирает сведения о марсианском климате и геологии, ищет признаки наличия жидкой воды и условия для существования микроорганизмов.

Изначальный срок службы Curiosity истекал в декабре 2012 года, но благодаря обилию полученной информации и хорошему состоянию марсохода его миссию продлили.

Впрочем, своей популярностью ровер обязан скорее не успехам в исследовании, а современным средствам связи, благодаря которым он может вести трансляцию с поверхности планеты чуть ли не в прямом эфире. Первые кадры приземления Curiosity на поверхность планеты были показаны NASA на Таймс-сквер в Нью-Йорке, где понаблюдать за событием собралось свыше тысячи человек.

Особую популярность марсоходу добавили своеобразные селфи — фотографии самого Curiosity на фоне марсианской поверхности, сделанные с помощью этакой селфи-палки.

Даже роверы делают селфи… и у них это отлично получается

Марсианское проклятие

Две трети всех запланированных миссий на Красную планету закончились провалом. Постоянные неудачи с отправкой зондов на Марс заставили прессу говорить про «Марсианское проклятие».

Колумнист журнала Time Дональд Нефф пошёл ещё дальше и придумал «галактического гуля» — вымышленного космического монстра, который живёт на поверхности Марса и питается прилетающими исследовательскими зондами.

До Марса с ветерком

Пилотируемые полёты на Марс ещё до высадки на Луне обсуждались часто, а уж после возвращения «Аполлона-11» на Землю и вовсе считались делом ближайших лет.

С тех пор прошло полвека, было предложено несколько десятков программ полёта на Красную планету, начиная от простого облёта по высокой орбите и заканчивая высадкой с последующей колонизацией и терраформированием планеты. Но нога человека на Марс так и не ступила.

Следующие поколения марсоходов будут проектироваться на основе Curiosity

Первым о пилотируемом полёте на Марс задумался один из создателей американской космической программы Вернер фон Браун. В 1952 году он представил на суд публики The Mars Project («Марсианский проект») — масштабный замысел, который, однако, должен был стать лишь кульминацией ещё более грандиозного проекта по изучению всей Солнечной системы.

Для начала фон Браун планировал построить на орбите Земли гигантскую космическую станцию, затем слетать на Луну и только потом уже направляться на Красную планету для её подробного изучения.

Ради этих целей фон Браун намеревался собрать экспедицию из семидесяти человек и построить целый флот — десять кораблей, каждый из которых весил бы примерно четыре тысячи тонн.

Строить всю эту флотилию фон Браун собирался на орбите Земли, а весь необходимый строительный материал должны были вывести в космос новые тяжёлые многоразовые ракеты.

Согласно расчётам, для полного обеспечения марсианской экспедиции потребовалось бы совершить около тысячи запусков в восьмимесячные сроки, то есть, примерно по четыре старта в день! Столь внушительная цифра объясняется низкой грузоподъёмностью первых ракет — при массе в несколько тысяч тонн одна ракета выводила на орбиту всего 40 тонн полезного груза.

Флотилия должна была состоять из пассажирских и грузовых кораблей, в трюмах которых находились посадочные аппараты — планёры. Ведь тогда ещё считалось, что марсианская атмосфера гораздо более плотная, чем на самом деле.

По первоначальным замыслам фон Брауна, сначала должен был «приземлиться» всего один планёр, команда которого затем построила бы базу и посадочную полосу, куда сели бы два других планёра.

Фон Браун рассчитывал, что участники экспедиции будут изучать Марс чуть больше года, а затем вернутся обратно.

В 1962 году Aeronutronic Ford, General Dynamic и Lockheed Missiles and Space Company разработали проект запуска пилотируемого корабля на Марс, озаглавленный Project EMPIRE. Как и фон Браун, новое исследование предполагало постройку самого корабля уже на земной орбите. Правда, здесь для вывода в космос всех необходимых деталей требовалось всего восемь запусков ракеты «Сатурн-5».

Исследование носило чисто теоретический характер, однако здесь впервые были серьёзно рассмотрены все трудности и задачи пилотируемого полёта на Красную планету. Более того, часть следующих проектов и предложений основывалась именно на данных, полученных в ходе работы над Project EMPIRE.

