Газета «Наш
Мир» Соколов, Леонов. "К Марсу"
Полет «Марс-1» дал новые данные о физических свойствах космического пространства между орбитами Земли и Марса (на расстоянии от Солнца 1-1,24 а. е.), об интенсивности космического излучения, напряженности магнитных полей Земли и межпланетной среды, о потоках ионизованного газа, идущего от Солнца, и о распределении метеорного вещества (космический аппарат пересек 2 метеорных потока). Последний сеанс состоялся 21.3.1963 при удалении аппарата от Земли на 106 млн. км. Сближение с Марсом наступило 19.6.1963 (от Марса около 197 тыс. км), после чего «Марс-1» вышел на гелиоцентрическую орбиту с перигелием ~148 млн. км и афелием ~250 млн. км.
«Марс-1» не достиг планеты, но дал бесценный опыт управления аппаратом на межпланетных расстояниях, астронавигации, а также добыл очень ценные данные о состоянии межпланетной среды. Последующие пуски АМС как у нас, так и в США, были уже в значительной степени подготовлены опытом полёта первой АМС – «Марс-1».
Марс-2
«Марс-2» и «Марс-3» запущены 19 и 28 мая 1971 года, совершили совместный полет и одновременные исследования Марса. Вывод на траекторию полета к Марсу осуществлен с промежуточной орбиты искусственного спутника Земли последними ступенями ракеты-носителя. Конструкция и состав аппаратуры «Марс-2» и «Марс-3» существенно отличаются от «Марс-1».
Спускаемый аппарат станции впервые в истории в декабре 1971 г. совершил мягкую посадку на ее поверхность. Масса «Марс-2» («Марс-3») 4650 кг, конструктивно они аналогичны, имеют орбитальный отсек и спускаемый аппарат. Основные устройства орбитального отсека: приборный отсек, блок баков двигательной установки, корректирующий ракетный двигатель с узлами автоматики, солнечные батареи, антенно-фидерные устройства и радиаторы системы терморегулирования. Спускаемый аппарат оборудован системами и устройствами, обеспечивающими отделение аппарата от орбитального отсека, переход его на траекторию сближения с планетой, торможение, спуск в атмосфере и мягкую посадку на поверхность Марса. Спускаемый аппарат был снабжен приборно-парашютным контейнером, аэродинамическим тормозным конусом и соединительной рамой, на которой размещен ракетный двигатель. Перед полетом спускаемый аппарат был подвергнут стерилизации. Предполагалось, что на Марсе может быть своя форма жизни, которая может пострадать от нашей, земной.
В спускаемом аппарате была установлена аппаратура для измерения температуры и давления атмосферы, масс- спектрометрического определения состава атмосферы, измерения скорости ветра, определения химического состава и физико-механических свойств поверхностного слоя, а также получения панорамы с помощью ТВ камер. Полет космического аппарата к Марсу продолжался более 6 месяцев, с «Марс-2» проведено 153, с «Марс-3» - 159 сеансов радиосвязи, получен большой объем научной информации. На расстояния установка орбитального отсека, и космический аппарат «Марс-2» перешел на орбиту искусственного спутника Марса с периодом обращения 18 ч. 8 июня, 14 ноября и 2 декабря 1971 года проведены коррекции орбиты «Марс-3». Отделение спускаемого аппарата осуществлено 2 декабря в 12 ч 14 мин по московскому времени на расстоянии 50 тыс. км от Марса. Через 15 мин, когда расстояние между орбитальным отсеком и спускаемым аппаратом было не более 1 км, аппарат перешел на траекторию встречи с планетой. Спускаемый аппарат двигался 4,5 ч к Марсу и в 16 ч 44 мин вошел в атмосферу планеты. Спуск в атмосфере до поверхности продолжался немногим более 3 мин.
Спускаемый аппарат совершил посадку (опять впервые в мире!) в южном полушарии Марса в районе с координатами 45° ю. ш. и 158° з. д. На борту аппарата был установлен вымпел с изображением герба СССР. Орбитальный отсек «Марс-3» после отделения спускаемого аппарата двигался по траектории, проходящей на расстоянии 1500 км от поверхности Марса. Тормозная двигательная установка обеспечила переход ее на орбиту спутника Марса с периодом обращения ~12 сут. 19 ч. 2 декабря в 16 ч 50 мин 35 с началась передача видеосигнала с поверхности планеты. Сигнал был принят приемными устройствами орбитального отсека и в сеансах связи 2-5 декабря передан на Землю.
