«Марс-3» — автоматический космический зонд советской программы «Марс» , запущенный 28 мая 1971 года, через девять дней после своего близнеца — космического корабля «Марс-2» . Зонды представляли собой идентичные автоматические космические аппараты, запускаемые ракетами «Протон-К» с разгонным блоком «Блок Д» , каждый из которых состоял из орбитального аппарата и присоединённого к нему посадочного модуля .
После того, как посадочный модуль Mars 2 потерпел крушение на поверхности Марса, посадочный модуль Mars 3 стал первым космическим аппаратом, совершившим мягкую посадку на Марсе 2 декабря 1971 года. Однако он вышел из строя через 110 секунд после приземления, передав только серое изображение без каких-либо подробностей. [5] Орбитальные аппараты Mars 2 и Mars 3 продолжали кружить вокруг Марса и передавать изображения на Землю в течение еще восьми месяцев.
Основной целью орбитального аппарата 4М-В было изучение топографии марсианской поверхности, анализ состава ее почвы, измерение различных свойств атмосферы, мониторинг «солнечной радиации, солнечного ветра, а также межпланетных и марсианских магнитных полей». [1] Кроме того, он служил «реле связи для передачи сигналов с посадочного модуля на Землю». [1]
Орбитальный аппарат пострадал от частичной потери топлива и не имел достаточного количества, чтобы выйти на запланированную 25-часовую орбиту. Вместо этого двигатель выполнил усеченное включение, чтобы вывести космический аппарат на высокоэллиптическую долгопериодическую (12 дней, 19 часов) орбиту вокруг Марса.
По совпадению, особенно сильная пылевая буря на Марсе негативно повлияла на миссию. Когда Mariner 9 прибыл и успешно облетел Марс 14 ноября 1971 года, всего за две недели до Mars 2 и Mars 3, планетологи были удивлены, обнаружив, что атмосфера была густой с «широкопланетным пылевым покрывалом , самым большим штормом, когда-либо наблюдавшимся». Поверхность была полностью скрыта. Не имея возможности перепрограммировать компьютеры миссии, и Mars 2, и Mars 3 немедленно отправили свои посадочные модули, и орбитальные аппараты использовали значительную часть своих доступных ресурсов данных, делая снимки безликих пылевых облаков.
Орбитальный аппарат Mars 3 передал данные, охватывающие период с декабря 1971 года по март 1972 года, хотя передачи продолжались до августа. Было объявлено, что Mars 3 завершил свою миссию к 22 августа 1972 года, совершив 20 витков. Зонд, объединенный с Mars 2, передал в общей сложности 60 снимков. Изображения и данные показали горы высотой до 22 км, атомарный водород и кислород в верхних слоях атмосферы, температуру поверхности в диапазоне от −110 °C до +13 °C, поверхностное давление от 5,5 до 6 мб, концентрацию водяного пара в 5000 раз меньше, чем в атмосфере Земли, основание ионосферы, начинающееся на высоте от 80 до 110 км, и частицы пылевых бурь на высоте до 7 км в атмосфере. Изображения и данные позволили создать карты рельефа поверхности [5] и дали информацию о гравитационном и магнитном полях Марса .
Спускаемый аппарат «Марс-3» был установлен на платформе/орбитальном аппарате напротив двигательной установки. Он состоял из сферической посадочной капсулы диаметром 1,2 м, конического аэродинамического тормозного щита диаметром 2,9 м, парашютной системы и тормозных ракет .
Весь спускаемый модуль имел заправленную массу 1210 кг, из которых 358 кг приходилось на сферическую посадочную капсулу. Автоматическая система управления, состоящая из газовых микродвигателей и баллонов с азотом под давлением, обеспечивала управление ориентацией. Четыре твердотопливных двигателя были установлены на внешнем крае конуса для управления тангажем и рысканием.
Основной и вспомогательный парашюты, двигатель для инициирования посадки и радиолокационный высотомер были установлены в верхней части посадочного модуля. Пена использовалась для поглощения удара внутри спускаемого модуля. Посадочная капсула имела четыре треугольных лепестка, которые открывались после посадки, выравнивая космический корабль и обнажая приборы.
Посадочный модуль был оснащен двумя телевизионными камерами с обзором поверхности на 360 градусов, а также масс-спектрометром для изучения состава атмосферы; датчиками температуры, давления и ветра; и приборами для измерения механических и химических свойств поверхности, включая механический ковш для поиска органических материалов и признаков жизни. Он также содержал вымпел с советским гербом.
Из верхней части сферы выступали четыре антенны для обеспечения связи с орбитальным аппаратом через бортовую радиосистему. Оборудование питалось от аккумуляторов, которые заряжались орбитальным аппаратом перед разделением. Контроль температуры поддерживался с помощью теплоизоляции и системы радиаторов. Посадочная капсула была стерилизована перед запуском, чтобы предотвратить загрязнение марсианской среды.
На борту посадочного модуля Mars 3 находился небольшой марсоход весом 4,5 кг , который должен был передвигаться по поверхности на лыжах, будучи соединенным с посадочным модулем 15-метровым шлангокабелем. Для автономного обхода препятствий использовались два небольших металлических стержня, поскольку радиосигналы с Земли слишком долго управляли марсоходами с помощью дистанционного управления. На марсоходе были установлены динамический пенетрометр и радиационный плотномер. [5]
Основная рама ПрОП-М представляла собой квадратную коробку с небольшим выступом в центре. Рама опиралась на две широкие плоские лыжи, по одной с каждой стороны, слегка приподнимая раму над поверхностью.
Планировалось, что после посадки марсоход будет выведен на поверхность с помощью манипулятора и будет перемещаться в поле зрения телевизионных камер, останавливаясь для проведения измерений каждые 1,5 метра. Также будут фиксироваться следы движения в марсианском грунте для определения свойств материала.
Из-за потери связи неизвестно, был ли запущен марсоход.
Спускаемый модуль Mars 3 был отделен в 09:14 UT 2 декабря 1971 года, за 4 часа 35 минут до достижения Марса. [6] Спускаемый модуль вошел в атмосферу Марса со скоростью примерно 5,7 км/с. Благодаря аэродинамическому торможению , парашютам и тормозным ракетным двигателям , посадочный модуль совершил мягкую посадку в точке с координатами 45°S 202°E / 45°S 202°E / -45; 202 [4] и начал работу.
Посадочный модуль начал передачу на орбитальный модуль Mars 3 через 90 секунд после приземления. [6] Через 20 секунд передача прекратилась по неизвестным причинам. [6] Неизвестно, возникла ли неисправность в посадочном модуле или в ретрансляторе связи на орбитальном модуле. Причина сбоя могла быть связана с чрезвычайно мощной пылевой бурей, которая происходила в то время, и которая могла вызвать корональный разряд , повредив систему связи. Пыльная буря также могла бы объяснить плохое освещение изображения. [5]
Было передано частичное изображение (70 строк). По словам В.Г. Перминова, ведущего конструктора космических аппаратов «Марс» и «Венера» в КБ Лавочкина в первые дни исследования Марса, изображение представляло собой «серый фон без каких-либо деталей». [5]
11 апреля 2013 года НАСА объявило, что Mars Reconnaissance Orbiter (MRO) мог заснять аппаратное обеспечение посадочного модуля Mars 3 на поверхности Марса. Камера HiRISE на MRO сделала снимки того, что может быть парашютом , тормозными ракетами , тепловым экраном и посадочным модулем . [4] Это открытие было сделано любителями космоса, просматривавшими общедоступные архивные изображения. [7] [8]