Несмотря на свою значимость, проект EMPIRE был чисто теоретическим и дальше стадии чертежей не зашёл

В шестидесятые Марс был желанной целью советских исследователей, хотя у СССР не было ни мощных ракет-носителей, ни космических станций, ни опыта долговременного пребывания в космосе. Тем не менее к разработке первого тяжёлого межпланетного корабля конструкторское бюро Королева ОКБ-1 (ныне РКК «Энергия») приступило ещё за несколько лет до полёта Гагарина!

Практически все проекты советских марсианских экспедиций выглядели так: несколько мощных ракет Н-1 выводили на низкую земную орбиту блоки, из которых затем собирался межпланетный корабль, работающий на ядерном топливе.

Читайте также:  Галактика сомбреро м104 - все о космосе

В первых вариантах экспедиции на Марс высаживался целый поезд-вездеход с экипажем из шести человек, буровой установкой, возвращаемым модулем, собственным ядерным реактором и даже разведывательным летательным аппаратом.

Участники экспедиции должны были провести на поверхности планеты год.

Позже размеры экспедиции существенно сократились и приобрели более реальные очертания, однако на практике все чаяния советских исследователей добраться до Марса потерпели крах. Все варианты марсианского полёта предполагали использование ракеты Н-1, а она так никогда и не прошла испытаний.

Амбициозные планы СССР по освоению Красной планеты упёрлись в отсутствие тяжёлых ракет для вывода кораблей в дальний космос

Снова о полёте на Марс на самом высоком уровне заговорили в 2004 году, когда президент США Джордж Буш анонсировал новую американскую космическую программу.

Её главными целями были объявлены возвращение на Луну и использование её в качестве плацдарма для дальнейшего полёта на Марс.

Согласно этим планам, американские астронавты должны были основать колонию на Луне к 2020 году, а к 2037-му добраться до Красной планеты.

После смены власти в Белом доме президент Обама отменил эту программу как слишком дорогостоящую и неэффективную, но оставил Марс в списке приоритетных целей NASA.

Если бы президент Обама не отменил программу Constellation, так могли бы выглядеть отправляющиеся к Марсу корабли

Продолжение следует

Если вы нашли опечатку, пожалуйста, выделите фрагмент текста и нажмите Ctrl+Enter.

Источник: https://www.mirf.ru/science/issledovaniya-marsa

Исследование Марса с помощью космических аппаратов

Марсианские хроники. Часть-1. Обзор всех марсианских миссий в истории исследования красной планеты. Как удачных, так и не очень.

В древние времена Марс был для людей одной из пяти «блуждающих» звёзд на небе. Тогда небесная сфера считалась жилищем богов и все видимые на нём объекты получали имена божеств и мифологических персонажей соответствующих культур.

В нашей культуре приняты названия небесных объектов, взятые в основном из древнегреческой мифологии. До времён Аристотеля древние греки называли Марс Фаэтоном, то есть «лучезарным». В IV в. до н.э. Аристотель дал ему имя бога войны Ареса, скорее всего, из-за его красноватого, при некотором воображении, кровавого цвета. Марс — соответствующий древнеримский бог войны.

Каналы на Марсе. Карта, составленная Джованни Скиапарелли.

С развитием астрономии, телескопостроения, а затем и астрофизики стало понятно, что Марс намного больше других планет напоминает Землю.

А когда в конце XIX века американский астроном Персивал Лоуэлл в свой 61-см телескоп подробно рассмотрел «марсианские каналы» (увиденные в 1877 году итальянцем Джованни Скиапарелли) и составил карту Марса, все сомнения отпали — на Марсе есть жизнь!!!

Начался настоящий марсианский бум. А после выхода романа «Война миров» Герберта Уэллса, про нашествие марсиан на Землю, красная планета стала самой популярной и обсуждаемой даже среди простых обывателей. В общем, к началу космической эры у человечества просто «чесались руки» добраться до Марса и, если не поздороваться с братьями по разуму, то хотя бы найти там пару образцов внеземной жизни.

Поэтому, после запуска первого искусственного спутника Земли в 1957 году, запуск первого космического аппарата к Марсу долго ждать не пришлось..

Первые запуски советских космических аппаратов к Марсу

Первым стартанул в гости к марсианам конечно же Советский Союз, даже раньше, чем в космос был отправлен первый человек. Правда, крайне неудачно..