Орбитальные отсеки космических аппаратов свыше 8 месяцев комплексно исследовали Марса с орбит его спутников. Орбитальный отсек «Марс-2» совершил 362 оборота, «Марс-3» - 20 оборотов вокруг планеты. Исследования свойств поверхности и атмосферы Марса по характеру излучения в видимом, инфракрасном, ультрафиолетовом диапазонах спектра и в диапазоне радиоволн позволили определить температуру поверхностного слоя, установить ее зависимость от широты и времени суток; на поверхности выявлены тепловые аномалии; оценены теплопроводность, тепловая инерция, диэлектрическая проницаемость и отражательная способность грунта; измерена температура северной полярной шапки (ниже -110 °С). По данным о поглощении инфракрасной радиации углекислым газом получены высотные профили поверхности по трассам полета. Определено содержание водяного пара в различных областях планеты (примерно в 5 тыс. раз меньше, чем в земной атмосфере). Измерения рассеянной ультрафиолетовой радиации дали сведения о структуре атмосферы Марса (протяженность, состав, температура). Методом радиозондирования определены давление и температура у поверхности планеты. По изменению прозрачности атмосферы получены данные о высоте пылевых облаков (до 10 км) и размерах пылевых частиц (отмечено большое содержание мелких частиц - около 1 мкм). Фотографии позволили уточнить оптическое сжатие планеты, построить профили рельефа по изображению края диска и получить цветные изображения Марса, обнаружить свечение атмосферы на 200 км за линией терминатора, изменение цвета вблизи терминатора, проследить слоистую структуру марсианской атмосферы.
«Марс-4,-5, -6 и -7» запущены 21, 25 июля, 5 и 9 августа 1973 года. Впервые полет по межпланетной трассе одновременно совершили четыре космических аппарата. «Марс-4» и «Марс-5» предназначались для исследования Марса с орбиты искусственного спутника Марса; «Марс-6» и «Марс-7» имели в своем составе спускаемые аппараты. Вывод космического аппарата на траекторию полета к Марсу осуществлен с промежуточной орбиты искусственного спутника Земли. На трассе перелета с космического аппарата регулярно проводились сеансы радиосвязи для измерения параметров движения, контроля состояния бортовых систем и передачи научной информации.
Одновременно с полётом наших «Марс-2» и «Марс-3» совершал свой полёт и космический аппарат США «Маринер». В отличие от наших, на его борту не было спускаемых аппаратов, и его программа исследований была не в пример более скромная, чем советская. Тем не менее, «вскладчину», советские и американские учёные получили с Марса довольно большой массив информации.
Венера
Венера-1
Первыми АМС, достигшими поверхности планеты Венера были также наши АМС «Венера».
Если относительно Марса были очень большие ожидания весьма фантастического характера, то относительно Венеры, никто ничего не мог сказать определённого. Эта планета закрыта плотным покрывалом облаков, как сейчас выяснилось, толщиной несколько десятков километров, и об условиях на её поверхности никто ничего сказать определённого не мог. Чтобы хоть что-то узнать, надо было послать туда космический аппарат, который бы мог достичь поверхности и передать на землю результаты измерений.
Первые два АМС «Венера» были запущены для «разведки пути» соответственно 12.2.1961г. и 12.11.1965г.
Первый прошёл на расстоянии 100 000 км от планеты, а второй на расстоянии 24 000 км.
Космический аппарат «Венера-3» был запущен 16.11.1965 уже с целью достижения поверхности планеты Венера; масса аппарата - 960 кг. Меньшие размеры аппарата по сравнению с «марсианскими» объясняется тем, что Венеру достичь несколько труднее, чем Марса.
Венера-3 имела на своём борту спускаемый аппарат. Посадка на поверхность планеты была предусмотрена с помощью парашютной системы. На борту этого аппарата, как и в случае первых «Лунников» и «Марсов», направляемых впервые в мире к поверхности иного небесного тела, находился вымпел с гербом СССР. Мы и Венеру застолбили первыми!
1.3.1966 космический аппарат достиг поверхности Венеры, осуществив первый в мире перелет на другую планету. Обратите внимание, что Венера, оказалась именно первой планетой, поверхность которой достиг аппарат с Земли! Достижение поверхности Марса было гораздо позже.
Однако, спускаемый аппарат попал в условия, которые никто не мог даже предположить – атмосфера Венеры оказалась неизмеримо более глубокой и жаркой, чем допускали самые смелые ученые. Даже те «особо зверские» параметры атмосферы, которые заложили в создание спускаемого аппарата наши инженеры, оказались многократно перекрыты. Связь со спускаемым аппаратом прервалась до того, как он достиг поверхности – возросшее давление атмосферы и рост температуры вывело из строя аппаратуру. Тоже случилось и со спускаемым аппаратом Венеры-4.
Венера-4
Следующие спускаемые аппараты наших «Венер» были рассчитаны уже исходя из полученных данных. «Венера-5» и «Венера-6» запущены соответственно 5 и 10 января 1969 года; масса аппаратов по 1130 кг. Аппараты снабжены упрочненными спускаемыми аппаратами массой 405 кг с расширенным составом научной и измерительной аппаратуры для продолжения исследований межпланетной среды и атмосферы Венеры.
Спускаемый аппарат «Венеры-5» достиг поверхности в рабочем состоянии, но как впоследствии оказалось, сел он высоко в горах на плато. При радиопросвечивании атмосферы этого небесного тела уже в восьмидесятые годы, оказалось, что на Венере удивительно высокие, по сравнению с земными аналогами, горы.
Последующие пуски наших АМС «Венера» были регулярными - примерно один пуск в синодический период Венеры. Все АМС несли на себе спускаемые аппараты.
