«Марс» — автоматические межпланетные станции, которые запускались СССР с 1960 по 1973 год с целью изучения планеты Марс и околопланетного пространства. Для резервирования и комплексности исследований запускали несколько серий АМС.
Официально было объявлено о запуске для исследования Марса АМС «Марс-1» из серии М-62 в 1962 году, АМС «Марс-2» и «Марс-3» серии М-71 в 1971 году, АМС «Марс-4», «Марс-5», «Марс-6», «Марс-7» серии М-73 в 1973 году. О неудачных запусках космических аппаратов серий М-60 (1М), М-62 (2МВ), М-64 (3МВ), М-69, М-71 Советский Союз не сообщал. Вышедшим на околоземные орбиты 62A и 62B американские специалисты дали названия «Спутник 22» и «Спутник 24». Вышедшая на межпланетную траекторию 3МВ-4 получила официальное наименование «Зонд-2», а вышедшая на околоземную орбиту М-71C получила 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 АДУ-1000. За траекторией полёта станции следил также зеркальный телескоп Шайна диаметром 2,6 м (Крымская астрофизическая обсерватория).
Серии КА Космические аппараты первого поколения:
М-60 («Марс 1960А», «Марс 1960Б») — пролётные станции проекта 1М. Два запуска в 1960 году были неудачными из-за аварий ракет-носителей.
Космические аппараты второго поколения:
М-62 («Марс-1», «Марс 1962А», «Марс 1962B» — 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 в первые дни полёта космического аппарата по межпланетной траектории отказала система ориентации после утечки газа. 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 неполного раскрытия 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 1969А», «Марс 1969В») — Серия М-69 состояла из двух тяжёлых АМС. Станции предназначены 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 аппаратом (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 получила наименование 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 году 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 году. 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, первые прямые измерения состава атмосферы, давления и температуры во время снижения спускаемого аппарата на парашюте (неудача, в непосредственной близости от поверхности Марса потеряна связь). «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 больших расстояниях, с какими проблемами столкнётся электроника в условиях космической радиации межпланетного пространства в области Земля-Марс и многое другое.
В технические задачи «Марс-1» входили:
отработка технологий межпланетных перелётов (вывод необходимого груза на земную орбиту, выход на траекторию к Марсу, различные коррекции траектории, пролёт орбиты Марса и т. д.); отработка технологий реактивной ракетно-космической техники для межпланетного перелёта (ракеты-носители, двигатели, системы ориентации и т. д.); отработка технологий электроники; отработка технологий радиосвязи на межпланетных расстояниях;[bse.sci-lib.com/article073921.html «Марс»]
Запуск на орбиту Земли успешно состоялся 1 ноября 1962 года, с космодрома Байконур, при помощи 4-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[bse.sci-lib.com/article073921.html Автоматические межпланетные станции «Марс» (Статья в Большой Советской Энциклопедии, 1973 год)]. 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 аппарата (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.
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» был 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. При посадке 27 ноября 1971 года аппарат разбился, став первым рукотворным объектом, доставленным на Марс.
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:
феррозондовый магнитометр; инфракрасный радиометр для получения карты распределения температуры по поверхности Марса; инфракрасный фотометр для изучения рельефа поверхности по измерению количества углекислого газа; оптический прибор для определения содержания паров воды спектральным методом; фотометр видимого диапазона для исследования отражательной способности поверхности и атмосферы; прибор для определения радиояркостной температуры поверхности в диапазоне 3,4 см, определения её диэлектрической проницаемости и температуры поверхностного слоя на глубине до 30—50 см; ультрафиолетовый фотометр для определения плотности верхней атмосферы Марса, определения содержания атомарного кислорода, водорода и аргона в атмосфере;