В 1960 г. было создано две аналогичных Автоматических Межпланетных Станции (АМС) серии 1М для фотографирования Марса с пролётной траектории. Запущен 10 октября 1960 года.Через 5 минут полёта из-за сбоя в системе управления, КА (Космический аппарат) отклонился от расчётной траектории. Ещё через полминуты сработала команда на выключение третьей ступени двигателя.В этот момент КА вместе с третьей и четвёртой ступенью ракетоносителя находился на высоте 120 км над Восточной Сибирью, где он успешно и сгорел в плотных слоях атмосферы.Здесь и далее сокращения:* КА — Космический Аппарат.* АМС — Автоматическая Межпланетная Станция.
Брат-близнец предыдущего зонда — АМС 1М №2. Запуск — 14 октября 1960 г.Ещё при старте возникла утечка жидкого кислорода из системы охлаждения, из-за чего замёрзло топливо. На 290-ой секунде полёта отказала всё та-же третья ступень ракетоносителя.Аппарат сгорел в атмосфере, так же как его предшественник, достигнув примерно на той же высоты.
Автоматическая Межпланетная Станция (АМС) серии 2MB. Универсальная модель Космического аппарата, разработанная для исследования Марса и Венеры. 24 октября 1962 года.Аппарат удалось вывести на орбиту искусственного спутника Земли. Однако, из-за перегрева рессоры топливно-насосного агрегата взорвалась четвёртая ступень ракетоносителя, предназначенная для дальнейшего разгона КА и его вывода в межпланетное пространство.Взрыв произошёл над Аляской, и американцы первоначально восприняли это как ядерную атаку со стороны Советского Союза, что чуть не привело к третьей мировой войне.
Схема космического аппарата «Марс-1» из журнала «Техника молодёжи» №6 за 1979 г. Автоматическая межпланетная станция типа 2МВ-4. 1 ноября 1962 г.Этот запуск оказался несколько удачнее предыдущих, КА даже удалось пролететь на расстоянии 197000 км от Марса. Однако, прислать на Землю фотографии Марса и другие данные о нём не удалось.Дело в том, что сразу после выхода на курс в сторону Марса, сломалась система ориентации аппарата. В последний момент удалось лишь развернуть его солнечными батареями к Солнцу. Это позволило поддерживать заряженными батареи электропитания и связь с КА в течение 4 месяцев.За это время «Марс-1» передал множество научных данных о свойствах космического пространства и солнечного излучения. Связь с ним была потеряна на 21 марта 1963 г. расстоянии 106 млн. км. от Земли. А вблизи Марса (примерно на расстоянии 197 тысяч км от его поверхности), согласно расчётам, он пролетел 19 июня того же года.
АМС серии 2МВ 4 ноября 1962 г. В отличие от всех предыдущих АМС запущенных к Марсу, этот имел так же посадочный модуль. То есть, кроме фотографирования Марса с пролётной траектории, в этой миссии планировалась также посадка модуля на поверхность планеты. Но техника опять подвела..КА вышел на околоземную орбиту, но затем из-за недостаточной вибропрочности элементов управления произошло преждевременное отключение разгонного двигателя, и аппарат так и остался кружиться по несколько вытянутой орбите вокруг нашей планеты.Примерно через сутки, 5 ноября, он вошёл в плотные слои атмосферы и сгорел.
АМС серии 3МВ. Улучшенная и усовершенствованная с учётом предыдущего опыта АМС для изучения Марса и Венеры. Было создано 4 модификации: 2 для Марса, 2 для Венеры, с посадочным модулем и без. 30 ноября 1964 г.Станцию удалось вывести на околоземную орбиту и, затем разогнать в направлении Марса. Но в нужный момент не раскрылась одна из двух солнечных батарей. Из-за недостатка энергоснабжения не удалось должным образом откорректировать траекторию полёта станции.15 декабря солнечная батарея всё же открылась, но было уже поздно — аппарат слишком далеко отклонился от расчётной траектории и направить его на «правильный путь» было уже не возможно.Свою основную миссию «Зонд-2» не выполнил, но на нём было произведено успешное испытание новых плазменных двигателей. Это произошло 19 декабря 1964 г.Связь со станцией поддерживалась до начала мая 1965 г. Расчётная дата его неуправляемого пролёта возле Марса — 6 августа 1965 г.

Покорение Марса. Первый успех

Удобный момент для запусков космических аппаратов к Марсу наступает примерно раз в два года или чуть больше, когда Земля и Марс находятся на своих орбитах в одном секторе относительно Солнца, то есть в периоды близкие к противостояниям Марса. Конец 1964 года как раз и был таким периодом, или «астрономическим окном», как говорят специалисты.

