«Марс-96» (иногда называемый «Марс-8 ») — неудачная миссия на Марс , запущенная в 1996 году для исследования Марса Российскими космическими силами и не имеющая прямого отношения к одноимённой советской программе исследования Марса . После отказа второй четвертой ступени зонд снова вошел в атмосферу Земли , расколовшись на 320 км (200 миль) часть Тихого океана , Чили и Боливии . [1] Космический корабль « Марс -96» был основан на зондах «Фобос» , запущенных к Марсу в 1988 году. В то время они имели новую конструкцию, и оба в конечном итоге вышли из строя. В миссии «Марс 96» конструкторы полагали, что исправили недостатки зондов «Фобос», но ценность их улучшений так и не была продемонстрирована из-за разрушения зонда на этапе запуска.
Марс 96, единственный советский/российский лунный или планетарный зонд в 1990-х годах, представлял собой амбициозную миссию по исследованию эволюции марсианской атмосферы, ее поверхности и недр. Первоначально запланированные как два космических корабля, Марс 94 и Марс 96, миссии были отложены и стали называться Марс 96 и Марс 98. Впоследствии Марс 98 был отменен, в результате чего Марс 96 стал первой российской миссией в дальний космос за пределами околоземной орбиты после распада Советского Союза. Весь космический корабль 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 на тот момент. Миссия включала в себя большой набор инструментов, предоставленных Францией , Германией , другими европейскими странами и Соединенными Штатами . Подобные инструменты с тех пор использовались на Марсе-Экспрессе , запущенном в 2003 году. Научным руководителем проекта был Александр Захаров .
Марс 96 был призван улучшить наше понимание Марса. Научной целью миссии было изучение истории эволюции поверхности, атмосферы и внутреннего строения планеты. Во время круиза должны были быть проведены другие исследования, такие как астрофизические исследования. Их можно разделить на несколько категорий:
Исследования марсианской поверхности должны были включать глобальную топографическую съемку, минералогическое картирование, состав почвы, изучение криолитозоны и ее глубинного строения.
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 строения планеты заключались в определении толщины коры, изучении марсианского магнитного поля, изучении теплового потока , поиске возможности существования действующих вулканов и изучении сейсмической активности.
Исследования плазмы заключались в изучении силы и ориентации магнитного поля, изучении ионов и энергетического состава плазмы во время межпланетного полета и вблизи Марса, а также изучении магнитосферы и ее границ.
Астрофизические исследования должны были проводиться во время межпланетного круиза. Они включали исследования космических гамма-всплесков и изучение колебаний Солнца и других звезд.
Орбитальный аппарат Марс 96 представлял собой 3-осевой стабилизированный космический корабль по Солнцу/звезде, который был основан на конструкции орбитальных аппаратов Фобоса . Он имел развертываемые антенны высокого и среднего усиления. По обеим сторонам космического корабля были прикреплены две большие солнечные панели . У него также была сбрасываемая двигательная установка, которую нужно было отделить через некоторое время после выхода на орбиту Марса. На вершине космического корабля были прикреплены две наземные станции. К двигательной установке были прикреплены два «Пенетратора». Он также имел систему МОРИОН, которая была центральным интерфейсом, микропроцессором и системой памяти. Орбитальный аппарат имел полную массу с топливом 6180 кг. Он имел сухую массу 3159 кг.
Каждая наземная станция содержалась в аэрооболочке высотой около 1 метра и диаметром около 1 метра. Каждая станция имела станционный блок обработки данных (СДПИ) для управления работой станции, телекоммуникационный блок с передатчиком и приемником для передачи данных, а также источник питания, состоящий из двух радиоизотопных термоэлектрических генераторов (РИТЭГ), аккумулятора и электроники для контроль заряда аккумулятора. На каждой наземной станции также был компакт-диск с научно-фантастическими рассказами, звуками и рисунками, которые вдохновили на исследование Марса. Он был задуман как подарок будущим исследователям человечества. Ожидаемый срок службы каждой наземной станции составлял один год.
Каждый пенетратор состоял из двух основных структур: носовой части и задней части корпуса. Когда пенетратор ударялся о поверхность, носовая часть корпуса была спроектирована так, чтобы отделяться и погружаться на глубину от 5 до 6 метров, в то время как кормовая часть оставалась на поверхности, соединенной с носовой частью проводами. В носовой части размещалось служебное оборудование и часть анализирующего комплекса, а в кормовой — остальная часть анализирующего комплекса и радиооборудование. Каждый пенетратор питался от радиоизотопного термоэлектрического генератора (РТГ) и аккумулятора. 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 8К82К/11С824Ф «Протон» . Это четырехступенчатая ракета в конфигурации, которая до этого летала только дважды, оба раза для запуска космического корабля Фобос к Марсу в 1988 году. Первые три ступени должны были сгорать до исчерпания топлива. Четвертая ступень, получившая название «Блок Д-2», затем запустится, чтобы вывести ее и космический корабль на стояночную орбиту вокруг Земли . Позже он должен был снова загореться, чтобы начать маневр трансмарсианской инъекции. После остановки четвертой ступени космический корабль должен был отделиться, развернуть антенны и использовать двигательную установку для завершения сгорания. После завершения работ космический корабль должен был развернуть свои солнечные панели и научную платформу PAIS.
Круиз должен был занять около 10 месяцев. По пути были запланированы две корректировки курса. Астрофизические исследования также должны были проводиться во время межпланетного круиза. Прибытие на Марс должно было состояться 12 сентября 1997 года.
