Marte-2

Mars-2 es una estación interplanetaria automática  soviética (AMS) de la cuarta generación del programa espacial Marte . Uno de los tres AMC de la serie M-71. La estación Mars-2 está diseñada para explorar Marte tanto desde la órbita como directamente en la superficie de Marte. AMS consistía en una estación orbital: un satélite artificial de Marte y un vehículo de descenso con una estación marciana automática. El vehículo de descenso se estrelló en la superficie del planeta y la estación entró en órbita con éxito, donde funcionó durante más de 8 meses.

El primer intento del mundo de aterrizar suavemente un vehículo de descenso en Marte (sin éxito). El primer módulo de aterrizaje en llegar a la superficie de Marte.

AMS "Mars-2" fue desarrollado en la NPO que lleva el nombre de S. A. Lavochkin .

Especificaciones

• Masa AMC en el lanzamiento: 4625 kg [1]
• Masa de la estación orbital en el lanzamiento: 3625 kg
• Masa del vehículo de descenso en el lanzamiento: 1000 kg
• La masa del vehículo de descenso al entrar en la atmósfera de Marte: no hay información de fuentes autorizadas
• Masa de la estación marciana automática: 355 kg. (después de un aterrizaje suave en Marte)

Equipamiento

AMS constaba de una estación orbital y un vehículo de descenso con una estación marciana automática. El diseño del AMS fue propuesto por un joven diseñador V. A. Asyushkin [2] .

Las partes principales de la estación orbital: un compartimiento de instrumentos, un bloque de tanques de propulsión, un motor a reacción correctivo con unidades de automatización, una batería solar , dispositivos de alimentación de antena y radiadores del sistema de control térmico. AMS para asegurarse de que el vuelo tuviera varios sistemas. El sistema de control incluía: una plataforma giroestabilizada; computadora digital a bordo y sistema de navegación autónomo espacial. Además de la orientación al Sol , a una distancia suficientemente grande de la Tierra (unos 30 millones de km), se llevó a cabo la orientación simultánea al Sol, la estrella Canopus y la Tierra .

El sistema de control fue diseñado y fabricado por el Instituto de Investigación de Automatización e Instrumentación . La masa del sistema de control es de 167 kg, el consumo de energía es de 800 vatios. El prototipo del sistema de control era el sistema informático de la nave orbital lunar, cuyo núcleo era el ordenador de a bordo S-530 basado en elementos del tipo "Tropa" [3] .

La estación interplanetaria estaba equipada con un sistema autónomo de navegación espacial que no tenía análogos en el mundo. El sistema utilizó un goniómetro óptico. 7 horas antes de la llegada a Marte, se suponía que el dispositivo realizaría la primera medición de la posición angular de Marte en relación con el sistema de coordenadas base. Los datos de medición se transmitieron a la computadora de a bordo del sistema de control, que calculó el tercer vector de corrección necesario para transferir la estación a la trayectoria nominal. Con base en los resultados de los cálculos, el sistema de control de la nave espacial emitió comandos para realizar la corrección sin interferencia de la Tierra.

La estación orbital contenía equipos científicos destinados a mediciones en el espacio interplanetario, así como para estudiar los alrededores de Marte y el propio planeta desde la órbita de un satélite artificial: un magnetómetro fluxgate; un radiómetro infrarrojo para obtener un mapa de la distribución de temperatura sobre la superficie de Marte; un fotómetro infrarrojo para estudiar la topografía de la superficie midiendo la cantidad de dióxido de carbono; dispositivo óptico para determinar el contenido de vapor de agua por el método espectral; fotómetro del rango visible para estudiar la reflectividad de la superficie y la atmósfera; un dispositivo para determinar la temperatura superficial de radiobrillo en el rango de 3,4 cm, determinando su constante dieléctrica y la temperatura de la capa superficial a una profundidad de hasta 30-50 cm; un fotómetro ultravioleta para determinar la densidad de la atmósfera superior de Marte, determinando el contenido de oxígeno atómico , hidrógeno y argón en la atmósfera; contador de partículas de rayos cósmicos; espectrómetro de energía de partículas cargadas; Medidor de energía de flujo de electrones y protones de 30 eV a 30 keV. Así como dos cámaras de foto-televisión.

