Марсианская программа ссср. Космическая программа "марс"

Мечты о межпланетном полете, овладевшие молодым Сергеем Королевым в начале 30-х годов, пробудили в нем завидную целеустремленность. На пути к цели он столкнулся с непониманием, завистью, отстранением от дела, необоснованным арестом в 1938 году, ссылкой на Колыму, работой в «шарашках» при НКВД. Но он не изменял своей цели, обращался к Сталину и после досрочного освобождения волей и настойчивостью определил свою судьбу. Руководство страны сумело разглядеть и оценить его особые качества. В 1946 году Королев назначен главным конструктором баллистических ракет дальнего действия основного средства доставки ядерного оружия до цели. Создавая ракетно-ядерный щит, он не забывал о межпланетном полете. Его ракета Р-7 оказалась способной не только нести ядерный заряд, но и разогнать корабль с человеком на борту до первой космической скорости и вывести его на орбиту вокруг Земли. Используя возможности Р-7, Королев осуществил целую серию триумфальных полетов пилотируемых кораблей и автоматических, в том числе межпланетных, аппаратов и станций. Но еще до начала пилотируемых полетов на околоземные орбиты Королев намечает фантастическую цель — разогнать корабль с человеком до второй космической скорости, вырваться за пределы земного тяготения и отправить его к ближайшей планете.

После предварительных проработок в ОКБ-1, 23 июня 1960 года вышло постановление правительства о создании ракетно-космической системы со стартовой массой 1000-2000 т, обеспечивающей выведение на орбиту вокруг Земли тяжелого межпланетного корабля массой 60-80 т. Именно межпланетного корабля, о котором 70 лет назад мечтали 27-летний Королев и 34-летний Тихонравов. Через 26 лет после описанной Тихонравовым встречи Королев стал главным конструктором межпланетного пилотируемого ракетно-космического комплекса для полета человека на Марс (Н1-ТМК), это самый яркий проект Королева, вершина его творчества.

В структуре Н1-ТМК две составные части: ракетный комплекс (РК) в составе трехступенчатой ракеты Н1, технического, стартового комплексов, других наземных сооружений, обеспечивающих подготовку, старт и выведение на ОИСЗ 75-тонных блоков, из которых собирается на орбите вторая составная часть Н1-ТМК — межпланетный космический комплекс (МКК).

Главным элементом ракетного комплекса была сверхтяжелая трехступенчатая ракета Н-1. Стартовый вес ракеты на начальном этапе составлял 2200 т, вес полезного груза, выводимого на ОИСЗ высотой 300 км, — 75 т. Именно для полета на Марс создавалась ракета Н1, а не для соревнований с американцами, кто раньше сядет на Луну, о котором без конца рассказывают нам пресса и телевидение. Стартовый вес межпланетного комплекса — 500-1000 т может быть сформирован на околоземной орбите только путем сборки, поэтому вес полезного груза 75 т выбран Королевым, исходя из возможностей создания ракеты в кратчайший срок. В дальнейшем под Лунную программу вес был увеличен до 2800 и 95 тонн. На базе Н1, используя ее верхние ступени, предполагалось создание унифицированного семейства ракет на экологически чистых компонентах: Н11 со стартовой массой 700 т и полезным грузом 20 т, использовавшей 2, 3 ступени Н1 и дополнительную 4 ступень; Н111 со стартовой массой 200 т и полезным грузом 5 т, использовавшей 3 ступень Н1 и дополнительную 4 ступень.

Конструктивно Н1 состояла из трех блоков — А, Б и В — с поперечным делением, представлявших собой силовые каркасные оболочки, воспринимавшие внешние нагрузки, внутри которых располагались сферические топливные баки, двигатели и другие системы. Блоки соединялись между собой переходными отсеками ферменного типа. На блоке А устанавливалось 24 двигателя, на блоке Б — 8, на блоке В — 4. За счет многодвигательной установки первой ступени обеспечивалось выведение полезного груза даже при отказе двух двигателей.

В качестве топлива для двигателей была выбрана нетоксичная, наиболее дешевая и освоенная в производстве пара — керосин и кислород с перспективой применения водорода. Разработка двигателей была поручена Н. Д. Кузнецову (ОКБ-276) в связи с тем, что В. П. Глушко, двигатели которого применялись на предыдущих ракетах, отказался разрабатывать двигатели для Н1 на принятых компонентах топлива. Это обстоятельство, переросшее в неразрешимый конфликт между Королевым и Глушко, отрицательно повлияло не только на результаты работ по ракете Н1 и Марсианскому проекту, но и на судьбу созданного Королевым огромного коллектива в ОКБ-1 и в смежных организациях и предопределило закат нашего лидерства в космонавтике.

При разработке Н1 необходимо было проявить новый подход при решении ряда научно-производственных проблем: по статической и динамической прочности, вопросам аэро- и газодинамики, созданию большого количества новых типов сложнейшей крупногабаритной арматуры, созданию базы для наземной экспериментальной отработки, уникальных сооружений на технической и стартовой позициях, в том числе филиала завода на космодроме для изготовления баков и сборки крупногабаритных отсеков. Работы по комплексу Н1 проводились под прямым руководством Королева, возглавлявшего совет главных конструкторов, и его первого заместителя Мишина.

Проектирование тяжелого межпланетного корабля (ТМК) для полета к Марсу Королев поручил Тихонравову — своему старому соратнику, с которым они мечтали о межпланетном полете. Оно проводилось в отделе N 9, в секторе Глеба Юрьевича Максимова под непосредственным руководством Тихонравова. Группа, занимавшаяся ТМК, в разные периоды насчитывала от 8 до 15 человек. Имея 6-летний опыт работы в ОКБ Лавочкина, я оказался основным исполнителем по этой теме: разрабатывал компоновку, состав, весовую сводку ТМК, комплексные вопросы по экспедиции в целом. Максимов был занят текущими работами по автоматам, и мне приходилось часто работать напрямую с Тихонравовым, а он регулярно встречался с Королевым и получал от него советы и рекомендации для разработки проекта.

Компоновка ТМК менялась по мере решения проблем длительного полета и уточнения требований к системам корабля. На первых этапах работы главной проблемой, определявшей компоновку, являлась невесомость. Бороться с ней пытались путем вращения корабля вокруг центра масс для создания искусственной тяжести. Жилые и чаще посещаемые отсеки размещались на максимальном расстоянии от центра вращения. Разумным представлялось расстояние 10-12 метров. Остальная масса компактно располагалась на противоположной стороне.

