Marte-5

Mars-5 es una estación interplanetaria automática soviética de la serie M-73 bajo el programa Mars lanzada el 25 de julio de 1973 a las 18:55:48 UTC . La serie M-73 constaba de cuatro naves espaciales de cuarta generación diseñadas para estudiar el planeta Marte. Se suponía que las naves espaciales "Mars-4" y "Mars-5" (modificación M-73C) entrarían en órbita alrededor del planeta y proporcionarían comunicación con estaciones marcianas automáticas destinadas a operar en la superficie. Los vehículos de descenso con estaciones marcianas automáticas fueron entregados por las naves espaciales Mars-6 y Mars-7 (modificación M-73P). [una]

La estación Mars-5, a diferencia de Mars-4 AMS, que tenía un diseño idéntico, entró con éxito en órbita alrededor del planeta, pero el compartimiento del instrumento se rompió de inmediato, como resultado de lo cual la operación de la estación duró solo alrededor de dos semanas. [2]

El diseño del aparato

El principal elemento estructural al que se acoplan las unidades, incluyendo el sistema de propulsión, paneles solares, antenas parabólicas altamente direccionales y de baja direccionalidad, radiadores de los circuitos frío y caliente del sistema de gestión térmica y la parte de instrumentación, es el bloque de combustible. tanques del sistema de propulsión.

Una diferencia importante entre las modificaciones M-73S y M-73P radica en la ubicación del equipo científico en el orbitador: en la versión satelital, el equipo científico está instalado en la parte superior del bloque del tanque, en la versión con el vehículo de descenso , en el adaptador cónico que conecta el compartimiento del instrumento y el bloque del tanque.

Para los vehículos de la expedición de 1973 se modificó la KTDU. En lugar del motor principal 11D425.000, se instaló 11D425A, cuyo empuje en modo de empuje bajo es 1105 kg (impulso específico 293 segundos) y en modo de empuje alto - 1926 kg (impulso específico 315 segundos). Se reemplazó el bloque de tanques por uno nuevo, de grandes dimensiones y volumen debido al inserto cilíndrico, además de utilizar mayores tanques de combustible fungible. Se instalaron cilindros de helio adicionales para presurizar los tanques de combustible. De lo contrario, los orbitadores de la serie M-73, con algunas excepciones, repitieron la serie M-71 en términos de diseño y composición del equipo a bordo.

Misa

La masa total de la nave espacial Mars-5 fue de 4000 kg. La masa del equipo científico del orbitador (con FTU) es de 117,8 kg. El sistema de propulsión correctivo se llenó con 1705,2 kg de combustible: 594,9 kg de combustible y 1110,3 kg de comburente.

Instrumentos científicos

Los instrumentos científicos ubicados en la estación Mars-5 estaban destinados principalmente a estudiar desde la órbita algunas de las características más importantes de la superficie del planeta y el espacio circunplanetario.

El dispositivo estaba equipado con un fotómetro Lyman-alfa, diseñado conjuntamente por científicos soviéticos y franceses , y diseñado para buscar hidrógeno en la atmósfera superior de Marte. El magnetómetro instalado a bordo midió el campo magnético del planeta . Un radiómetro infrarrojo que opera en el rango de 8 a 40 micrones fue diseñado para medir la temperatura de la superficie . Las características de la textura de la superficie se estudiaron utilizando dos polarímetros .

También a bordo del AMS "Mars-5" se instalaron cuatro fotómetros . El primero analizó las bandas de dióxido de carbono del espectro infrarrojo para determinar el relieve de Marte. El segundo trabajaba en el rango de 0,35-0,7 micras y estaba destinado a estudiar el color y el albedo . Un tercer fotómetro, utilizando una longitud de onda de 1,38 micras, analizó la presencia de vapor de agua en la atmósfera marciana. Este último, un fotómetro ultravioleta en el rango de 0,26-0,28 micras, estaba destinado a la búsqueda de ozono .

"Mars-5" estaba equipado con un sistema de procesamiento de imágenes de televisión fotográfica, que constaba de dos cámaras. Uno de ellos, llamado "Vega-3MSA" [2] , tenía una distancia focal de 52 mm y un ángulo de visión de 35,7°. Otro, "Zufar-2SA", tenía una distancia focal de 350 mm y un ángulo de visión de 5,67°. Las imágenes se tomaron a través de filtros naranja especial azul, rojo, verde y adicional . Las cámaras proporcionaron una resolución de 100 ma 1 km.

