II. Исследования на поверхности Марса.

«Марс-3». Станция была запущена с космодрома Байконур при помощи ракеты-носителя «Протон-К» 28 мая 1971 года в 19:26 по московскому времени. В отличие от АМС предыдущего поколения, «Марс-3» был сначала выведен на околоземную орбиту, а потом, при помощи разгонного Блока Д, переведён на межпланетную траекторию. До момента сближения с Марсом полёт проходил по программе. 2 декабря 1971 года была осуществлена первая в мире мягкая посадка на поверхность Марса. В течение 1,5 минут аппарат готовился к работе, а затем начал передачу панорамы окружающей поверхности, но через 14,5 секунд трансляция прекратилась. Посадочный модуль «Марс-3» передал только первые 79 строк фототелеметрического сигнала (правый край панорамы), на полученом изображении не удаётся выделить никаких деталей поверхности, хотя, по мнению ряда учёных, различима линия горизонта (особенно после контрастной обработки изображения). То же самое повторилось со вторым телефотометром. Впоследствии были выдвинуты несколько гипотез о том, что стало причиной внезапного прекращения сигнала с поверхности. Например, предполагали коронный разряд в антеннах передатчика, повреждение аккамуляторной батареи и др. Орбитальный модуль продолжал исследование Марса с орбиты до исчерпания азота в системе ориентации и стабилизации 23 августа 1972 года. КА имел массу 4625 кг (орбитальный аппарат: 3625 кг, посадочный модуль: 355 кг).

«Марс-6». Был запущен состав из четырёх АМС, предназначенных для изучения планеты в серии М73 программы «Марс». В группу входили аппараты «Марс-4» и «Марс-5», которые должны были выйти на орбиту Марса и обеспечивать связь с посадочными модулями, которые несли АМС «Марс-6» и «Марс-7». В отличие от аналогичной парной АМС «Марс-7», спускаемый аппарат АМС «Марс-6» совершил посадку на планету.
На орбитальных аппаратах М-73П в верхней части блока топливных баков двигательной установки с помощью цилиндрического переходника и соединительной рамы крепится спускаемый аппарат.

В спускаемый аппарат входят:

· автоматическая марсианская станция (по форме близка к сферической);

· аэродинамический (тормозной) экран;

· контейнер с парашютно-реактивной системой, состоящей из парашюта и двигателя мягкой посадки;

· соединительной рамы с системами, которые управляют движением аппарата на этапе отделения его от орбитального отсека и уводом его с пролетной траектории на «попадающую».

После маневра по изменению траектории рама отделяется от спускаемого аппарата.
В спускаемом аппарате была установлена аппаратура для измерения температуры и давления атмосферы, масс-спектрометрического определения химического состава атмосферы, измерения скорости ветра, определения химического состава и физико-механических свойств поверхностного слоя, а также для получения панорамы с помощью телевизионных камер.
Общая масса КА «Марс-6» составила 3880 кг, из них масса научной аппаратуры орбитального отсека – 114 кг, спускаемого аппарата – 1000 кг. Корректирующая двигательная установка заправлена 598,5 кг топлива: 210,4 кг горючего и 388,1 кг окислителя. Масса спускаемого аппарата при входе в атмосферу – 844 кг. Масса автоматической марсианской станции после посадки – 355 кг, из них масса научной аппаратуры – 19,1 кг.

«Викинг-1» — первый из двух космических аппаратов, направленных к Марсу в рамках программы НАСА «Викинг». КА имел массу 883 кг. Состоял из двух частей: орбитального и спускаемого аппаратов. Это был первый космический корабль, который успешно сел на поверхность Марса и полностью выполнил свою задачу. Является рекордсменом второй по продолжительности миссии на поверхности Марса, проработав 6 лет и 116 дней (от посадки до завершения миссии, по земному времени). Был запущен при помощи ракеты-носителя Титан-3E 20 августа 1975 года. Через 10 месяцев полета за 5 дней до выхода на орбиту начал передавать общие изображения Марса. 19 июня 1976 года начал процедуру выхода на околомарсианскую орбиту. Посадка отделяемого аппарата на поверхность Марса была запланирована на 4 июля 1976 года, в двухсотлетие со дня независимости США. Однако изображения первоначально запланированного места посадки показали, что оно оказалось не слишком подходящим для безопасной посадки. Посадка была отложена до нахождения более подходящего места. Спускаемый аппарат отделился от орбитального в 08:51 UT 20 июля и приземлился в 11:53:06 UT. Это была первая попытка США в высадке на Марс.