Следующая проблема — обеспечение продуктами питания, водой и воздухом. Запасы этих компонентов для экипажа из 3 человек на 2-3 года полета имели неприемлемые весовые характеристики, снизить их можно было за счет воспроизводства на борту. Эту задачу решал замкнутый биолого-технический комплекс (ЗБТК). В его составе проектировалась оранжерея площадью 60 кв. м, на которой размещались картофель, сахарная свекла, рис, бобовые, капуста, морковь, салат и другие огородные культуры. Растения выращивались на компактных стеллажах, на гидропонике, их корни располагались в специальных капсулах, к которым подводился питательный раствор. В состав ЗБТК также входили: хлорелльный реактор, ферма с животными — кроликами или курами и система утилизации отходов с запасами реактивов. По вопросам растениеводства регулярно проводились консультации с ведущими специалистами страны.

Солнечный поток для освещения растений сжимался цилиндрическими концентраторами, располагавшимися вдоль корпуса корабля, и вводился внутрь через щелевые иллюминаторы. Корабль для создания искусственной тяжести вращался. Концентраторы постоянно ориентировались на Солнце. Ось вращения корабля должна постоянно поворачиваться на Солнце. Для выполнения такого поворота вес топлива двигателей мог составлять 15 т, что требовало дополнительно несколько ракет Н1.

Для решения противоречия плоскость вращения корабля совместили с плоскостью траектории полета, что снизило вес, но породило новые проблемы. Появился узел вращения между концентраторами и корпусом корабля, Концентраторы стали двойной кривизны для сжатия солнечного потока в двух плоскостях, что усложнило их конструкцию. Иллюминатор диаметром до одного метра стал сферической формы из высокопрочного и жаропрочного стекла на основе ситалов.

Королев и Тихонравов уже в то время интуитивно понимали, что в длительных полетах можно будет обойтись без искусственной тяжести, что существенно могло упростить компоновку, но экспериментальных подтверждений этого в то время не было, и мы прорабатывали все варианты. Компоновки тех лет, сложные, неконструктивные, футуристические, сегодня вызывают улыбку, но такова была история, так рождался Марсианский проект.

В начале весны 1962 г. компоновка ТМК упростилась. Она представляла собой пятиэтажный цилиндр переменного диаметра, каждый этаж которого как отдельный модуль имел определенное функциональное назначение, что должно было позволить большую гибкость при заказе смежным организациям, сохранении ответственности за надежность на всех этапах создания и эксплуатации и параллельную отработку.

Первый этаж — жилой, с расположенными в нем тремя индивидуальными каютами для экипажа, туалетами, пленочными душевыми, комнатой отдыха с библиотекой микрофильмов, кухней и столовой. Второй — рабочий, с рубкой для ежедневного контроля и управления всеми системами ТМК, мастерской, медицинским кабинетом с нагрузочными тренажерами, лабораторией для проведения научно-исследовательских работ, надувным внешним шлюзом. Третий — биологический отсек, с расположенными в нем стеллажами с высшими растениями, светораспределительными устройствами, арматурой для подачи питательных растворов, клетками с животными, хлорельным реактором, емкостями для хранения урожая и химикатов, частью арматуры и оборудования ЗБТК. Четвертый — приборно-агрегатный отсек, в котором была сосредоточена основная масса приборов, аппаратуры и арматуры всех систем ТМК, он же решал задачу радиационного убежища.

Пятый этаж располагался снаружи, это была корректирующая двигательная установка с запасом топлива и спускаемый аппарат (СА), который стыковался своим верхним люком к люку в корпусе ТМК, расположенному в специальной сферической нише. На днище СА, закрывая нишу, размещалась КДУ с запасами топлива и частью аппаратуры, увеличивая радиационную защиту экипажа в полете и обеспечивая автономное маневрирование СА при возвращении на Землю и при нештатных ситуациях во время старта к Марсу. Экипаж управлял кораблем из СА при выполнении всех динамических операций. Снаружи на корпусе ТМК размещались концентраторы, солнечные батареи, радиаторы и жалюзи системы терморегулирования, антенны дальней радиосвязи, люк с надувным шлюзом для выхода из ТМК, элементы для передвижения по наружной поверхности.

В июле 1962 года по поручению Королева был подготовлен проспект плана освоения Марса. План предусматривал четыре этапа. Первая экспедиция на Марс планировалась в начале 1974 года. Тихонравов, вернувшись от Королева после его ознакомления с материалами проспекта, принес написанную им записку и попросил меня переписать ее в мою секретную рабочую тетрадь (записка была написана на обороте секретного черновика, который мог быть уничтожен), вот выдержки из ее текста:

… 4. Задачи освоения Луны и Марса различны. 5. Первая задача — проектирование корабля для большой экспедиции с возвращением. 6. Это возможно: а) на базе сборки, б) с ЭРДУ, в) с ЗБТК…

9. Нужно дублировать следующие трудности: а) нет ЭРДУ — вариант с жидкостными двигателями. б) нет ЗБТК — вариант с запасами. в) сборка … По пункту в: 1) возможно, потребуется облет не по соображениям науки и техники. 2) идти на риск посадки на Марс без возвращения на том же корабле. (Экспедиция из минимального числа людей ждет следующий корабль.) Таким образом, можно делать облетный, но он должен быть элементом сборного!!! Нужно проектировать элементы.

Эти очень важные конкретные указания были для меня планом дальнейших действий.

На первых порах при разработке проекта полета на Марс в ОКБ-1 рассматривался вариант с использованием электрореактивной двигательной установки (ЭРДУ) для разгона с ОИСЗ к Марсу и других маневров. Он обладал высокими энергетическими характеристиками, допускавшими вольное обращение с массой полезного груза. Королев и Тихонравов слабо верили в возможность применения ЭРДУ в обозримом будущем. Королев в своей записке дал прямое указание ориентироваться на ЖРД для разгона к Марсу. Именно этим его проект принципиально отличается от остальных.