Novedad tecnológica del proyecto

Por primera vez en la práctica de la cosmonáutica doméstica, cuatro naves espaciales automáticas participaron simultáneamente en una expedición interplanetaria.

En preparación para la expedición, continuó la modernización de las bases experimentales y de prueba en tierra, y el complejo de comando y medición en tierra, iniciado para los vehículos de la serie M-71. [3]

Así, para comprobar y afinar los cálculos térmicos, se han creado instalaciones especiales de vacío equipadas con simuladores de radiación solar. Un análogo de la nave espacial automática pasó en ellos una gama completa de pruebas complejas de vacío térmico, cuya tarea era probar la capacidad del sistema de control térmico para mantener el régimen de temperatura dentro de los límites especificados en todas las etapas de operación. [3]

Implementación del proyecto

Todas las naves espaciales de la serie M-73 han superado con éxito todo el ciclo de pruebas en tierra. Estas naves espaciales automáticas fueron lanzadas en julio-agosto de 1973 de acuerdo con el programa soviético para la exploración del espacio exterior y los planetas del sistema solar. [3]

Vehículo de lanzamiento

Para lanzar la nave espacial de la serie M-73, se utilizó un vehículo de lanzamiento Proton -K de cuatro etapas con un peso de lanzamiento de 690 toneladas, equipado con los mismos componentes que durante el lanzamiento de la nave espacial de la serie M-71.

Vuelo

Control de vuelo

Para trabajar con la nave espacial de la serie M-73, se utilizó el complejo radiotécnico terrestre Pluton ubicado en NIP-16 cerca de Evpatoria. Al recibir información de naves espaciales a largas distancias, para aumentar el potencial del enlace de radio, se utilizó la suma de señales de dos antenas ADU 1000 (K2 y K3) y una antena KTNA-200 (K-6). Los comandos se emiten a través de las antenas ADU 1000 (K1) y P 400P (K8) en el segundo sitio NIP-16. Ambas antenas están equipadas con transmisores UHF Harpoon-4 capaces de irradiar una potencia de hasta 200 kW. [3]

Desde el punto de vista del control de la sesión de la nave espacial, se han realizado algunos cambios en la lógica de los sistemas de a bordo: para los vehículos M-73P, se ha cambiado la típica sesión 6T, destinada a la desaceleración y entrada en órbita de un satélite de Marte. excluido.

Ejecución del programa de vuelo

El esquema de vuelo Mars-5 AMS proporcionó tres correcciones de trayectoria , frenado cerca de Marte y entrada en una órbita elíptica.

En 1971, la ventana para lanzar vehículos a Marte era más favorable. Al mismo tiempo, se lanzaron las estaciones soviéticas Mars-2 y Mars-3 , así como la estadounidense Mariner-9 . Dos años más tarde, la posición relativa de la Tierra y Marte requería una mayor velocidad de vuelo. Para garantizar la velocidad requerida, el AMS soviético tuvo que reducir la masa de la carga útil.

Para AMS, lanzado en 1973, se adoptó el llamado esquema de vuelo de dos lanzamientos, según el cual las tareas de lanzamiento de un satélite artificial y un vehículo de descenso se asignaban a estaciones de diferentes tipos. La misión de AMS "Mars-5" era entrar en la órbita de Marte.

Mars-5 se lanzó el 25 de julio de 1973 desde el cosmódromo de Baikonur utilizando un vehículo de lanzamiento Proton UR-500K/RB (SL-12) . [1] [4] El lanzamiento a Marte se realizó mediante la segunda inclusión del sistema de propulsión de la etapa superior D luego de ~1 hora 20 minutos de vuelo pasivo en una órbita intermedia cercana a la Tierra con una altura de 177.5 × 163.3 km . A las 23 horas 14 minutos 52,2 segundos, la nave espacial se separó de la etapa superior.

Después de haber realizado tres correcciones de trayectoria y frenado cerca de Marte, el AMS entró en órbita alrededor de Marte el 12 de febrero de 1974 . Sin embargo, inmediatamente después de eso, se descubrió una despresurización del compartimiento de instrumentos del bloque orbital, en el que se ubicaron los bloques electrónicos de sistemas de servicio y equipos científicos. Los desarrolladores sugirieron que en la etapa de frenado o inmediatamente después, el dispositivo chocó con un micrometeorito. Los cálculos mostraron que el AMC no podía funcionar más de tres semanas.

