Mars-4

A Mars-4 az M-73 sorozat  szovjet automata bolygóközi állomása , amelyet 1973. július 21-én 19:30:59- kor indítottak útjára a Mars program keretében . Az M-73 sorozat négy negyedik generációs űreszközből állt, amelyeket a Mars bolygó tanulmányozására terveztek . A "Mars-4" és a " Mars-5 " (M-73C módosítás) űrszondáknak bolygó körüli pályára kellett állniuk, és kommunikációt kell biztosítaniuk a felszínen történő munkára tervezett automatikus marsi állomásokkal. A Mars-6 és Mars-7 űrrepülőgépek (M-73P módosítás) automata marsi állomásokkal rendelkező leszálló járműveket szállítottak .

Az egyik fedélzeti rendszer működési hibája miatt úgy döntöttek, hogy nem kapcsolják be a Mars-4 fékhajtóművet, az AMS egy átrepülési pálya mentén haladva megkerülte a bolygót, megközelítve az 1844 km-es minimális távolságot, és továbbhaladt. heliocentrikus pályán repül.

Az AMS "Mars-5", kialakítása azonos, belépett a Mars pályájára.

Specifikációk

A fő szerkezeti elem, amelyhez az egységek rögzítve vannak, ideértve a meghajtórendszert, a napelemeket, a parabolikus erősen irányított és alacsony irányú antennákat, a hőszabályozó rendszer hideg és meleg körének radiátorait és a műszerrészt, az üzemanyag blokk. a meghajtórendszer tartályai.

Lényeges különbség az M-73S és M-73P módosítások között a tudományos berendezések orbiteren való elhelyezésében rejlik: a műhold változatban a tudományos berendezés a tankblokk felső részébe, a leszálló járművel szerelt változatban található. , a műszerteret és a tartályblokkot összekötő kúpos adapteren.

Az 1973-as expedíció járműveihez a KTDU-t módosították. A 11D425.000 főmotor helyett 11D425A került beépítésre, amelynek tolóereje alacsony tolóerejű üzemmódban 1105 kg (fajlagos impulzus - 293 másodperc), nagy tolóerő üzemmódban pedig 1926 kg (fajlagos impulzus - 315 másodperc). A tartályblokkot egy újra cserélték - nagy méretű és térfogatú a hengeres betétnek köszönhetően, miközben megnövelt fogyó üzemanyagtartályokat is használtak. További héliumhengereket szereltek fel az üzemanyagtartályok nyomás alá helyezésére. Egyébként az M-73-as sorozat keringői néhány kivételtől eltekintve a fedélzeti berendezések elrendezését és összetételét tekintve megismételték az M-71-es sorozatot.

Mise

A Mars-4 űrszonda teljes tömege 4000 kg volt, beleértve az elrepülő jármű száraz tömegét - 2187 kg. Az orbiter tudományos berendezésének tömege (FTU-val) 117,8 kg. A Mars-4 űrszonda korrekciós hajtóműve 1692,47 kg üzemanyaggal volt feltöltve: 590,47 kg üzemanyaggal és 1102,0 kg oxidálószerrel. A helyzetszabályozó rendszer gázmotorjainak nitrogéntartaléka 82,1 kg [1] .

A projekt technológiai újdonsága

A hazai űrhajózás gyakorlatában először négy automata űrhajó vett részt egyidejűleg egy bolygóközi expedíción. Az expedíció előkészítése során folytatódott az M-71 sorozatú járművek számára megkezdett földi kísérleti és tesztbázisok, a parancsnoki mérőföldi komplexum korszerűsítése [2] . Tehát a termikus számítások ellenőrzésére és finomítására speciális, napsugárzás-szimulátorokkal felszerelt vákuumberendezéseket hoztak létre. Az automatikus űrhajó analógja átment bennük a komplex termikus vákuumtesztek teljes körén, amelyek feladata az volt, hogy teszteljék a hőszabályozó rendszer azon képességét, hogy a működés minden szakaszában a hőmérsékleti rendszert a meghatározott határokon belül tartsák [2] .