Во исполнение указания Королева мной был проведен сравнительный анализ возможности полета на Марс с применением ЖРД. По формуле Циолковского на логарифмической линейке было просчитано 24 варианта полета на Марс с вариациями по удельной тяге, воспроизводству продуктов в ЗБТК и по высотам орбиты у Марса, определены веса по всем этапам полета и исходные веса перед стартом с ОИСЗ.

План освоения Марса показывает, что кажущееся многообразие творчества Королева на самом деле строго подчинено одной конечной цели — полету на Марс — и отвечает главному принципу системного подхода: цели составных частей системы совпадают с целями системы.

Дополнительно по поручению Королева были подготовлены плакаты, иллюстрирующие схемы осуществления экспедиции, компоновку ТМК, общий вид марсианского экспедиционного комплекса перед стартом с ОИСЗ, для разных схем, компоновочную схему межпланетного комплекса в варианте с аэродинамическим торможением, и пояснительная записка. Материалы были доложены им на большом совещании с участием М. В. Келдыша, Н. И. Крылова, С. А.Афанасьева, Д. Ф. Устинова и были одобрены.

С начала 1963 года в соответствии со сделанными выводами начались проработки варианта с аэродинамическим торможением.

Экспедиционный комплекс при погружении в марсианскую атмосферу будет испытывать перегрузки и нагрев, допустимые пределы которых весьма ограниченны из-за большого количества внешних элементов, размеры, форма и прочность которых не рассчитаны на полет в атмосфере. Эта особенность с учетом требований по обеспечению искусственной тяжести, сборки комплекса на ОИСЗ и ряда других влечет за собой новый подход к компоновочной схеме ТМК, экспедиционного комплекса и всех его промежуточных конфигураций.

При наличии в составе МКК тормозного блока количество ракет Н1, необходимых для его сборки, составит 14-15, а время сборки на орбите 3-4 года, что не может рассматриваться всерьез. Отказ от тормозного блока позволит сократить количество потребных носителей до 5, а время сборки — до 1 года. Реализация этих мероприятий могла бы сократить стартовый вес до 350-300 тонн, а количество ракет — до четырех, что, с учетом перспективных возможностей Н1 выводить на орбиту до 240 тонн делала вариант полета на Марс на ЖРД вполне реальным в обозримые сроки.

На четвертый год проектирования облик межпланетного космического комплекса (МКК) был сформирован. Для сборки на орбите в его состав был введен монтажный отсек сферической формы с 6 стыковочными узлами. К двум противоположным узлам стыковались центральный модуль разгонного (с ОИСЗ) ракетно-космического комплекса, с одной стороны, с другой — ТМК с разгонным (с ОИСМ) блоком и посадочный комплекс. Перпендикулярно к ним стыковались 4 боковых модуля разгонного комплекса и укладывались вдоль центрального, образуя единую двигательную установку. После старта к Марсу МКК на этапах осуществления экспедиции меняет свой состав, вес и форму. По расчетам конца 1963 года вес комплекса на ОИСЗ составлял 360 тонн. Из них 103 тонны разгонялись к Марсу ракетно-космическим комплексом весом 257 тонн. Выход МКК на орбиту спутника Марса в проекте Королева выполнялся за счет аэродинамического торможения в его атмосфере. На устройства для торможения отводилось 20 тонн. На орбите спутника Марса МКК имел массу 83 тонны и состоял из следующих частей. Посадочный комплекс (ПК) — 30 тонн. В его составе тормозные и посадочные устройства, взлетная ракета (16, 5 т), капсула возвращения (3, 5 т). Орбитальный межпланетный комплекс (ОМК) — 53, 1 тонны. В его составе — ракетный блок для разгона ТМК с ОСМ к Земле и тяжелый межпланетный корабль. Элемент, в котором размещался экипаж при полете к Марсу и обратно, образующий единую конструкцию, понимался как собственно ТМК (он же в шутку — Тихонравов Михаил Клавдиевич). В его составе орбитальный модуль (12, 9 т), корректирующая двигательная установка (1, 8 т) и возвращаемый на Землю аппарат весом 2, 1 тонны, что составляет около 0, 5 % от начального веса комплекса на ОИСЗ.

Описанный облик межпланетного комплекса сформировался у нас лишь к 1964 году.

С января 1964 года в соответствии с выводами были развернуты работы по проектированию тяжелой орбитальной станции (ТОС) для отработки ТМК на орбите. Были проведены работы по выбору оптимальных высот орбиты станции с учетом ее торможения в атмосфере, необходимости одновременной доставки на нее экипажей и грузов, наличия вокруг Земли радиационных поясов. При разработке ТОС особое внимание уделялось модульности. Модули ТМК и ТОС должны были создаваться независимо друг от друга, иметь возможность автономного изготовления, отработки, модернизации, замены и исключить срыв подготовки комплекса из-за неготовности одного из элементов. Принципы, положенные в основу проектирования ТОС в 1964 году Королевым как первым главным конструктором тяжелых орбитальных станций, к сожалению, начали реализовываться только через 25 лет в 1986-1987 годах.

К лету 1964 года наш отдел располагал всеми необходимыми исходными проектными материалами и был готов расширить фронт работ в отделах ОКБ-1 и смежных организациях. Было подготовлено все для выпуска постановления правительства о привлечении к работам по экспедиции на Марс смежных организаций. Однако этого не произошло. Королева заставили разрабатывать программу высадки на Луну и марсианский проект стал заложником лунного.

До настоящего времени в работах тех лет отмечаются триумфальные полеты наших космонавтов, запуски автоматических аппаратов и станций без объяснения истинного смысла этих обширных исследований. Достоверных сведений о работах по марсианскому проекту Н1-ТМК нет. Все материалы в 1974 году уничтожены. А был ли марсианский проект Королева? В сегодняшних публичных представлениях истории развития проекта полета на Марс в Королевском ОКБ-1 — РКК «Энергия» упомянуты проекты 1960, 1969, 1988-2001, 2002-2003 годов, ориентированные на ЭРДУ, которой нет и поныне. А вот Королевский проект 1960-1964 гг. — величайший проект ХХ века — не упомянут вовсе. Хотя реальность его осуществления в то время была гораздо выше, чем сегодняшних планов.