К «астрономическому окну» 64-го года американское космическое агентство NASA так же «созрело» для запусков КА к Марсу. Причём удача в этом деле сопутствовала Америке в гораздо большей степени, чем Советскому Союзу, хотя тоже не обошлось без аварий:

АМС серии Màriner (в буквальном переводе «моряк»). Первые два «Моряка» были отправлены в 1962-м году к Венере. Из них только второй выполнил программу, первый же взорвался сразу после старта. 5 ноября 1964 г.После выхода за пределы земной атмосферы не отделился защитный панцирь, защищавший КА от перегрева. Поэтому, соответственно, не раскрылись солнечные батареи и не удалось направить аппарат на расчётную траекторию.Так что, Маринер-3 и по сей день летает где-то по гелиоцентрической орбите, так и не выполнив возложенную на него миссию.
Схема АМС «Маринер-3,4». Восьмиугольный корпус 1,27 м. шириной и 0,47 м. высотой. Четыре солнечные батареи размахом 6,9 м. Вес аппарата 260 кг. Запуск — 28 ноября 1964 г. Цель миссии — фотографирование Марса с пролётной траектории.С учётом печального опыта предыдущего аппарата, на этот «Маринер» поставили защитный обтекатель из магниевого сплава вместо пластика, поэтому проблем с его отделением после выхода из атмосферы не возникло.

Наконец-то, удача!!! Первые фото поверхности.

14-15 июля 1965 года «Маринер-4» пролетел над Марсом на высоте около 10000 км и сделал 22 снимка различных участков его поверхности.Снимки были записаны на бортовой магнитофон и затем поочерёдно передавались на Землю в течение последующих двух недель, когда Марс уже остался далеко позади.Таким образом, это первая в истории человечества миссия к красной планете, увенчавшаяся полным успехом и, в то же время, разочаровавшая как учёных так и энтузиастов Марса, так как на переданных фотографиях они увидели пустынный пейзаж, очень похожий на лунный, без единого признака жизни.

Продолжение:

Хроника марсианских экспедиций. Все части

Источник: http://www.krugozors.ru/issledovanie-marsa-s-pomoshchyu-kosmicheskih-apparatov.html

Изучение Марса

ПодробностиКатегория: Изучение космоса автоматическими аппаратамиОпубликовано 14.12.2012 16:57Просмотров: 5657

Исследование любой планеты – это научный процесс сбора, систематизации и сопоставления данных.

История изучения Марса

Исследование Марса началось ещё 3,5 тысячи лет назад в Древнем Египте. Вавилонские астрономы разработали ряд математических методов для предсказания положения планеты.

Первые телескопические наблюдения Марса были проведены Галилео Галилем в 1610 г. В течение XVII столетия астрономы обнаружили на планете различные детали поверхности. Первая карта Марса была опубликована в 1840 г.

Позже астрономами были обнаружены спектральные линии молекул воды в атмосфере Марса; из-за этого открытия становится популярной мысль о возможности жизни на Марсе.

В 1920-е годы был измерен диапазон температур марсианской поверхности и установлено, что поверхность Марса находится в экстремальных условиях пустыни.

С 1960-х годов начались запуски автоматических межпланетных станций для изучения планеты, вначале с пролетной траектории, а затем с орбиты искусственного спутника и непосредственно на поверхности.

В настоящее время Марс по-прежнему находится под наблюдением наземных телескопов, радиотелескопов и космических аппаратов, позволяющих исследовать поверхность планеты в широком диапазоне электромагнитных волн. Обнаружение на Земле метеоритов марсианского происхождения позволило исследовать химический состав поверхности планеты. Дальнейший прогресс в исследовании Марса связан с продолжением исследования планеты дистанционно управляемыми космическими аппаратами и осуществлением пилотируемого полёта на Марс.

В 1969г. организован Международный планетный патруль в составе семи обсерваторий, расположенных равномерно и недалеко от экватора. Цель патруля – наблюдение широкомасштабных атмосферных явлений и деталей поверхности планет и получение непрерывных серий снимков.

Обсерватории патруля следят за облаками и пыльными бурями, а также сезонными изменениями поверхности Марса.

Полученные изображения отражают марсианские сезонные изменения и показывают, что большинство марсианских пылевых бурь происходят, когда планета находится ближе всего к Солнцу.

Ведутся наблюдения за Марсом и с космического телескопа Хаббл. Но наш разговор сегодня об исследовании Марса автоматическими межпланетными станциями.