A repülés küldetései és céljai

• Hosszú távon működő mesterséges Mars-műhold létrehozása a körkörös űrben, amely az AMS-től információkat fogad és továbbít a Földre, az M-73P űrszonda marsi felszínén landol;
• Az AMS második aktiválásának biztosítása munka közben a leszállás után egy nappal;
• A tudományos program megvalósítása, amely nagyrészt egybeesik az M-73P repülő járművek által végrehajtott programmal:

• Színes fényképek készítése a Mars felszínének bizonyos részeiről;
• A vízgőz eloszlásának tanulmányozása a bolygó korongján;
• A légkör gázösszetételének és sűrűségének meghatározása;
• A domborzat vizsgálata a CO2 eloszlása ​​alapján, a légköri gázkoncentráció eloszlásának, a bolygó és a légkör fényességi hőmérsékletének meghatározása;
• A bolygó felszíne dielektromos állandójának, polarizációjának és hőmérsékletének meghatározása;
• A mágneses tér mérése a repülési útvonal mentén és a bolygó közelében;
• Elektron- és protonfluxusok mérése a repülési útvonal mentén és a bolygó közelében;
• A bolygó infravörös spektrumának tanulmányozása 1,5-5,5 mikron tartományban (különösen a szerves vegyületek keresésére);
• A bolygó polarimetriás vizsgálata a felszín szerkezetének meghatározására;
• A Mars légköre saját fényének spektrumainak tanulmányozása;
• A kozmikus sugárzás és a bolygó sugárzási öveinek regisztrálása.

Projekt megvalósítás

Az M-73 sorozat összes űrhajója sikeresen teljesítette a földi tesztek teljes ciklusát. Ezeknek az automata űrjárműveknek a kilövései a világűr és a Naprendszer bolygóinak feltárására irányuló szovjet programnak megfelelően 1973 júliusában-augusztusában történtek [2] .

Indítójármű

Az M-73 sorozatú űrrepülőgépek indításához négyfokozatú Proton-K hordozórakétát használtak, 690 tonnás kilövőtömeggel.

Repülés

A Föld és a Mars egymáshoz viszonyított helyzete 1973-ban megkövetelte, hogy az űrszonda repülési sebessége nagyobb legyen - 250-300 m/s (900-1080 km/h) nagyobb, mint 1971-ben. A bolygóközi pályára indított rakomány össztömegére vonatkozó, a meglévő hordozórakéták képességei által meghatározott korlátok az úgynevezett kétkilövéses repülési séma alkalmazását tették szükségessé, amely szerint a leszálló jármű leszállításának feladatai. és a Mars mesterséges műholdjának létrehozását két különböző jármű végzi. Figyelembe véve a közös munkájuk szükségességét az expedíció egy bizonyos szakaszában (amikor az AMS a Mars felszínén működik), a Mars jövőbeli műholdja korábban indul, mint a második készülék. A repülési mintáik közötti különbség csak a végső szakaszban jelentős.

Ezen eszközök mindegyike duplikált, így négy űrhajó vett részt az expedícióban: Mars-4, Mars-5 , Mars-6 és Mars-7 . A bolygóközi pályák kilövési szegmensei és a további repülés a Mars megközelítéséig minden jármű esetében azonosak egymással és a megfelelő repülési szakaszokkal 1971-ben.

Repülésirányítás

Az M-73 sorozatú űrhajóval való munkához az Evpatoria melletti NIP-16-ban található Pluton földi rádiótechnikai komplexumot használták. Az űrhajóktól származó információk nagy távolságból történő fogadásakor a rádiókapcsolat potenciáljának növelése érdekében két ADU 1000 (K2 és K3) és egy KTNA-200 (K-6) antenna jeleinek összegzését használták. A parancsokat az ADU 1000 (K1) és P 400P (K8) antennákon keresztül adták ki a második NIP-16 helyszínen. Mindkét antennát Harpoon-4 UHF adókkal szerelték fel, amelyek akár 200 kW sugárzási teljesítményt is képesek sugározni [2] . Az űrszonda munkamenet-vezérlése szempontjából a fedélzeti rendszerek logikájában történtek némi változtatások: az M-73P járműveknél a tipikus, fékezésre és a Mars-műhold pályára lépésére szánt 6T munkamenetet sikerült elérni. kizárva.

A komplexum mozgásvezérlő rendszerét az Automatizálási és Műszerészeti Kutatóintézet fejlesztette és gyártotta . A vezérlőrendszer prototípusa a holdjáró hajó számítógépes rendszere volt, melynek magja a "Tropa" típusú elemekre épülő S-530 fedélzeti számítógép [3] .

