Mars 96 (иногда называемый Mars-8 ) был неудачной миссией на Марс , запущенной в 1996 году для исследования Марса российскими космическими войсками и не связанной напрямую с советской программой марсианского зонда с тем же названием. После неудачного включения второго четвертого этапа зонд повторно вошел в атмосферу Земли , разрушив более 320 км (200 миль) участка Тихого океана , Чили и Боливии . [1] Космический аппарат Mars 96 был основан на зондах Phobos, запущенных на Марс в 1988 году. Они были новой конструкции в то время, и оба в конечном итоге потерпели неудачу. Для миссии Mars 96 конструкторы считали, что они исправили недостатки зондов Phobos, но ценность их улучшений так и не была продемонстрирована из-за разрушения зонда во время фазы запуска.
Mars 96, единственный советский/российский лунный или планетарный зонд в 1990-х годах, был амбициозной миссией по исследованию эволюции марсианской атмосферы, ее поверхности и ее недр. Первоначально запланированные как два космических аппарата, Mars 94 и Mars 96, миссии были отложены и стали Mars 96 и Mars 98. Впоследствии Mars 98 был отменен, оставив Mars 96 первой российской миссией в дальний космос за пределами околоземной орбиты после распада Советского Союза. Весь космический аппарат состоял из орбитального аппарата, двух небольших автономных станций и двух независимых пенетраторов. [2]
Однако это была очень амбициозная миссия и самый тяжелый межпланетный зонд, запущенный до того времени. Миссия включала большой набор инструментов, предоставленных Францией , Германией , другими европейскими странами и Соединенными Штатами . Подобные инструменты с тех пор летали на Mars Express , запущенном в 2003 году. Его научным сотрудником был Александр Захаров .
Mars 96 был предназначен для улучшения наших знаний о Марсе. Научной целью миссии было изучение эволюционной истории поверхности, атмосферы и внутренней структуры планеты. Другие исследования во время круиза, такие как астрофизические исследования, должны были быть сделаны. Их можно разделить на несколько категорий:
Исследования поверхности Марса должны были включать глобальную топографическую съемку, минералогическое картирование, определение состава почвы, а также изучение криолитозоны и ее глубинной структуры.
Исследования атмосферы должны были включать климат, содержание определенных элементов, ионов и химических веществ, таких как вода, углекислый газ, озон и другие, общий глобальный мониторинг, изменения давления с течением времени и характеристику аэрозолей.
Исследования структуры планеты включали определение толщины коры, изучение марсианского магнитного поля, изучение теплового потока , поиск возможности существования действующих вулканов и изучение сейсмической активности.
Исследования плазмы включали изучение напряженности и ориентации магнитного поля, изучение ионов и энергетического состава плазмы во время межпланетного полета и вблизи Марса, а также изучение магнитосферы и ее границ.
В ходе межпланетного перелета предполагалось провести астрофизические исследования, в том числе изучение космических гамма-всплесков, а также изучение колебаний Солнца и других звезд.
Орбитальный аппарат Mars 96 представлял собой 3-осевой стабилизированный по Солнцу/звезде космический аппарат, который был основан на конструкции орбитальных аппаратов Phobos . Он имел развертываемые антенны с высоким и средним коэффициентом усиления. Две большие солнечные панели были прикреплены к обеим сторонам космического аппарата. Он также имел отделяемый двигательный блок, который должен был отделяться через некоторое время после выхода на орбиту Марса. Две наземные станции были прикреплены сверху космического аппарата. Два пенетратора были прикреплены к двигательному блоку. Он также имел систему MORION, которая была центральным интерфейсом, микропроцессором и системой памяти. Орбитальный аппарат имел общую массу с топливом 6180 кг. Его сухая масса составляла 3159 кг.
Каждая станция Surface Station была заключена в аэрооболочку высотой около 1 метра и диаметром около 1 метра. Каждая станция имела блок обработки данных станции (SDPI) для управления работой станции, телекоммуникационный блок с передатчиком и приемником для передачи данных и источник питания, состоящий из двух радиоизотопных термоэлектрических генераторов (РИТЭГ), аккумулятора и электроники для управления зарядом аккумулятора. Каждая станция Surface Station также несла компакт-диск, содержащий научно-фантастические рассказы, звук и искусство, которые вдохновили на исследование Марса. Он был предназначен в качестве подарка для будущих исследователей-людей. Ожидаемый срок службы каждой станции Surface Station составлял один год.