С 1960-х годов к Марсу было запущено много космических аппаратов. Самые известные из них: «Викинги», «Маринеры», «Марс» (советские космические аппараты), «Марс Глобал Сервейор», марсоходы «Соджонер» (1997 г.), «Спирит» ( 2004- 2010 гг.), «Опортьюнити» (с 2004 г. и до сих пор), «Кьюриосити» (c 2012 г.) и др.

«Маринер-4»

Американский «Маринер-3» стал первым космическим аппаратом, исследовавшим Марс с пролётной траектории.

Эта автоматическая межпланетная станция предназначалась для проведения научных исследований Марса, передачи информации о межпланетном пространстве и о пространстве около Марса, получения снимков поверхности планеты и проведения эксперимента по радиозатмению Марсом сигнала со станции для получения информации об атмосфере и ионосфере.

Космический аппарат совершил первый успешный облёт Марса и стал первым космическим аппаратом, который сделал снимки другой планеты с близкого расстояния и передал их на Землю.

Правда, полученные снимки были не очень высокого качества, но «Маринер-4» установил, что атмосфера Марса по плотности не превышает 1 % земной и состоит в основном из углекислого газа. Атмосферное давление варьировалось от 4,1 до 7,0 миллибар (до этого предполагали, что атмосферное давление около 85 миллибар) и атмосфера Марса состоит в основном из азота. Дневная температура была −100 градусов по Цельсию.

«Маринер-9»

Этот аппарат стал первым искусственным спутником Марса. Станция была запущена 30 мая 1971 г. После завершения периода марсианских пылевых бурь аппарат стал отправлять на Землю чёткие фотоснимки поверхности Марса. Аппарат передал в общей сложности 7329 изображений около 80 % поверхности планеты.

На изображениях были видны русла высохших рек, кратеры, огромные вулканические образования, гигантскую систему каньонов длиной свыше 4000 километров, свидетельства о наличии ветровой и водной эрозии и смещения пластов, погодные фронты, туман и ещё много интересных подробностей. Также были сфотографированы и спутники Марса, Фобос и Деймос.

Эти открытия стали важной основой для планирования будущих полётов.

«Марс-3»

Спускаемый аппарат советской автоматический межпланетной станции «Марс-3» первым совершил посадку на Марс в 1971 г. Она была предназначена для исследования Марса как с орбиты, так и непосредственно с поверхности планеты. Аппарат передал панораму окружающей поверхности. На его борту был установлен вымпел с изображением герба СССР.

«Викинг»

Американские аппараты «Викинг» изучали Марс в течение нескольких лет (с 1976 года) как с орбиты, так и непосредственно на поверхности. Были проведены эксперименты по обнаружению микроорганизмов в грунте, не давшие положительного результата. Впервые был сделан химический анализ грунта и переданы фотографии поверхности.

Посадочные аппараты длительное время вели наблюдения марсианской погоды, а по данным орбитальных модулей была составлена подробная карта Марса. Программа «Викинг» — космическая программа НАСА по изучению Марса на предмет наличия жизни на этой планете. «Викинги» впервые передали с поверхности Марса цветные фотографии высокого качества.

На них видна пустынная местность с красноватой почвой, усеянная камнями.

Основными элементами в почве, по данным 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 — выявлена относительно высокая химическая активность грунта, но однозначных следов жизнедеятельности микроорганизмов обнаружить не удалось.

Вывод 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.

Орбитальный зонд «Марс Одиссей»

«Марс Одиссей» — орбитальный аппарат НАСА, исследующий Марс. Аппарат был запущен 7 апреля 2001 г. Главная задача, стоящая перед аппаратом, заключалась в изучении геологического строения планеты и поиске минералов. Аппарат получил данные, свидетельствующие о крупных запасах воды на Марсе.

По-видимому, в некоторых областях на глубине порядка 45 см залегает порода, состоящая из замёрзшей воды на 70 % по объёму.

Позже это предположение было подтверждено и другими аппаратами, но окончательно вопрос о наличии воды на Марсе был решен в 2008 году, когда зонд «Феникс», севший вблизи северного полюса планеты, получил воду из марсианского грунта

Зонд «Феникс»

«Феникс» — посадочный модуль НАСА для изучения Марса, работавший в 2008 году. На его борту находился комплекс приборов, позволявших изучать геологическую историю воды, а также выявление условий, благоприятных для жизни микроорганизмов.