El vehículo de descenso era una pantalla de freno aerodinámica cónica que cubría la estación marciana automática (casi de forma esférica). En la parte superior de la estación marciana automática, un contenedor de paracaídas de instrumentos toroidales se adjuntó con correas de amarre, que contenían los paracaídas principal y de escape, y los instrumentos necesarios para asegurar la retirada, la estabilización, el descenso desde la órbita casi marciana, el frenado y la amortiguación. aterrizaje y un marco de conexión. En el bastidor hay un motor de combustible sólido para transferir el vehículo de descenso de una trayectoria de vuelo a una trayectoria de entrada y unidades de un sistema de control autónomo para estabilizar el vehículo de descenso después de que se haya desacoplado de la estación orbital. Antes del vuelo, el vehículo de descenso fue esterilizado.

Progreso del vuelo

La estación se lanzó desde el cosmódromo de Baikonur utilizando un vehículo de lanzamiento Proton-K con una cuarta etapa adicional: la etapa superior D el 19 de mayo de 1971 a las 19:22:49 hora de Moscú . A diferencia del AMS de la generación anterior, "Mars-2" se lanzó primero a una órbita intermedia de un satélite artificial de la Tierra y luego se transfirió a una trayectoria interplanetaria por la etapa superior "D".

El vuelo de la estación a Marte duró más de 6 meses. El 17 de junio y el 20 de noviembre de 1971 se realizaron con éxito las correcciones de trayectoria. Hasta el momento de la aproximación a Marte, el vuelo se desarrolló según el programa. El 27 de noviembre de 1971 se realizó la tercera corrección de trayectoria. La corrección se realizó utilizando la automatización a bordo sin el uso de instalaciones en tierra. El sistema autónomo de orientación astronómica de la estación aseguró su orientación y determinó la posición de la estación en relación con Marte. Los datos obtenidos se ingresaron automáticamente en la computadora electrónica de a bordo, que calculó la magnitud y la dirección del pulso correctivo y emitió los comandos necesarios para la corrección. Después de la tercera corrección, la estación entró en una trayectoria que pasaba a una distancia de 1380 km de la superficie de Marte.

El vehículo de descenso Mars-2 se desacopló el 27 de noviembre de 1971, cuando el AMS voló hacia el planeta, antes de que la estación orbital redujera la velocidad y entrara en la órbita del satélite de Marte. Antes de la separación, la estación Mars-2 tuvo que orientarse de modo que el vehículo de descenso después de la separación pudiera moverse en la dirección requerida. 15 minutos después de la separación, se encendió el sistema de propulsión de combustible sólido en el vehículo de descenso, lo que aseguró la transferencia del vehículo de descenso a la trayectoria de golpear Marte. Sin embargo, el ángulo de entrada a la atmósfera resultó ser mayor que el permisible. El vehículo de descenso entró en la atmósfera marciana de forma demasiado pronunciada, por lo que no tuvo tiempo de reducir la velocidad durante la etapa de descenso aerodinámico. El sistema de paracaídas en tales condiciones de descenso fue ineficaz, y el vehículo de descenso, habiendo atravesado la atmósfera del planeta, se estrelló en la superficie de Marte en un punto con las coordenadas 4°N. sh. y 47° O. (Valle de Nanedi en Xanth Land ), alcanzando la superficie de Marte por primera vez en la historia. El módulo de aterrizaje Mars 2 fue el primer objeto hecho por el hombre en el planeta.

La estación orbital después de la separación del vehículo de descenso realizó un frenado y entró en la órbita de un satélite artificial de Marte. Parámetros orbitales: distancia máxima desde la superficie de Marte 25000 km, distancia mínima desde la superficie de Marte 1380 km, inclinación orbital al plano del ecuador marciano 48° 54', período de revolución 18 horas.

Las desviaciones de los valores calculados de la trayectoria del vehículo de descenso fueron causadas por pruebas insuficientes del software de la computadora a bordo. Mars-2 estaba con bastante precisión en la trayectoria planificada. La posición de la estación con respecto a Marte antes de la separación del vehículo de descenso del bloque orbital prácticamente no difería de la posición calculada del vehículo de descenso para la transferencia a la trayectoria de impacto. La tercera corrección no fue necesaria. Sin embargo, el comportamiento de la estación en este caso no fue probado en el soporte del sistema de control.

Una gran tormenta de polvo que comenzó el 22 de septiembre de 1971 en la brillante región de Noachis en el hemisferio sur, el 29 de septiembre cubrió doscientos grados de longitud desde Ausonia hasta Thaumasia, cerró el casquete polar sur el 30 de septiembre, obstaculizó los estudios científicos de la superficie de Marte desde los satélites artificiales "Mars - 2", " Mars-3 ", " Mariner-9 ". No fue hasta el 10 de enero de 1972 que la tormenta de polvo se detuvo y Marte volvió a la normalidad [4] .