Каждый пенетратор состоял из двух основных структур: носовой части и кормовой части. Когда пенетратор ударялся о поверхность, носовая часть была спроектирована так, чтобы отделиться и углубиться на 5-6 метров в поверхность, в то время как кормовая часть оставалась на поверхности, соединенная с носовой частью проводами. Носовая часть содержала вспомогательное оборудование и часть анализирующего пакета, а кормовая часть содержала остальную часть анализирующего пакета и радиооборудование. Каждый пенетратор питался от радиоизотопного термоэлектрического генератора (РИТЭГ) и батареи. Ожидаемый срок службы каждого пенетратора составлял один год.
Две наземные станции, каждая из которых имеет:
Два пенетратора, каждый из которых имеет:
Запуск должен был состояться 16 ноября 1996 года на ракете-носителе «Протон» 8К82К/11С824Ф . Это четырехступенчатая ракета в конфигурации, которая ранее летала только дважды, оба раза для запуска космического аппарата «Фобос» к Марсу в 1988 году. Первые три ступени должны были сгореть до полного израсходования топлива. Затем должна была включиться четвертая ступень, называемая «Блок Д-2», чтобы вывести ее и космический аппарат на парковочную орбиту вокруг Земли . Позже она должна была снова включиться, чтобы начать маневр трансмарсианского выведения. После выключения четвертой ступени космический аппарат должен был отделиться, развернуть свои антенны и использовать свою двигательную установку для завершения сгорания. После этого космический аппарат должен был развернуть свои солнечные панели и научную платформу PAIS.
Полет должен был занять около 10 месяцев. По пути планировалось провести две коррекции курса. Во время межпланетного полета также должны были проводиться астрофизические исследования. Прибытие на Марс было запланировано на 12 сентября 1997 года.
За четыре-пять (предпочтительно за пять) дней до прибытия космический корабль должен был отсоединить обе станции Surface Stations для посадки в двух отдельных местах в северном полушарии. После отсоединения космический корабль должен был выполнить маневр отклонения, чтобы изменить траекторию орбитального аппарата на траекторию пролета в рамках подготовки к выходу на орбиту. В подходящий момент, когда главный двигатель двигательной установки будет направлен в сторону полета, космический корабль включит двигатель, чтобы замедлиться и выйти на орбиту Марса. Первоначальная орбита Марса будет иметь перицентр 500 км, апоцентр около 52 000 км, с орбитальным периодом 43,09 часа.
В то время как орбитальный аппарат выполнял импульс выхода на орбиту, обе станции Surface должны были совершить мягкую посадку на Марс. Обе последовательности посадки были идентичны. Они начинались с того, что аппарат замедлялся аэродинамическим давлением. На высоте 19,1 км должен был раскрыться парашют, за которым следовало отделение теплового экрана на высоте 18,3 км и надувание подушек безопасности на высоте 17,9 км. Когда посадочный модуль, защищенный подушками безопасности, касался земли, парашют отделялся. Подушка безопасности в конечном итоге катилась до остановки, после чего обе подушки безопасности разделялись, открывая посадочный модуль. Четыре лепестка раскрывались, и посадочный модуль подавал сигнал орбитальному модулю, когда он проходил над местом посадки.
Первой задачей, которую должен был выполнить орбитальный аппарат после выхода на орбиту Марса, было получение сигнала от обеих станций Surface для подтверждения посадки. Окно для посадки Penetrators должно было составить от семи до двадцати восьми дней после выхода на орбиту Марса. Первичная научная фаза орбитального аппарата не могла начаться до тех пор, пока оба Penetrator не были бы отпущены, а двигательная установка не была бы сброшена.
