Марсы

Марсы — это серия советских и российских автоматических межпланетных станций (АМС), предназначенных для исследования планеты Марс, её спутников и околопланетного пространства. Программа «Марс» разрабатывалась и реализовывалась в СССР, а затем в России с начала 1960-х годов и включала в себя полёты по пролётной траектории, выход на орбиту искусственного спутника Марса, а также посадку на поверхность планеты. Станции серии «Марс» стали первыми в мире аппаратами, достигшими поверхности Марса, и заложили основы для последующего изучения планеты.

История программы

Начальный этап (1960—1964 годы)

Первые попытки запуска АМС к Марсу были предприняты в СССР в рамках программы «Марс» в 1960 году. Станции «Марс-1М» (два аппарата) должны были совершить пролёт планеты, но обе миссии закончились авариями ракет-носителей на этапе выведения. В 1962 году был запущен «Марс-1» (также известный как «Спутник-23»), который успешно вышел на траекторию полёта к Марсу, но связь с ним была потеряна на расстоянии около 106 миллионов километров от Земли из-за неисправности системы ориентации. «Марс-1» стал первым аппаратом, пролетевшим на расстоянии около 197 000 километров от Марса (19 июня 1963 года), однако научные данные передать не удалось.

Программа «Марс-2» и «Марс-3» (1971—1972 годы)

В 1971 году были запущены две идентичные станции: «Марс-2» и «Марс-3». Каждая из них состояла из орбитального модуля (искусственного спутника Марса) и спускаемого аппарата. «Марс-2» достиг Марса 27 ноября 1971 года. Спускаемый аппарат вошёл в атмосферу под слишком крутым углом, не успел затормозить и разбился о поверхность, став первым в истории рукотворным объектом, достигшим Марса. «Марс-3» прибыл к планете 2 декабря 1971 года. Его спускаемый аппарат совершил первую в мире мягкую посадку на Марс, однако связь с ним была потеряна через 14,5 секунд после начала передачи данных с поверхности. Причина отказа достоверно не установлена; предполагается, что аппарат мог быть повреждён пылевой бурей, бушевавшей в тот период на Марсе. Орбитальные модули «Марс-2» и «Марс-3» успешно работали на орбите, передавая данные о рельефе, температуре и составе атмосферы.

Серия «Марс-4» — «Марс-7» (1973—1974 годы)

В 1973 году, в период максимального сближения Марса с Землёй, были запущены четыре станции: «Марс-4», «Марс-5», «Марс-6» и «Марс-7». «Марс-4» должен был стать орбитальным аппаратом, но из-за неисправности тормозной двигательной установки пролетел мимо планеты, передав лишь снимки с пролётной траектории. «Марс-5» успешно вышел на орбиту и передал большое количество фотографий и научных данных, однако проработал всего несколько дней из-за разгерметизации приборного отсека. «Марс-6» совершил посадку на поверхность, но связь была потеряна на этапе спуска, хотя удалось получить данные о составе атмосферы. «Марс-7» не смог выполнить посадку из-за ошибки в системе управления и пролетел мимо планеты.

Программа «Фобос» (1988—1989 годы)

Хотя формально станции «Фобос-1» и «Фобос-2» относились к отдельной программе, они были прямым продолжением работ по исследованию Марса и его спутника Фобоса. Оба аппарата были запущены в 1988 году. «Фобос-1» потерял связь на пути к Марсу из-за ошибки в команде. «Фобос-2» вышел на орбиту Марса и начал сближение с Фобосом, но связь была потеряна в марте 1989 года, незадолго до выхода на финальную траекторию. Несмотря на неудачу, станция передала уникальные снимки Фобоса и данные о плазменной среде Марса.

Современный этап (2000-е — 2010-е годы)

В 2011 году была запущена российская станция «Фобос-Грунт», предназначенная для доставки образцов грунта с Фобоса. Однако из-за нештатной работы двигательной установки аппарат не смог покинуть околоземную орбиту и в 2012 году сгорел в плотных слоях атмосферы. В 2016 году состоялся запуск российско-европейской миссии «ЭкзоМарс-2016» (орбитальный модуль TGO и спускаемый аппарат «Скиапарелли»). Орбитальный модуль успешно работает на орбите Марса, а спускаемый аппарат разбился при посадке. Вторая часть миссии «ЭкзоМарс» (посадочная платформа «Казачок» и европейский марсоход «Розалинд Франклин») была запланирована на 2022 год, но её реализация была приостановлена из-за санкционных ограничений.