Как и «Викинг-1», космический корабль «Викинг-2» состоял из двух частей: орбитального и спускаемого аппаратов. Спускаемый аппарат Викинг-2 провел на поверхности 1281 Марсианских дней и завершил свою работу 11 апреля 1980 года, когда разрядились его батареи. Орбитальный аппарат проработал до 25 июля 1978 года, отправил почти 16 тыс. фотографий совершив 706 оборотов по орбите вокруг Марса. «Викинг-2» был запущен 9 сентября 1975 года. После запуска с помощью ракеты-носителя «Титан-3E-Центавр» спустя 333 дня полета орбитальный аппарат «Викинга-2» уже начал отправлять общие снимки Марса ещё до выхода на орбиту.
Основная миссия орбитального аппарата закончилась 5 октября 1976 года в начале солнечного соединения. Расширенная миссия началась 14 декабря 1976 года после соединения с Солнцем. 20 декабря 1976 года перицентр был уменьшен до 778 км и наклонение увеличено до 80 градусов. Работы включали сближение с Деймосом в октябре 1977 года и перицентр был уменьшен до 300 км, а период обращения изменен на 24 часа 23 октября 1977 года. На орбитальном аппарате были выявлены утечки из силовой установки, сократившие запасы газа служившего для корректировки орбиты. Аппарат был помещен на орбиту 302 × 33 тыс. км и прекратил работу 25 июля 1978 года, передав 16 тыс. снимков. Орбитальный аппарат совершил около 700—706 витков вокруг Марса.
Спускаемый аппарат с защитным лобовым экраном отделился от орбитального 3 сентября в 19:39:59 UT. В момент отделения орбитальная скорость составляла около 4 км/с. После отстыковки были запущены реактивные двигатели для обеспечения схода с орбиты. Через несколько часов на высоте 300 км спускаемый аппарат был переориентирован для входа в атмосферу. Спускаемый аппарат приземлился в 200 км от кратера Mie в равнине Утопии.
Почва напоминала базальтовую лаву, подвергшаяся воздействию эрозии. Тестовые образцы почвы содержали в избытке кремний и железо, а также в значительном количестве — магний, алюминий, кальций, титан.

Mars Pathfinder— программа НАСА по изучению Марса с помощью одноимённого посадочного модуля и марсохода Соджорнер («Пришелец», англ. Sojourner) в 1996—1997 годах. Основной целью программы была отработка технических решений, таких как схема дешёвой посадки; дополнительной целью было проведение научных исследований: получение фотографий, изучение состава пород с помощью спектрометра, исследование атмосферы. Стоимость программы была относительно невысокой — 265 млн $. После посадки Mars Pathfinder был переименован в Станцию памяти Карла Сагана (Sagan Memorial Station).
Получив несколько изображений неба при различном положении светила, учёные смогли определить, что радиус частиц в составе розовой дымки составляет около 1 микрометра. Судя по цвету, почва богата гидроксидом железа, что говорит в пользу теории о теплом влажном климате в прошлом. Масса КА - 463 кг (посадочный аппарат: 264 кг, марсоход: 10,5 кг). Pathfinder нёс на своём борту несколько магнитов для оценки магнитной составляющей марсианской пыли. В конце концов, все кроме одного магнита покрылись пылью. Так как самый слабый магнит не собрал на себе ни частички почвы, был сделан вывод, что воздушная пыль не содержит чистый магнетит (магнитный железняк) или оксимагнетитов. Вероятно, оседание пыли было спровоцировано оксидом железа. Позднее, используя более простые инструменты, марсоход Спирит, обнаружил, что только наличие магнетита может объяснить магнитные свойства пыли и почвы Марса.
Используя доплеровское смещение при измерении дальности в двух направлениях и измерения, ранее полученные спускаемыми аппаратами Викинг, учёные определили, что причина не-гидростатической составляющей полюсного момента инерции в выпуклости Тарсиса, а окружающие его участки не расплавлены. Радиус центрального металлического ядра составляет от 1300 до 2000 км.

Mars Polar Lander, так же известный как Mars Surveyor '98 Lander был дополнением к Mars Climate Orbiter. Запуск произошёл 3 января 1999 года. С Земли MPL стартовал в составе перелётной ступени и посадочного аппарата. Перелётная ступень оснащена солнечными батареями, двигателями ориентации и системами связи. Полная масса посадочного аппарата («лэндера») — 576 кг. Он должен был приземлиться ранней весной в южном полушарии в районе южной полярной шапки, менее чем в 1000 километрах от южного полюса, рядом с границей шапки из замерзшего углекислого газа. Последняя телеметрия с КА была отправлена перед вхождением в атмосферу 3 декабря 1999 года. Больше никаких сигналов от КА получено не было. Причины неудачи остаются загадкой. Передача телеметрии во время самых напряжённых участков спуска и посадки не предусматривалась, поэтому восстановить ход событий не представляется возможным. Среди вероятных причин аварии называют преждевременное выключение тормозных двигателей (MPL использовал старый метод посадки — торможение ракетными двигателями, как у «Викингов», а не парашюты и надувные мешки, как у Mars Pathfinder’a или марсоходов). Общий вывод комиссии гласил, что в программу Mars Surveyor 98 изначально были заложены технические решения с высоким уровнем риска, что и привело к аварии сразу двух станций (MCO и MPL).

«Deep Space 2». Запуск произошёл 3 января 1999 года на борту Mars Polar Lander. КА для исследований грунта. Каждый зонд весил по 2,4 кг и находился внутри защитного аэрогеля. Проект Deep Space 2 (DS2) – миссия нового тысячелетия состоящая из двух зондов, для проникновения в поверхность Марса вблизи южной полярной шапки и получения данных о характеристики подповерхностного слоя. 3 декабря 1999 года зонды приблизились к Марсу для вхождения в атмосферу по заданной траектории к месту предполагаемой посадки, однако с обоими зондами был потерян контакт и миссия считается провалившейся.