Посадка каждого пенетратора будет идентичной. Она начнется с раскрутки пенетратора для обеспечения устойчивости, за которой последует отделение от орбитального аппарата. Пенетратор запустит твердотопливный ракетный двигатель , который начнет сбрасывать его с орбиты. Через 20–22 часа пенетратор столкнется с марсианской атмосферой. Затем он задействует тормозное устройство. При ударе передняя часть отделяется и погружается глубже основного корпуса. Затем он выполняет сеанс связи с орбитальным аппаратом для подтверждения посадки.
Примерно через месяц после выхода на орбиту, после того как пенетраторы будут освобождены, орбитальный аппарат сбросит свой двигательный блок. Двигательный блок будет мешать развертыванию инструмента LWR и платформы ARGUS и должен быть сброшен до начала основной научной фазы. Номинальная миссия орбитального аппарата должна была длиться один земной год. После сброса двигательного блока орбитальный аппарат имел маломощную систему тяги для поддержания орбиты. Во время номинальной фазы был возможен пролет Деймоса , но пролет Фобоса был возможен только после номинальной миссии. Если бы была одобрена расширенная миссия, аэроторможение в течение двух-трех месяцев сократило бы орбитальный период примерно до девяти часов.
Ракета-носитель стартовала 16 ноября 1996 года в 20:48:53 UTC . Ракета-носитель вела себя нормально до парковочной орбиты. Планируемое второе включение четвертой ступени Блока Д-2 не произошло. Космический корабль отделился и затем автоматически выполнил включение двигателя. К сожалению, без включения четвертой ступени космический корабль опустил свой перигей обратно в атмосферу Земли, что привело к повторному входу в атмосферу. Четвертая ступень вернулась на более позднюю орбиту. Между американскими и российскими источниками существуют разногласия по поводу временной шкалы. [3]
Комиссия по расследованию не смогла определить, была ли авария Марса-96 вызвана отказом верхней ступени ракеты-носителя Протон-К Блок Д-2 или неисправностью самого космического корабля Марс-96 . Комиссия по расследованию отказа пришла к выводу, что отсутствие телеметрических данных во время критических этапов миссии не позволило определить причину отказа. Отказ произошел при втором зажигании верхней ступени Протон Блок Д-2, когда космический корабль находился вне зоны действия российских наземных станций. Космический корабль Марс-96 нес 200 граммов плутония-238 в виде небольших гранул. Они были разработаны, чтобы выдерживать тепло и удары, и, как полагают, пережили возвращение. Ступень Блок Д-2 не несла плутония. Считается, что космический корабль потерпел крушение где-то в овале длиной 320 км и шириной 80 км, проходящем с юго-запада на северо-восток и центр которого находился в 32 км к востоку от Икике, Чили . Никакие части космического корабля или верхней ступени не были найдены. [4]
Первоначально считалось, что сборка Mars 96 сгорела в атмосфере, а обломки упали в Тихий океан . [3] Однако в марте 1997 года Космическое командование США признало, что неверно рассчитало траекторию возвращения спутника. «Мы узнали о ряде свидетельств очевидцев о событии возвращения через СМИ через несколько недель после того, как произошло возвращение», — написал майор Стивен Бойлан, начальник отдела СМИ Космического командования США в Колорадо-Спрингс, штат Колорадо . «После дальнейшего анализа мы считаем обоснованным, что столкновение действительно произошло на суше». [1] Mars 96 нес четыре сборки, предназначенные для входа в марсианскую атмосферу, два поверхностных пенетратора и две поверхностные станции. Они почти наверняка пережили бы вход в атмосферу Земли. Два поверхностных пенетратора были спроектированы так, чтобы пережить столкновение с землей. Несмотря на это, а также на тот факт, что в четырех сборках в общей сложности находилось 200 граммов плутония-238 в качестве топлива, русские до сих пор не предприняли никаких усилий по его извлечению. [1]
Ряд более поздних миссий, как запланированных, так и успешных, основаны на технологиях Mars 96 , например, Mars Express ЕКА (запущен в 2003 году), NetLander (отменён) и его преемник MetNet (предлагается к запуску в 2016–2019 годах), отменён. [ необходима цитата ] Некоторые конструкции оборудования Mars 96 использовались для экспериментов MARS-500 . [5]
В данной статье использован текст из этого источника, находящегося в общественном достоянии .