Основа марсианского проекта Королева — ракета Н1 — вышла на летные испытания, но ей не дали успешно слетать. Представляя Н1 лишь виновницей проигрыша Лунной гонки, авторы не задают простой вопрос: если Королев с 1959 года делал лунную ракету, то почему через пять лет ему пришлось ее кардинально переделывать? Он, что, не умел пользоваться формулой Циолковского? Определить стартовый вес лунного комплекса — задача для студентов. Дело не в этом. Сегодня, когда идут разговоры о полете на Марс и на бумаге пишутся планы, вопрос о том, был ли Королевский проект экспедиции на Марс или не был — принципиальный. Если был, то следующий вопрос: кто и почему его похоронил 40 лет назад? В «похоронной» команде могут оказаться очень уважаемые люди. Сегодня космонавты, и не только наши, летают на ракете и корабле, созданными Королевым почти полвека назад. Летают на чужую станцию. Если Королев ошибся в выборе цели — межпланетном полете, то к какой цели мы двигались 40 лет после него? Чтобы сегодня ставить новые большие задачи, нужно внимательно проанализировать историю нашей космонавтики и сделанные нами ошибки, чтобы не повторить их снова.

P. S. В первой статье для «Тверской Жизни» я сообщал, что, несмотря на утрату архивных материалов, достоверные сведения о проекте сохранились. В 1994 году, узнав об уничтожении архивных материалов по ТМК, я рассекретил и забрал в личное пользование свои рабочие тетради. Они весьма подробны и дают полное представление о тех идеях и решениях, которые закладывались Королевым и Тихонравовым в проект полета на Марс более сорока лет назад.

А вышедшая на околоземную орбиту М-71C получила открытое наименование Космос-419 .

АМС первого и второго поколения разработаны в ОКБ-1 . АМС третьего и четвёртого поколения разработаны в НПО им. Лавочкина .

Запуски АМС первого и второго поколения осуществлялись 4-ступенчатой ракетой-носителем среднего класса Молния . Запуски АМС третьего и четвёртого поколений осуществлялись ракетой-носителем тяжёлого класса Протон-К с дополнительной 4-й ступенью - разгонным блоком Д .

Специально к запускам КА к Марсу был построен радиотехнический комплекс дальней космической связи. За траекторией полёта станции следил также телескоп Крымской астрофизической обсерватории диаметром 2,6 м.

Энциклопедичный YouTube

1 / 5

✪ Секретные материалы Агентств космических исследований

✪ ЛУННАЯ ПРОГРАММА 2019 [Проекты освоения луны]

✪ Полет на Марс. План создания Новой Земли. Космические первопроходцы. Космос, Вселенная 02.12.2016

✪ КОСМИЧЕСКАЯ ПУШКА [Проект высотных исследований]

✪ Современные исследования Марса и Венеры (рассказывает астроном Александр Родин)

Субтитры

Серии КА

Космические аппараты первого поколения:

• М-60 (Марс-60A , 60B) - пролётные станции проекта 1М . Два запуска в 1960 году были неудачными из-за аварий ракет-носителей.

Космические аппараты второго поколения:

• М-62 (Марс-1 , 62A , 62B) - станции проекта унифицированных марсианско-венерианских АМС 2МВ . Посадочная Марс-62A 2МВ-3 и первая пролётная Марс-62B 2МВ-4 не были выведены на межпланетные траектории из-за аварий ракет носителей. Вторая пролётная АМС 2МВ-4 Марс-1 запущена к Марсу 1 ноября 1962 года, но во время полёта космического аппарата по межпланетной траектории связь была потеряна.
• М-64 (Зонд-2) - пролётная станция проекта унифицированных марсианско-венерианских АМС 3МВ (усовершенствованное второе поколение). АMC запущена к Марсу 30 октября 1964 года. Однако по причине не полного открытия солнечных батарей был зафиксирован пониженный уровень электропитания, приблизительно вдвое меньше ожидаемого. Станция не могла выполнить исследования Марса и получила название Зонд-2 .

Космические аппараты третьего поколения:

• М-69 (Марс-69A , 69B) - Серия М-69 состояла из двух тяжёлых АМС. Станции предназначенны для исследования Марса с орбиты искусственного спутника (ИСМ). Первые в СССР и мире многотонные межпланетные станции. Обе АМС не были в 1969 году выведены на межпланетные траектории из-за аварий ракет-носителей Протон .

Космические аппараты четвёртого поколения:

• М-71 - Серия М-71 состояла из трёх АМС, предназначенных для изучения Марса как с орбиты ИСМ, так непосредственно на поверхности планеты. Для этого АМС Марс-2 , Марс-3 имели в своём составе как искусственный спутник - орбитальный аппарат (ОА), так и автоматическую марсианскую станцию мягкая посадка которой на поверхность планеты осуществлялась спускаемым апппаратом (СА). Автоматическая марсианская станция комплектовалась первым в мире марсоходом ПрОП-М . АМС М-71C не имела спускаемого аппарата, должна была стать искусственным спутником Марса. АМС М-71С не была выведена на межпланетную траекторию и была объявлена как ИСЗ Космос-419 . Марс-2, Марс-3 запущены 19 и 28 мая 1971 года. Орбитальные аппараты Марс-2 и Марс-3 работали более восьми месяцев и успешно выполнили большую часть программы полёта искусственных спутников Марса (кроме фотосъёмки). Мягкая посадка спускаемого аппарата Марс-2 закончилась неудачно, спускаемый аппарат Марс-3 совершил мягкую посадку, но передача с автоматической марсианской станции прекратилась через 14,5 секунд.

Принципиально конструкция серии М-73 не отличалась от серии М-71. Проведена модернизация отдельных узлов и приборов.

• М-73 - Серия М-73 состояла из четырёх АМС, предназначенных для изучения Марса как с орбиты ИСМ, так непосредственно с поверхности планеты. В 1973 увеличилась скорость необходимая для вывода АМС на межпланетную траекторию. Поэтому ракета-носитель Протон не могла вывести АМС состоящую из орбитальной станции - искусственного спутника Марса и спускаемого аппарата с автоматической марсианской станцией на траекторию необходимую чтобы приблизиться к Марсу, как было возможно в 1971. Космические аппараты Марс-4 и Марс-5 (модификация М-73С), должны были выйти на орбиту вокруг Марса и обеспечивать связь с автоматическими марсианскими станциями, которые несли АМС Марс-6 и Марс-7 (модификация М-73П). Запущены 21, 25 июля и 5,9 августа 1973 года. Марс-4 - исследование Марса с пролётной траектории (неудача, планировалось запустить спутник Марса). Марс-5 - искусственный спутник Марса (частичная удача, время работы спутника около двух недель). Марс-6 - облёт Марса и мягкая посадка автоматической марсианской станции (неудача, в непосредственной близости от поверхности Марса потеряна связь), первые прямые измерения состава атмосферы, давления и температуры во время снижения спускаемого аппарата на парашюте. Марс-7 - облёт Марса и мягкая посадка автоматической марсианской станции (неудача, спускаемый аппарат пролетел мимо Марса).