Конструкция и технические характеристики

Станции серии «Марс» имели модульную конструкцию, которая эволюционировала от миссии к миссии. Типичная АМС «Марс» (начиная с «Марса-2» и «Марса-3») состояла из:

• Орбитального модуля (орбитера): герметичный приборный отсек, солнечные батареи, антенны, двигательная установка для коррекции траектории и торможения для выхода на орбиту. Масса орбитера составляла около 2,5 тонн, размах солнечных батарей — до 10 метров.
• Спускаемого аппарата (десантного модуля): коническая форма, теплозащитный экран, парашютная система, твердотопливный двигатель мягкой посадки. Внутри размещались научные приборы, аккумуляторы и система связи. Масса спускаемого аппарата — около 1 тонны.

Научная аппаратура включала телевизионные камеры, спектрометры, магнитометры, детекторы плазмы, радиолокаторы, приборы для измерения температуры и давления атмосферы. На «Марсе-3» впервые был установлен манипулятор для взятия проб грунта, но его работа не была реализована из-за потери связи.

Научные результаты

Несмотря на высокую аварийность, программа «Марс» принесла значительный научный вклад:

• Первые изображения поверхности Марса с орбиты: орбитальные модули «Марс-2», «Марс-3» и «Марс-5» передали тысячи снимков, позволивших составить первые карты рельефа планеты.
• Данные об атмосфере: спускаемые аппараты «Марс-6» и «Марс-7» (частично) измерили химический состав, давление (около 6–7 миллибар) и температуру атмосферы (от −130 °C до +20 °C).
• Изучение магнитного поля и плазмы: орбитеры зафиксировали наличие слабого магнитного поля Марса (в 500 раз слабее земного) и взаимодействие солнечного ветра с марсианской ионосферой.
• Фотографии Фобоса: станция «Фобос-2» передала снимки спутника Марса с разрешением до 40 метров, выявив его неоднородную структуру.

Неудачи и критика

Программа «Марс» известна большим количеством неудач. Из 16 запущенных аппаратов (включая «Фобос» и «Фобос-Грунт») лишь частично успешными можно считать миссии «Марс-1» (пролёт без данных), «Марс-2» (орбитер работал, посадка аварийная), «Марс-3» (орбитер работал, посадка с потерей связи), «Марс-5» (короткая работа на орбите) и «ЭкзоМарс-2016» (орбитер работает, посадка аварийная). Причины отказов включали:

• Дефекты электроники и систем управления (особенно в ранних моделях).
• Сложность операций в условиях длительного перелёта (от 7 до 9 месяцев).
• Ошибки в наземных командах (например, «Фобос-1»).
• Технические проблемы с ракетами-носителями.

Критики отмечают, что программа страдала от излишней поспешности, вызванной космической гонкой с США, и недостаточной наземной отработки. В то же время, советские инженеры впервые в мире решили задачи входа в атмосферу Марса, аэродинамического торможения и мягкой посадки, что стало важным этапом в освоении Солнечной системы.

Значение и наследие

Программа «Марс» заложила основы для всех последующих марсианских миссий, включая современные российские и международные проекты. Опыт, полученный при создании и эксплуатации станций, был использован при разработке аппаратов «Венера», «Вега» и «Фобос-Грунт». Несмотря на неудачи, советские АМС серии «Марс» остаются важным этапом в истории космонавтики, демонстрируя как технические достижения, так и сложность исследования дальнего космоса.

Интересные факты

• Спускаемый аппарат «Марс-3» стал первым в истории объектом, совершившим мягкую посадку на Марс (2 декабря 1971 года). Однако его сигнал был потерян через 14,5 секунд.
• Орбитальный модуль «Марс-2» проработал на орбите Марса более 8 месяцев, передав около 60 снимков.
• Станция «Фобос-2» зафиксировала необычные «струи» газа, выходящие из Фобоса, природа которых до сих пор не объяснена.
• В 2019 году на снимках, сделанных аппаратом Mars Reconnaissance Orbiter (NASA), были обнаружены возможные остатки спускаемого аппарата «Марс-3» на поверхности Марса.

Источники

• «Космонавтика: энциклопедия» / Под ред. В. П. Глушко. — М.: Советская энциклопедия, 1985.
• «Автоматические межпланетные станции» / Под ред. Г. А. Тюлина. — М.: Машиностроение, 1978.
• «Программа „Марс“: история и результаты» // Журнал «Земля и Вселенная», № 3, 2002.
• «Марс-3: первая посадка на Марс» // Научно-популярный журнал «Вокруг света», № 12, 2011.
• Данные Роскосмоса (roscosmos.ru) и НАСА (nasa.gov).