A repülési program végrehajtása

A Mars-4 űrrepülőgépet (M-73S No. 52) 1973. július 21-én, 22 óra 30 perckor 59,2 másodperckor a Bajkonuri űrhajó 81. számú hordozórakétájáról indították fel a Proton-K hordozórakétával . A Proton-K hordozórakéta három fokozatának és a felső fokozat vezérlőegységének első bekapcsolásával az űreszközt 174x162 km magasságú köztes műholdpályára bocsátották. A felső fokozat vezérlőegységének második bekapcsolásával ~ 1 óra 20 percnyi passzív repülés után az űreszköz átkerült a Marsra tartó repülési pályára. 23 óra 49 perc 28,4 másodperckor az űrszonda elvált a felső szakasztól. 204 nappal a kilövés után, 1974. február 10-én az űrszonda 1844 km távolságra repült a Mars felszínétől. 27 perccel ez előtt a pillanat előtt bekapcsolták az egysoros optikai-mechanikus szkennereket - telefotométereket, amelyek segítségével a Mars felszínének két területéről készült panoráma (narancssárga és vörös-infravörös tartományban). Két perccel a repülési hiperbola periapszisa előtt bekapcsoltak egy rövidfókuszú objektívvel ellátott fotó-televíziót. Egy 12 képkockás ciklusban 1900/2100 km távolságból, 1:5 000 000 méretarányban vizsgálták a Marsot egy elrepülési pályáról. A képek jó minőségűek lettek. A repülés előtt 5 nappal felfedezett, hosszú fókuszú lencsével rendelkező FTU meghibásodása miatt ez a fotó-televízió eszköz nem volt bekapcsolva a repülés alatt. Ráadásul az elrepülés után az űrszonda egy ideig a bolygó rádióárnyékában találta magát, ami lehetővé tette a marsi légkör kétfrekvenciás rádiós szondázását. A Mars-4 űrszonda Föld-Mars útvonalon történő repülése során ion- és elektronspektrométerekkel méréseket végeztek a napszél részecskéinek energiájáról, a részecskeösszetételről, a napplazma egyes komponenseinek hőmérsékletéről és sebességéről, valamint bolygóközi mágneses terek paramétereinek mérése.

Tudományos eredmények

A Mars-4 űrszonda az elrepülési pályájáról fényképezte a Marsot. A bolygó felszínéről készült fényképeken, amelyek nagyon jó minőségűek voltak, akár 100 m-es részletek is megkülönböztethetők voltak, ami a fotózást tette a bolygó tanulmányozásának egyik fő eszközévé. Segítségével, színes fényszűrők segítségével, negatívok szintetizálásával a Mars felszínének számos szakaszáról készült színes kép. A színes képek is jó minőségűek voltak, alkalmasak voltak geológiai-morfológiai és fotometriai vizsgálatokra.

Egy kétcsatornás, nagy térbeli felbontású ultraibolya fotométer segítségével a bolygó szárához közeli atmoszféra fotometriai profiljait a 2600-2800 A spektrum tartományában, földi megfigyelések számára megközelíthetetlen tartományban kaptuk meg.

Technikai eredmények

A Mars-4 állomás repülési programja nem készült el.

Lásd még

• A Mars-5  egy szovjet automata bolygóközi állomás az M-73 sorozatból.
• A Mars-6  egy szovjet automata bolygóközi állomás az M-73 sorozatból.
• A Mars-7  egy szovjet automata bolygóközi állomás az M-73 sorozatból.
• A fedélzeten röntgen- és gammadetektorokkal rendelkező űrhajók listája

Jegyzetek

1. ↑ Automatikus bolygóközi állomások "Mars-4, 5, 6, 7" . S. A. Lavochkinről elnevezett Tudományos és Termelő Egyesület . Letöltve: 2021. június 7. Az eredetiből archiválva : 2021. június 7. (határozatlan)
2. ↑ 1 2 3 4 A Mars-71 sorozatú NPO űrhajó im. S. A. Lavochkina (elérhetetlen link) . Letöltve: 2012. augusztus 20. Az eredetiből archiválva : 2015. július 23. (határozatlan) 
3. ↑ Glazkov A.G. Űrodüsszeia az S-530 fedélzeti számítógépről  // XXXVIII Tudományos olvasmányok az asztronautikáról: A 6. szakasz anyagai. - Reutov, 2014. - 115. o . - ISBN 978-5-9902850-3-3 .

Linkek

• VG Perminov A nehéz út a Marshoz Az AMC fejlesztő Mars és Venus emlékiratai
• TSB Évkönyv 1975
• Mars 4 a NASA honlapján Archiválva : 2013. február 19. a Wayback Machine -nél
• Mars-4 a NASA "Solar System Exploration" honlapján (nem elérhető link) . Archiválva az eredetiből 2014. január 4-én. (határozatlan)