Технические задачи и научные результаты

Марс-1

Технические задачи

Так как для своего времени проект «Марс» являлся первым в истории проектом такого масштаба, как освоение межпланетных пространств в области Земля-Марс, то перед ним вставал ряд технических вопросов - какой мощности и типа понадобятся двигатели и ракеты-носители для выведения на орбиту Земли необходимого полезного груза, как поведёт себя радиосвязь на таких гигантских расстояниях, с какими проблемами столкнётся электроника в условиях космической радиации межпланетного пространства в области Земля-Марс и мн. другое.

В технические задачи «Марс-1» входили:

Запуск на орбиту Земли успешно состоялся 1 ноября 1962 года, с космодрома Байконур, при помощи 4-х ступенчатой ракеты-носителя среднего класса Молния.

«Марс-1» был успешно выведен на траекторию полёта к Марсу.

За время полёта космического аппарата «Марс-1» по межпланетной траектории с ним был проведён 61 сеанс радиосвязи. При этом был получен большой объём телеметрической информации, а на его борт передано более 3000 команд.

Последний сеанс состоялся 21 марта 1963 года при удалении станции от Земли на 106 млн км. Неисправность системы ориентации не позволила направить антенны на Землю и далее осуществлять радиосвязь.

Исходя из баллистических данных, можно полагать, что 19 июня 1963 года неуправляемый «Марс-1» осуществил первый пролёт на расстоянии примерно 200 тыс. км от Марса и продолжил свой полёт вокруг Солнца.

Научные результаты

Вследствие отказа системы ориентации «Марс-1» не смог осуществить научное исследование Марса и околомарсианского космического пространства с пролётной траектории.

Тем не менее, в задачи первых «Марсов» входил не только пролёт вблизи Марса и непосредственное изучение планеты, но и исследование свойств межпланетного пространства между Землёй и Марсом где физические условия ещё не были известны.

Программа полёта «Марс-1» была выполнена частично, 21 марта 1963 года радиоконтакт с АМС был потерян. В этот момент «Марс-1» преодолел половину пути и находился в более чем ста миллионах километров от Земли, но успел передать важную информацию о межпланетном пространстве на большом расстоянии от нашей планеты. С помощью «Марс-1» впервые были получены данные о физических свойствах космического пространства между орбитами Земли и Марса: об интенсивности космического излучения, напряжённости магнитных полей Земли и межпланетной среды, о потоках ионизованного газа, идущего от Солнца, и о распределении метеорного вещества (космический аппарат пересек 2 метеорных потока).

Марс-2 , Марс-3

Космические аппараты четвёртого поколения (серия М-71 - «Марс-2 »/«Марс-3 »). АМС дублировали друг друга. Каждая АМС состояла из орбитального аппарата (ОА), спускаемого апппарата (СА) и марсоходов ПрОП-М .

Технические задачи

Главная техническая задача миссий «Марс-2 » и «Марс-3 » заключалась в доставке на орбиту и поверхность Марса автоматических марсианских станций и марсоходов, а также дальнейшее осуществление слаженной работы между ними. Помимо всего прочего, в задачи «Марс-2» входила доставка на поверхность Марса капсулы, содержащей вымпел с изображением Государственного герба СССР.

Спускаемые аппараты и марсоходы советских АМС программы «Марс» не справились с возложенными задачами, в то время как орбитальные аппараты выполнили все основные поставленные перед ними технические программы. Из за неудач спускаемых аппаратов, главная техническая задача всей программы «Марс» - создание на Марсе работающего научного автоматического комплекса - не была решена.

Марс-2

Орбитальный аппарат АМС «Марс-2». Успешно выполнил все основные этапы своей программы и свыше 8 месяцев проводил исследования Марса с орбиты, вплоть до исчерпания азота в системе ориентации и стабилизации (23 августа 1972 года). При подлёте к Марсу от «Марс-2» была отделен спускаемый аппарат, доставивший на поверхность планеты вымпел с изображением Государственного герба СССР.

Спускаемый аппарат АМС «Марс-2». На поверхность планеты был отправлен в ноябре 1971 года. Предпринял попытку мягкой посадки, закончившеюся неудачей. Аппарат разбился, став первым рукотворным объектом, доставленным на Марс 27 ноября 1971 года.

Марсоход АМС «Марс-2» «ПрОП-М». Был утерян вследствие аварии при посадке спускаемого аппарата.

Марс-3

Орбитальный аппарат АМС «Марс-3». Успешно выполнил все основные этапы своей программы и свыше 8 месяцев проводил исследования Марса с орбиты, вплоть до исчерпания азота в системе ориентации и стабилизации (23 августа 1972 года).

Спускаемый аппарат АМС «Марс-3». На поверхность планеты был отправлен в декабре 1971 года. 2 декабря 1971 года была произведена первая в истории успешная мягкая посадка на поверхность Марса. Вскоре после посадки станция начала передачу панорамы окружающей поверхности, но полученная часть панорамы представляла собой серый фон без единой детали. Через 14,5 секунд сигнал пропал. (По воспоминаниям академика М. Я. Марова сигнал пропал через 20 секунд ).

Марсоход АМС «Марс-3» «ПрОП-М». Был утерян вследствие потери связи со спускаемым аппаратом.

Научные результаты

Научная аппаратура

На борту орбитальных аппаратов «Марс-2» и «Марс-3» находилась научная аппаратура, предназначенная для измерений в межпланетном пространстве, а также для изучения окрестностей Марса и самой планеты с орбиты искусственного спутника:

Научные измерения, исследования и эксперименты

Орбитальные станции «Марс-2» и «Марс-3» свыше 8 мес осуществляли комплексную программу орбитальных исследований Марса. Были проведены и получены следующие измерения и результаты:

Фотографии

Разработчики фототелевизионной установки (ФТУ) использовали неправильную модель освещения Марса. Поэтому были выбраны некорректные выдержки ФТУ. Снимки во многих случаях получались пересветленными, многие практически непригодными. После нескольких серий снимков (в каждой по 12 кадров) фототелевизионная установка не использовалась.