Неофициальный лозунг проекта: «За водой!» Аппарат должен был ответить на три ключевых вопроса: пригодны ли полярные районы Марса для жизни, тает ли там периодически лед и как менялись погодные условия в зоне приземления в исторический период, а также исследовать особенности марсианского климата.

18 июня 2008 г. этот зонд нашёл лёд, который потом растаял. После тщательного исследования выяснилось, что лед был водяной.

Орбитальный зонд «Марс-экспресс»

«Марс-экспресс» — космический аппарат Европейского космического агентства, предназначенный для изучения Марса. 2 июня 2003 г. стартовал на космодроме «Байконур» с помощью ракеты-носителя «Союз-ФГ».

Измерения приборов позволили получить ряд важных научных результатов, многие из которых только готовятся к научным публикациям. Впервые обнаружен водяной лёд в южной полярной шапке в конце марсианского лета.

«Марс-экспресс» обнаружил в атмосфере Марса метан, что может свидетельствовать о наличии жизни на планете (метан не может долго находится в марсианской атмосфере, следовательно его запасы пополняются либо в результате жизнедеятельности микроорганизмов, либо вследствие геологической активности).

Для поддержания его количества в атмосфере на Марсе должен быть источник метана. Таким источником могла бы быть тектоническая деятельность. Благодаря снимкам косморобота, учёные смогли сконструировать и представить трёхмерные модели марсианских ландшафтов.

Станция обнаружила плотные облака из сухого льда, которые отбрасывают тень на поверхность планеты и даже влияют на её климат.

Что сейчас?

На орбитах вокруг Марса работают три искусственных спутника:

  • «Марс Одиссей», орбитальный аппарат НАСА, исследующий Марс. Главная задача, стоящая перед аппаратом, заключается в изучении геологического строения планеты и поиске минералов (с 24 октября 2001 года). Аппарату удалось получить данные, свидетельствующие о крупных запасах воды на Марсе.
  • «Марс-экспресс», космический аппарат Европейского космического агентства, предназначенный для изучения Марса (с 25 декабря 2003 г.)
  • Марсианский разведывательный спутник, многофункциональная автоматическая межпланетная станция НАСА, предназначенная для исследования Марса, (с 10 марта 2006 г.). Запущен 12 августа 2005 г. с космодрома на мысе Канаверал. Содержит ряд научных приборов: камеры, спектрометры, радары, которые необходимы для анализа рельефа, поиска минералов и льда на Марсе. Телекоммуникационная система спутника передаёт Землю данных больше, чем все предыдущие межпланетные аппараты вместе взятые. Кроме того, используется в качестве сильного спутника-ретранслятора для других исследовательских программ.

В настоящее время на поверхности Марса работают марсоходы: «Оппортьюнити» и «Кьюриосити».

«Оппортьюнити» работает с 25 января 2004 г. Задачи:

  • Поиск и описание разнообразия горных пород и почв, которые свидетельствуют о прошлой водной активности планеты, поиск образцов с содержанием минералов.
  • Определение распространения и состава минералов, горных пород и почв, которые окружают место посадки.
  • Определить, какие геологические процессы сформировали рельеф местности и химический состав.
  • Проведение наблюдений за поверхностью, сделанных при помощи инструментов Марсианского разведывательного спутника.
  • Поиск железосодержащих минералов.
  • Классификация минералов и геологического ландшафта, а также определение процессов сформировавших их.
  • Оценка условий, которые могли бы быть благотворны для зарождения жизни на Марсе.

«Кьюрио́сити» – автономная химическая лаборатория. Аппарат должен будет за несколько месяцев пройти от 5 до 20 километров и провести полноценный анализ марсианских почв и компонентов атмосферы.

Дальнейшее изучение Марса

Дальнейшее изучение Марса связано с двумя основными направлениями: продолжением исследования планеты космическими аппаратами и осуществление пилотируемого полёта на Марс.

  • «MAVEN» — аппарат НАСА, планируемый к запуску в 2013 году для изучения атмосферы.
  • «Mars Science Orbiter», «Миссия по обнаружению газа на Марсе» — запуск назначен на январь 2016 года.

Также отправку миссий планирует Индия и Китай.

Источник: http://ency.info/earth/izuchenie-kosmosa-avtomaticheskimi-apparatami/98-izuchenie-marsa

Ссылка на основную публикацию