Космический корабль "Марс-Экспресс", запущенный 2 июня 2003 года в рамках первой Европейской межпланетной миссии достиг Красной планеты и сделал первый снимок ее поверхности с близкого расстояния. Снимок был осуществлен в тот момент, когда корабль находился на расстоянии пяти с половиной миллионов километров от Марса. "Марс-Экспресс" вышел на орбиту вокруг четвертой планеты нашей солнечной системы 25 декабря. C "Марс-Экспресса" на поверхность планеты опустился британский зонд "Бигл-2", но при посадке разбился.
«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). Было определено и его содержание — 10±5 частей на миллиард. Конечно, это немного, но так как метан непрерывно разрушается в атмосфере за счёт фотодиссоциации, то для поддержания такого его количества в атмосфере на Марсе должен быть источник производительностью порядка 300 тонн метана в год. Таким источником могла бы быть тектоническая деятельность, Марс, считается тектонически неактивным в настоящее время, однако поступление метана в атмосферу может быть связано с «точечной» тектоникой: остаточным вулканизмом, либо геотермальной активностью.
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.

· Вес аппарата 1123 кг, включая 113 кг научного оборудования, 65 кг — посадочный модуль «Бигль-2», 430 кг топлива.

· Размеры аппарата 1,5×1,8×1,4 метра, с раскрытыми солнечными батареями — 12 метров.

Спирит или MER-A (сокр. от Mars Exploration Rover — A) — первый марсоход космического агентства НАСА из двух запущенных США в рамках проекта Mars Exploration Rover. Запуск Дельта-2 состоялся 10 июня 2003 года. Он успешно приземлился на Марс 4 января 2004 года за три недели до прибытия его близнеца Оппортьюнити (MER-B), который приземлился на другой стороне Марса. В конце 2009 года марсоход застрял в песчаной дюне, последняя связь с Землей была 22 марта 2010 года.
Марсоход продержался запланированные 90 сол миссии. Благодаря очистке ветром солнечных батарей увеличилась выработка энергии, и Спирит продолжил эффективно функционировать, в двадцать раз превысив запланированный срок службы. Спирит проехал 7,73 км (4,8 миль) вместо запланированных 600 м (0,4 мили), что позволило сделать более обширные анализы геологических пород Марса и планетарных особенностей поверхности. Основной задачей миссии было изучение осадочных пород, которые, как предполагалось, должны были образоваться в кратерах (Гусева, Эребус и смежных), где когда-то могло находиться озеро или море. Однако классические осадочные породы найдены не были, в кратере в основном встречались породы вулканического происхождения.
1 мая 2009 года (5 лет, 3 месяца, 27 земных суток после посадки; 21,6 раза больше, чем запланированные 90 сол), Спирит застрял в мягком грунте.

· Масса 185 кг

· Размеры 1,6 × 2,3 × 1,5

«Оппортьюнити» был выведен с помощью ракеты-носителя Дельта-2 8 июля 2003 года. На поверхность Марса опустился 25 января 2004 года тремя неделями позже первого марсохода Спирит, опустившегося на другой стороне планеты. Он находится на расстоянии 9600 км от места посадки первого аппарата, в районе Плато Меридиана.
На сегодняшний день Оппортьюнити продолжает эффективно функционировать, уже более чем в тридцать раз превысив запланированный срок в 90 сол, всё это время питаясь только от солнечных батарей. Очистка солнечных панелей от пыли происходит за счёт естественного ветра Марса, что позволяет ему производить обширные геологические исследования Марса. В середине 2012 года продолжительность миссии достигла 3000 сол, что делает её самой продолжительной в истории Марса, тем самым побив рекорд в 2245 сол, установленный спускаемым аппаратом Викинг-1 в 1982 году.

Феникс (англ. Phoenix) — посадочный модуль НАСА для изучения Марса, работавший в 2008 году. Запуск ракета-носителя Дельта-2 7925 состоялся 4 августа 2007 года. Масса Спускового аппарата 350 кг. Феникс стал первым аппаратом, запущенным по программе Mars Scout. На его борту находился комплекс приборов, позволяющих изучать геологическую историю воды, а также исследовать среду, с целью выявления условий, благоприятных для жизни микроорганизмов.
«Феникс» — шестой аппарат, полностью успешно севший на поверхность Марса. Также «Феникс» стал первым аппаратом, успешно совершившим посадку в полярном регионе Марса.
Главным научным результатом миссии стало обнаружение льда под тонким слоем грунта, а также химический анализ грунта. В пробах марсианской почвы обнаружены следы перхлоратов (соли хлорной кислоты). Кроме того, Феникс нашёл следовые количества магния, натрия, калия и хлора. Согласно измерениям, pH грунта составил от 8 до 9 единиц, что соответствует слабощелочным земным почвам.

Дата добавления: 2015-10-26