Марс-4 , Марс-5 , Марс-6 , Марс-7

Изучение Марса в 1973-1974 гг, когда четыре советских КА Марс-4, Марс-5, Марс-6 и Марс-7 практически одновременно достигли окрестностей планеты, приобрело новое качество. Цель полёта: определение физических характеристик грунта, свойств поверхностной породы, экспериментальная проверка возможности получения телевизионных изображений и др.

Научные исследования, проведённые КА Марс-4, 5, 6, 7, разносторонни и обширны. КА Марс-4 провёл фотографирование Марса с пролётной траектории. Марс-5 - искусственный спутник Марса Марс-5 передал новые сведения об этой планете и окружающем её пространстве, сделал качественные фотографии марсианской поверхности, в том числе цветные. Спускаемый аппарат Марса-6 совершил посадку на планету, впервые передав данные о параметрах марсианской атмосферы, полученные во время снижения. КА Марс-6 и Марс-7 исследовали космическое пространство с гелиоцентрической орбиты. Марс-7 в сентябре-ноябре 1973 года зафиксирована связь между возрастанием потока протонов и скорости солнечного ветра. На фотоснимках поверхности Марса, отличающихся весьма высоким качеством, можно различить детали размером до 100 м. Это ставит фотографирование в число основных средств изучения планеты. Поскольку фотографирование проводилось с использованием цветных светофильтров путём синтезирования получены цветные изображения ряда участков поверхности. Цветные снимки также отличаются высоким качеством и пригодны для ареолого-морфологических и фотометрических исследований.

С помощью двухканального ультрафиолетового фотометра с высоким пространственным разрешением получены фотометрические профили атмосферы у лимба планеты в недоступной для наземных наблюдений области спектра 2600-2800 A. Эти профили помогли впервые обнаружить следы озона в атмосфере Марса (данные американских аппаратов Маринер-6, 7, 9 по озону относились к твёрдой поверхности полярной шапки), а также заметное аэрозольное поглощение даже в отсутствии пылевых бурь. С помощью этих данных можно вычислить характеристики аэрозольного слоя. Измерения содержания атмосферного озона позволяют оценить концентрацию атомарного кислорода в нижней атмосфере и скорость его вертикального переноса из верхней атмосферы, что важно для выбора модели, объясняющей стабильность существующей на Марсе атмосферы из углекислого газа. Результаты измерений на освещённом диске планеты могут быть использованы для изучения её рельефа. Исследования магнитного поля в околомарсианском пространстве, проведённые КА Марс-5, подтвердили вывод, сделанный на основании аналогичных исследований КА Марс-2, Марс-3, о том, что вблизи планеты существует магнитное поле порядка 30 гамм (в 7-10 раз больше величины межпланетного невозмущённого поля, переносимого солнечным ветром). Предполагалось, что это магнитное поле принадлежит самой планете, и Марс-5 помог получить дополнительные аргументы в пользу этой гипотезы. Предварительная обработка данных КА Марс-7 об интенсивности излучения в резонансной линии атомарного водорода Лайман-альфа позволила оценить профиль этой линии в межпланетном пространстве и определить в ней две компоненты, каждая из которых вносит приблизительно равный вклад в суммарную интенсивность излучения. Полученная информация даст возможность вычислить скорость, температуру и плотность втекающего в солнечную систему межзвёздного водорода, а также выделить вклад галактического излучения в линии Лайман-альфа. Этот эксперимент выполнялся совместно с французскими учеными. По аналогичным измерениям с борта КА Марс-5 впервые непосредственно измерена температура атомарного водорода в верхней атмосфере Марса. Предварительная обработка данных показала, что эта температура близка к 350°К.

Спускаемый аппарат Марса-6 проводил измерения химического состава марсианской атмосферы при помощи масс-спектрометра радиочастотного типа. Вскоре после раскрытия основного парашюта сработал механизм вскрытия анализатора, и атмосфера Марса получила доступ в прибор. Сами масс-спектры должны были передаваться после посадки и на Земле получены не были, однако при анализе параметра ток магнитоионизационного насоса масс-спектрографа, переданного по телеметрическому каналу в ходе парашютного спуска, было предположено, что содержание аргона в атмосфере планеты может составлять от 25 % до 45 % . (По уточнённым данным доля аргона в атмосфере Марса - 1,6 %). Содержание аргона имеет принципиальное значение для понимания эволюции атмосферы Марса.

На спускаемом аппарате осуществлялись также измерения давления и окружающей температуры. Результаты этих измерений весьма важны как для расширения знаний о планете, так и для выявления условий, в которых должны работать будущие марсианские станции.

Совместно с французскими учеными выполнен также радиоастрономический эксперимент - измерения радиоизлучения Солнца в метровом диапазоне. Прием излучения одновременно на Земле и на борту космического аппарата, удалённого от нашей планеты на сотни миллионов километров, позволяет восстановить объемную картину процесса генерации радиоволн и получить данные о потоках заряженных частиц, ответственных за эти процессы. В этом эксперименте решалась и другая задача - поиск кратковременных всплесков радиоизлучения, которые могут, как предполагается, возникать в далеком космосе за счёт явлений взрывного типа в ядрах галактик, при вспышках сверхновых звёзд и других процессах.

• В отличие от автоматических межпланетных станций серии Маринер корпус советских автоматических межпланетных станций Марс герметичный.
• В отличие от советских автоматических межпланетных станций Марс в автоматических межпланетных станциях Маринер-6 - Маринер-10 использовано большое количество интегральных схем.

Советские и российские космические аппараты для исследования Марса

Нереализованные проекты

• Марс-4НМ - нереализованный проект тяжёлого марсохода, который должен был запускаться сверхтяжёлой ракетой-носителем Н-1 , не введённой в эксплуатацию.
• Марс-5НМ - нереализованный проект АМС для доставки грунта с Марса, которая должна была запускаться одним запуском РН Н-1. Проекты 4НМ и 5НМ были разработаны в 1970 г с целью осуществления около 1975 г.
• Марс-79 (Марс-5М) - нереализованный проект АМС для доставки грунта с Марса, орбитальный и посадочный модули которой должны были запускаться раздельно на РН «Протон» и стыковаться у Земли для отлёта к Марсу. Проект был разработан в 1977 г с целью осуществления в 1979 г.