Los desarrolladores de la instalación de fototelevisión (FTU) utilizaron el modelo incorrecto de Marte. Por lo tanto, se eligieron extractos incorrectos. Las imágenes resultaron sobreexpuestas, casi completamente inutilizables. Después de varias series de tomas (cada una con 12 fotogramas), la instalación de fototelevisión no fue utilizada [5] .

Debido a la mala calidad de la telemetría , casi todos los datos científicos del satélite se perdieron [6] .

El 23 de agosto de 1972, TASS anunció la finalización del programa de vuelo. La estación llevó a cabo un amplio programa de exploración de Marte durante más de 8 meses. Durante este tiempo, la estación realizó 362 revoluciones alrededor del planeta. AMS continuó investigando hasta el agotamiento del nitrógeno en el sistema de orientación y estabilización.

Comparación con AMS Mariner 9

• La radiación térmica del suelo, por la cual se determinó su estructura, se estudió no solo en el infrarrojo, sino (a diferencia de Mariner-9) y en el rango de radio [7] .
• Se han obtenido perfiles fotométricos globales de Marte en muchos rangos espectrales. Mariner-9 no realizó tales mediciones [7] .
• Se determinó el contenido de agua en la atmósfera. La técnica de medición utilizó la región del espectro donde domina la radiación solar reflejada, en lugar de la radiación térmica, y la intensidad de la banda es casi independiente de la distribución vertical de la temperatura. Tal técnica, en principio, es más perfecta que la técnica utilizada en Mariner-9 [7] .

Véase también

• " Mars 1971C " es una estación interplanetaria automática soviética de cuarta generación de la serie M-71, diseñada para explorar Marte desde una órbita satelital artificial.
• " Mars-3 " es un AMS soviético de cuarta generación de la serie M-71, diseñado para explorar Marte tanto desde una órbita satelital artificial como directamente en la superficie del planeta.
• Lista de primeros aterrizajes en cuerpos celestes

Notas

1. ↑ Estaciones interplanetarias automáticas "Mars-2, 3" . Descripción general del proyecto . Asociación Científica y de Producción que lleva el nombre de S. A. Lavochkin . Consultado el 7 de junio de 2021. Archivado desde el original el 10 de mayo de 2013. (indefinido)
2. ↑ Perminov, 1999 , pág. 36.
3. ↑ Glazkov A. G. Odisea espacial del ordenador de a bordo S-530 // XXXVIII Lecturas académicas sobre astronáutica. - Reutov , 2014. - P. 115 Copia de archivo fechada el 15 de abril de 2015 en Wayback Machine  - ISBN 978-5-9902850-3-3
4. ↑ Bronshten, 1977 .
5. ↑ Mars -71 (Mars-2 y Mars-3) (enlace inaccesible) . Asociación Científica y de Producción que lleva el nombre de S. A. Lavochkin . Consultado el 17 de febrero de 2014. Archivado desde el original el 10 de mayo de 2013. (indefinido) 
6. ↑ Moroz V. I., Huntress V. T., Shevalev I. L. Expediciones planetarias del siglo XX // Space Research: Journal. - 2002. - T. 40 , N º 5 . - S. 451-481 . — ISSN 0023-4206 .
7. ↑ 1 2 3 Nuevo sobre Marte. — M .: Mir, 1974.

Literatura

• Bronshten V. A. Planeta Marte. — M  .: Nauka , 1977. — 96 p.
• Marov M. Ya., Huntress W. T. Robots soviéticos en el sistema solar: tecnologías y descubrimientos. - M.  : Fizmatlit, 2017. - 611 p. — ISBN 978-5-9221-1741-8 .
• Novedades sobre Marte: Colección de artículos / Ed. V. I. Moroz. — M  .: Mir , 1974. — 195 p. - (Investigación del espacio). — Por. De inglés.
• Perminov VG El difícil camino a Marte  : una breve historia de la exploración de Marte en la Unión Soviética: [ ing. ] . - NASA , 1999. - Nº 15 (julio). — 79p. — (Monografías de Historia Aeroespacial). — ISBN 0-16-058859-6 .

Enlaces

• Marte 2  (inglés) . nasa _ Fecha de acceso: 7 de junio de 2021.
• V.Smirnov. Signal from Mars  : Informe del Centro de Comunicación del Espacio Profundo // Pravda  : periódico. - 1971. - 8 de diciembre. - página 8.