За четыре-пять (предпочтительно пять) дней до прибытия космический корабль должен был отправить обе наземные станции на посадку в двух разных местах в северном полушарии. После спуска космический корабль выполнит маневр отклонения, чтобы изменить траекторию орбитального аппарата на пролетную траекторию при подготовке к выводу на орбиту. В нужный момент, повернув главный двигатель двигательной установки по направлению полета, космический корабль должен был замедлиться и выйти на орбиту Марса. Первоначальная орбита Марса будет иметь перицентр 500 км, апоапсис около 52 000 км и орбитальный период 43,09 часа.
Пока орбитальный аппарат выполнял выведение на орбиту, обе наземные станции должны были совершить мягкую посадку на Марс. Обе последовательности приземления были идентичны. Они начались с того, что корабль замедлился из-за аэродинамического давления. На высоте 19,1 км произойдет раскрытие парашюта с последующим отделением теплового экрана на 18,3 км и раскрытием подушек безопасности на 17,9 км. Когда посадочный модуль, поддержанный подушками безопасности, упадет на землю, парашют отделится. Подушка безопасности в конечном итоге остановилась, после чего обе подушки безопасности разделились, обнажив посадочный модуль. Четыре лепестка раскроются, и посадочный модуль подаст сигнал орбитальному аппарату, когда тот пройдет над местом приземления.
Первой задачей, которую орбитальный аппарат должен был выполнить после выхода на орбиту Марса, было получение сигнала от обеих наземных станций для подтверждения посадки. Окно для посадки «Пенетраторов» будет через семь-двадцать восемь дней после выхода на орбиту Марса. Первичная научная фаза орбитального аппарата не могла начаться до тех пор, пока не будут выпущены оба пенетратора и не будет отброшена двигательная установка.
Приземление каждого пенетратора будет одинаковым. Все началось с раскрутки пенетратора для обеспечения устойчивости с последующим отделением 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 срабатывает тормозное устройство. При ударе передняя часть тела отделяется и уходит глубже основного тела. Затем он выполняет сеанс связи с орбитальным аппаратом для подтверждения посадки.
Примерно через месяц после выхода на орбиту, после того как пенетраторы будут выпущены, орбитальный аппарат сбросит свою двигательную установку. Двигательная установка будет мешать развертыванию прибора LWR и платформы ARGUS, и от нее придется отказаться до того, как начнется первичная научная фаза. Номинальная миссия орбитального аппарата продлилась бы один земной год. После списания двигательной установки на орбитальном аппарате появилась система тяги малой мощности для поддержания орбиты. Во время номинальной фазы пролет Деймоса был возможен, но пролет Фобоса был невозможен до завершения 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 работала нормально до стояночной орбиты. Запланированное второе горение четвертой ступени «Блока Д-2» не состоялось. Космический корабль отделился, а затем автоматически запустил двигатель. К сожалению, без сгорания четвертой ступени космический корабль опустил перигей обратно в атмосферу Земли, что привело к повторному входу в атмосферу. Четвертая ступень снова вышла на более позднюю орбиту. Между американскими и российскими источниками существуют разногласия по поводу сроков. [3]
Экспертная комиссия не смогла определить, произошла ли катастрофа «Марса-96» из-за отказа разгонного блока ракеты-носителя «Протон-К» «Блок Д-2» или из-за неисправности самого космического корабля «Марс-96 ». Комиссия по расследованию сбоев пришла к выводу, что отсутствие телеметрических данных на критических этапах миссии не позволило определить причину сбоя. Авария произошла при втором включении разгонного блока «Протон Блок Д-2», когда космический корабль находился вне зоны досягаемости российских наземных станций. Космический корабль « Марс -96» нес 200 граммов плутония-238 в виде небольших гранул. Они были спроектированы так, чтобы выдерживать жару и удары, и, как полагают, пережили возвращение в атмосферу. Ступень «Блок Д-2» не содержала плутония. Предполагается, что космический корабль разбился где-то в овале длиной 320 км и шириной 80 км, протянувшемся с юго-запада на северо-восток и расположенном в 32 км к востоку от Икике, Чили . Никакие части космического корабля или верхней ступени не были обнаружены. [4]
Первоначально считалось, что сборка Марса 96 сгорела в атмосфере, а обломки упали в Тихий океан . [3] Однако в марте 1997 года Космическое командование США признало, что оно неверно рассчитало траекторию возвращения спутника в атмосферу. «Мы узнали о ряде свидетельств очевидцев о входе в атмосферу через средства массовой информации через несколько недель после того, как произошел вход в атмосферу», - написал майор Стивен Бойлан, начальник отдела СМИ Космического командования США в Колорадо-Спрингс, штат Колорадо. . «После дальнейшего анализа мы считаем вполне разумным, что удар на самом деле пришелся на сушу». [1] Марс 96 нес четыре аппарата, предназначенных для входа в марсианскую атмосферу, два наземных пенетратора и две наземные станции. Они почти наверняка пережили бы вход в атмосферу Земли. Два поверхностных пенетратора были спроектированы так, чтобы выдерживать удары о землю. Несмотря на это, а также на тот факт, что четыре сборки содержали в общей сложности 200 граммов плутония-238 в качестве топлива, русские до сих пор не предприняли никаких усилий по его восстановлению. [1]
Ряд более поздних миссий, как запланированных, так и успешных, основаны на технологии Mars 96 , например Mars Express ЕКА (запущен в 2003 году), NetLander (отменен) и его преемник MetNet (предложен к запускам в 2016–2019 годах), отменены . Некоторые конструкции оборудования Марса 96 использовались для экспериментов МАРС-500 . [5]
В данную статью включен текст из этого источника, находящегося в свободном доступе .