Неудачные запуски

• Фобос - две АМС для исследования Марса и Фобоса 1989 года нового унифицированного проекта, из которых ввиду отказов одна вышла из-под контроля на пути к планете, а вторая выполнила только часть марсианской программы и не выполнила фобосную.
• Марс-нет/MetNet - АМС с 4-мя новыми и 4-мя из проекта «Марс-96» малыми ПМ, планируемая к запуску в 2017 г.
• Марс-Астер - АМС для изучения Марса и астероидов с 2018 г.
• Марс-Грунт - АМС для доставки грунта с Марса около 2020-2033 гг.

Россия решила покорять дальний космос. Уже в следующем году отечественные специалисты организуют миссию на Марс для исследования планеты. В дальнейшем Россия постарается осуществить высадки на естественный спутник Земли – Луну, где ученые будут искать воду и другие необходимые для человека ресурсы. «360» выяснил, сможет ли человечество в ближайшие десятилетия создать поселения на других планетах солнечной системы.

Следующая новость

Россия в 2019 году запустит миссию на Марс, рассказал президент РФ Владимир Путин в одноименном фильме Андрея Кондрашова. По словам главы государства, для этого готовятся беспилотные и пилотируемые пуски.

«Мы сейчас будем там осуществлять беспилотные, а потом и пилотируемые пуски — для исследования дальнего космоса, и лунная программа, затем исследование Марса. Первое — это совсем скоро — в 2019 году мы собираемся запустить в сторону Марса миссию», — отметил Владимир Путин.

В последние пару лет российские специалисты проводят усиленную подготовку к путешествию до Красной планеты. В 2016 году «Роскосмос» совместно Европейским космическим агентством организовал первый этап миссии «ЭкзоМарс» (ExoMars). Тогда российско-европейскому альянсу удалось отравить на планету ракету «Протон-М» с орбитальным аппаратом с TGO (Trace Gas Orbiter) и демонстративным десантным модулем «Скиапарелли» (Schiaparelli). Орбитальный аппарат в конце февраля завершил этап торможения об атмосферу и приступил к выполнению научных задач, в то время как посадочный модуль потерпел неудачу на спуске и разбился.

Второй этап программы по исследованию Марса намечен на начало 2020 года. В ходе миссии ученые планируют отправить российскую посадочную платформу и европейский марсоход. С учетом длительности полета эти аппараты должны прибыть к Красной планете примерно в марте 2021 года. На платформу установят 22 прибора, которые проведут видеофиксацию и возьмут грунт для анализа почв. Ориентировочная стоимость двух этапов «ЭкзоМарс» оценивалась в 1,3 миллиарда евро.

Эта программа поможет российским специалистам получить обновленные данные по событиям, которые происходят за пределами орбиты Земли, уверен военный эксперт Алексей Леонков.

Результаты миссии позволят понять, можно ли построить базы на Марсе, есть ли там ресурсы, и пригодна ли планета для жизни. Во времена СССР у нас летали автоматические станции на Марс, так что опыт имеется. Единственным препятствием для удачной миссии является создание ракет, способных доставлять аппараты за пределы околоземной орбиты в сторону дальнего космоса, но разработки в этом плане уже находятся на завершающей стадии

— Алексей Леонков.

Традиционные соперники России в освоении космоса — США — также развивают космическую программу. Накануне основатель компании SpaceX Илон Маск заявил , что его корабль для полета на Марс впервые поднимется в воздух в первой половине 2019 года. Спустя три года американцы собираются повторить миссию и отправить на Красную планету два грузовых космических корабля. Конечной целью SpaceX значится посадка семян для развертывания на Марсе человеческой колонии.

Говорить о пилотируемых полетах на Марс в текущих условиях преждевременно, подчеркнул в беседе с «360» заведующий отделом исследований Луны и планет государственного астрономического института П. К. Штернберга Владислав Шевченко.

Реализация пилотируемых полетов на Марс упирается не только в технические сложности, но и в условия полета. Дело в том, на трассе перелета человек будет испытывать галактическую радиацию. По своей мощности она не сравнима с солнечной, поэтому оказывает смертельное воздействие на космонавта. Для того чтобы доставить человека живым на Марс, необходимо сократить время полета за счет нового поколения двигателей

— Владимир Шевченко.

Автостопом до Луны

Фото:Pixabay

Президент России также сообщил о дальнейших планах освоения Луны. «Наши специалисты постараются сделать высадки на полюса (Луны — ред. „360“), потому что есть основание полагать, что там может быть вода. Там есть чем заниматься. Оттуда могут быть начаты исследования других планет, далекого космоса», — пояснил глава государства.

Российская лунная программа предполагает отправку до 2025 года трех автоматических станций. Первая станция под кодовым названием «Луна-25» уже в 2019 году должна будет совершить посадку на южном полюсе естественного спутника Земли. Ее главной задачей значится поиск на поверхности Луны водяного льда.

Согласно программе, в 2021 году к Луне уже отправится орбитальный аппарат «Луна-26» . На следующий год российские специалисты пустят посадочный аппарат «Луна-27» , который должен пробурить грунт на глубину до двух метров и исследовать его состав. После этого планируются пилотируемые миссии. При этом высадиться на Луне россияне смогут только к 2030 года, отметил Владимир Шевченко. «В данный момент российская корпорация „Энергия“ работает над новым пилотированным аппаратом „Федерация“, который будет нацелен на доставку экипажей и оборудования на МКС, а затем возьмет на себя полеты до Луны», — отметил ученый.

Полеты на Луну и на Марс идентичны по своей сложности — космонавты испытывают примерно аналогичные перегрузки, рассказал «360» летчик-космонавт Александр Лазуткин. «В России уже создали технологии и условия, позволяющие человеку в течение длительного периода времени жить внутри станции в космосе. Ученые также разобрались, как факторы полета в дальний космос влияют на здоровье человека. Поэтому остается только доработать текущие программы по Луне и Марсу, заручиться поддержкой государства и организовать в миссии», — резюмировал космонавт.