En relación con una reducción significativa en el período de operación de la estación en órbita, se lanzó una implementación apresurada del programa científico. Las cámaras de fototelemetría consiguieron utilizar 108 fotogramas de los 960 disponibles. Debido a la prisa, muchos fotogramas fallaron. En total, se obtuvieron 43 imágenes de calidad normal del Mars-5 AMS, incluidas 15 con Vega-3MSA de foco corto y 28 con Zufar-2CA de foco largo. La última sesión de comunicación se llevó a cabo el 28 de febrero de 1974 . [2]

Resultados

El programa de vuelo de la nave espacial Mars-5 no se ha completado en su totalidad.

Sin embargo, a pesar del corto período de existencia activa de la nave espacial Mars-5, durante el vuelo interplanetario y desde la órbita ISM, se llevaron a cabo las siguientes observaciones y mediciones con su ayuda:

• durante el vuelo a lo largo de la trayectoria Tierra-Marte, utilizando espectrómetros de iones y electrones, se realizaron mediciones de la energía de las partículas del viento solar, la composición de las partículas, la temperatura y la velocidad de los componentes individuales del plasma solar;
• se realizaron radiosondeos de dos frecuencias de la atmósfera marciana, se obtuvieron estimaciones de presión en la baja atmósfera, así como características de la ionosfera del planeta;
• El estudio de la superficie de Marte se llevó a cabo con la ayuda de FTU (108 cuadros) y telefotómetros (4 panoramas);
• se realizaron estudios de las propiedades de la superficie y del suelo en cuanto a sus características de radiación, se obtuvieron espectros de radiación gamma de rocas marcianas;
• utilizando un radiómetro infrarrojo, se midieron las temperaturas de brillo del suelo a lo largo de la trayectoria de vuelo del satélite;
• utilizando un espectrofotómetro infrarrojo, se obtuvieron varios cientos de espectros en el rango de 2 a 5 micrones, con la ayuda de los cuales se determinó la composición del suelo marciano y su estructura;
• se ha medido el contenido de vapor de agua en la atmósfera marciana;
• mediante un fotómetro se detectó la presencia de ozono en la atmósfera de Marte;
• obtuvo datos detallados sobre la temperatura de la atmósfera superior del planeta;
• se midieron los parámetros de los campos magnéticos interplanetarios y el campo magnético de Marte.

Véase también

• Mars-4  es una estación interplanetaria automática soviética de la serie M-73.
• Mars-6  es una estación interplanetaria automática soviética de la serie M-73.
• Mars-7  es una estación interplanetaria automática soviética de la serie M-73.
• Lista de naves espaciales con detectores de rayos X y gamma a bordo

Notas

1. ↑ 1 2 5 de marzo (NSSDC  ) . Fecha de acceso: 14 de octubre de 2011. Archivado desde el original el 22 de marzo de 2012.
2. ↑ 1 2 3 Proyecto de movimiento y desarrollo. Suplemento al Boletín del Distrito Federal del Lejano Oriente . Consultado el 6 de diciembre de 2008. Archivado desde el original el 21 de agosto de 2011. (indefinido)
3. ↑ 1 2 3 4 Nave espacial de la serie Mars-71 NPO im. S. A. Lavochkina (enlace inaccesible) . Consultado el 20 de agosto de 2012. Archivado desde el original el 23 de julio de 2015. (indefinido) 
4. ↑ Vehículo de lanzamiento Proton-K UR-500K . Consultado el 7 de diciembre de 2008. Archivado desde el original el 22 de marzo de 2012. (indefinido)

Enlaces

• AMC serie M-73 en el sitio web de la NPO ellos. Lavochkin (enlace inaccesible) . Consultado el 20 de agosto de 2012. Archivado desde el original el 23 de julio de 2015. (indefinido) 
• VG Perminov El difícil camino a Marte Memorias del desarrollador de AMC Mars and Venus
• Anuario TSB 1975
• Mars 5 en el sitio web de la NASA . Archivado el 29 de noviembre de 2015 en Wayback Machine .
• Mars-5 en el sitio web "Exploración del sistema solar" de la NASA