Следующая новость

Марсианская программа НАСА

В сентябре 1969 года руководство агентства НАСА подготовило доклад для президента и его администрации, озаглавленный «Космическая программа после Аполлона: директивы на будущее» («The Post-Apollo Space Program: Directions for the Future»).

В докладе отмечалось, что программа «Сатурн – Аполлон», безусловно, является высшим достижением в космической области на сегодняшний день, но при этом она – лишь этап долговременного процесса по изучению и освоению человеком Вселенной. Авторы доклада указывали, что в этой связи особое беспокойство вызывает намерение администрации сократить ассигнования перспективных программ, в том числе – проект экспедиции на Марс. Руководители НАСА заверяли, что, используя накопленный в ходе освоения Луны опыт, агентство вполне способно осуществить такую экспедицию в течение ближайших пятнадцати лет. Для этого предлагалось принять полет на Марс в качестве основной цели существующей космической программы.

Сама подготовка к такому полету виделась авторам доклада разделенной на три фазы. Первая фаза – переориентация работы всех бюро, институтов, фирм и заводов, занятых в программе «Сатурн – Аполлон», на решение задач марсианского проекта. Вторая фаза – создание долговременной орбитальной станции и постоянной базы на Луне для обеспечения строительства межпланетного корабля и подготовки экипажей. Третья фаза – собственно серия пилотируемых полетов к Марсу с последующим возвращением на Землю.

Выбор конкретного графика реализации программы оставлялся на усмотрение президента. Тот мог выбирать из двух вариантов: параллельное строительство орбитальной станции и межпланетного корабля (приблизительная стоимость – 6 млрд долларов) или последовательное строительство: сначала станции, а потом – корабля (стоимость – от 4 до 5 млрд долларов). В случае если выбор будет сделан в пользу первого варианта, специалисты НАСА обещали построить межпланетный корабль к 1974 году, с тем чтобы запустить его к Марсу уже в 1981 году. Второй вариант гарантировал запуск межпланетного корабля только в 1986 году.

Любопытно, что в докладе не исключалась возможность вовлечения в программу советских космонавтов и специалистов с целью расширения научного сотрудничества между державами. То есть уже в 1969 году эксперты НАСА говорили о международной программе покорения соседней планеты. Советские ученые заговорят об этом значительно позже.

Что же представляла собой американская программа экспедиции на Марс с инженерно-технической точки зрения? В разные годы самые различные организации предлагали свои проекты корабля для полета к Марсу. Разумеется, выбор оставался за руководством НАСА, ведь именно оно выделяло средства на исследования, так или иначе связанные с этой темой.

Например, с 1963 по 1969 год НАСА финансировало проект «НЕРВА» («NERVA»), направленный на создание ядерного ракетного двигателя для полета к Луне и планетам Солнечной системы. Существовало два проработанных варианта межпланетного корабля для полета на Марс с использованием такого двигателя.

В одном из них предполагалось использовать пять типовых ядерных блоков: связку из трех блоков в качестве первой ступени ракеты-носителя, и по одному такому же блоку – для второй и третьей ступеней. Сборка ядерного носителя должна была производиться на околоземной орбите с использованием лунных ракет «Сатурн-5». Сам полет к Марсу, согласно проекту, мог состояться в 1985 году.

Другой проект космического корабля на базе ядерных ступеней «НЕРВА» представлял собой трехступенчатую ракету, которая, в отличие от первой, не нуждалась в повторном запуске какого-либо из установленных на ней ядерных ракетных двигателей: после того как двигатели отрабатывали свое, их отделяли от корабля. Схема межпланетной экспедиции в этом случае выглядела следующим образом. Старт – 12 ноября 1981 года; выход на эллиптическую орбиту вокруг Марса – 9 августа 1982 года; изучение Марса с высадкой экспедиции на его поверхность; отбытие – 28 октября 1982 года; полет к Венере с ее проходом 28 февраля 1983 года; выход на околоземную орбиту – 14 августа 1983 года; стыковка с многоразовым кораблем «Спейс шаттл» («Space Shuttle»); возвращение экипажа на Землю через 640 дней после отправления.

Предполагалось, что большинство систем и оборудования корабля для полетов к Марсу будет аналогичным системам и оборудованию лунного корабля «Аполлон» (более того, этот проект некоторое время фигурировал под обозначением «Аполлон-Икс»). При этом, однако, обитаемый модуль должен был иметь гораздо более высокое аэродинамическое качество и более совершенную систему теплозащиты, чем возвращаемая капсула «Аполлона», так как при сходе с космической траектории к Земле скорость должна была составить от 13 до 18 км/с.

Согласно проекту, к Марсу должны были отправиться сразу два одинаковых космических корабля. Каждый корабль имеет отсек с оборудованием, командный отсек и отсек посадки на Марс. В случае появления неисправностей в одном из кораблей на любой стадии полета его команда имеет возможность покинуть аварийный корабль в своем командном отсеке и пристыковаться ко второму кораблю. Следовательно, каждый корабль должен вмещать удвоенный экипаж (всего шесть человек). Отсеки с оборудованием и командный работают в переменном поле искусственного тяготения с перегрузкой от 0 до 0,6 g. Жилые помещения находятся в отсеке оборудования. Командный отсек используется при выходе на орбиту, во время входа в атмосферу и посадки, а также при аварийном покидании корабля. Посадочный отсек будет оставлен на околомарсианской орбите после того, как экипаж перейдет в отсек оборудования. Последний будет сброшен перед входом в атмосферу Земли.

Согласно расчетам, весьма эффективным средством уменьшения начального веса системы для полета по маршруту Земля – Марс – Земля является использование аэродинамического торможения в атмосферах Марса и Земли. С учетом этого разрабатывался крылатый космический корабль. Стартовая масса всей ракетно-космической системы составляла 400 т. Система снабжалась ядерной ракетной силовой установкой весом 59 т и собиралась на околоземной орбите с помощью четырех ракет-носителей «Сатурн-5». Планировалось, что первая ракета доставит на орбиту ядерную силовую установку и полезную нагрузку в виде крылатого космического корабля, а три остальных – двенадцать баков с топливом.

В 1969 году проект «НЕРВА» был закрыт. Его дальнейшее развитие требовало значительных капиталовложений, а денег у НАСА едва хватало на обеспечение текущих лунных экспедиций.