Но уже «Венера-9» и «Венера-10» - были космическими аппаратами нового типа.
«Венера-9» запущен 8.6.1975, «Венера-10» - 14.6.1975. Масса аппаратов 4936 и 5033 кг (масса каждого спускаемого аппарата с теплозащитным корпусом 1560 кг). «Венера-9» и «Венера-10» включают в себя космический и спускаемый аппарат. Основной силовой элемент космического аппарата - блок баков, на нижнем днище которых закреплены ракетные двигатели, на верхнем - приборный отсек, выполненный в форме тора. В верхней части космического аппарата находится переходник для крепления спускаемого аппарата. В приборном отсеке размещены системы управления, терморегулирования и другое оборудование. Спускаемый аппарат имеет прочный корпус сферической формы (рассчитан на внешнее давление 10 МПа), покрытый внешней и внутренней теплоизоляцией. В верхней части к спускаемому аппарату крепится аэродинамическое тормозное устройство, в нижней - торовое посадочное устройство.
Автоматическая межпланетная станция «Венера-10» - станция нового поколения, выведенная в октябре 1975 г. на орбиту искусственного спутника Венеры и передавшая первые панорамные изображения поверхности планеты Венера.
В спускаемом аппарате установлены приборы радиокомплекса, оптико- механическое ТВ-устройство, аккумулятор, блоки автоматики, средства терморегулирования, научные приборы. Спускаемый аппарат помещен внутри теплозащитного корпуса сферической формы (диаметр 2,4 м), защищающего его от высоких температур на всем участке торможения. В полете с «Венеры-9» и «Венеры-10» было проведено по две коррекции траектории. За двое суток до подлета к планете от космических аппаратов были отделены спускаемые аппараты, которые совершили мягкую посадку (22 и 25 октября 1975 года) на невидимую в это время с Земли освещенную сторону Венеры. После отделения спускаемых аппаратов космические аппараты были переведены на пролетные траектории, а затем выведены на орбиты искусственных спутников планеты.
Они же стали первыми ИСВ (искусственными спутниками Венеры).
С борта их спускаемых аппаратов были впервые получены изображения поверхности Венеры.
Схема посадки СА АМС «Венера-13 и -14» 1 Разделение СА и ОА за 2 сут до подлета к Венере. 2 Вытяжной парашют. 3 Вход в атмосферу Венеры, баллистический спуск. 4 Парашют увода. 5 Отстрел крышек парашютных отсеков, ввод вытяжного парашюта и парашюта увода. 6 Отвод верхней теплозащитной оболочки, ввод тормозного парашюта. 7 Тормозной парашют. 8 Отстрел нижней теплозащитной оболочки. 9 Отстрел тормозного парашюта. 10 Посадка. 11 Земля. 12 ОА, используемый как ретранслятор.
«Год в звездолёте»
В шестидесятые годы страна активно готовилась к планомерному освоению ближнего космоса. Советские космические роботы-автоматы действовали отлично, но пора было переходить к следующему этапу в освоении Космоса - длительному пребыванию человека на борту космической станции. Это было необходимо для планировавшегося в недалеком будущем, пилотируемого полёта на Марс, а в отдаленном - в Глубокий Космос. Но пока же надо было осваивать ближний космос и, нарабатывая опыт длительного пребывания человека в космосе, готовить межпланетную экспедицию. Таков был генеральный план.
Очевидно, что часть экспериментов в замкнутом пространстве можно было провести на Земле. Таких экспериментов на Земле было сделано несколько в 60-70 гг. В одном из экспериментов, трое людей провели в такой станции целый год, один из участников написал об этом книгу: «Год в звездолёте».. Эти эксперименты были не только проведены впервые в мире, но и задолго до шумно разрекламированного, но провального эксперимента американцев в конце 90-х, под названием «Биосфера-2».
Советские эксперименты, проведённые ещё в шестидесятые, дали бесценный научный материал, который позволил выделить целый ряд технологий построения систем жизнеобеспечения для межпланетного пилотируемого перелёта и создания долговременных баз в космосе, на Луне и планетах.
Вторая группа проблем - медико-биологическая, связанная прежде всего, противодействием вредному воздействию невесомости на человека. Эти эксперименты могли проводиться только на орбите. Поэтому была создана целая линейка специализированных биоспутников, где в реальных условиях космического полёта изучались процессы, происходящие в организмах земных животных. Параллельно велись эксперименты на наших орбитальных станциях.
Первая из них была «Салют-1».
Опыт её эксплуатации был в целом успешным, но он омрачился катастрофой при посадке корабля с экипажем этой, первой в мире, орбитальной станции. Из-за аварийной разгерметизации спускаемого аппарата космонавты погибли.
Уже на этой стадии цели и задачи, решаемые американской космической программой и советской, стали существенно расходиться. Советская программа была нацелена на последовательное, непрерывное освоение Космоса. Важной ступенью было создание Большой Орбитальной Станции. Полёт человека на Луну, здесь выпадал из этой последовательности. На этом этапе освоения космоса он мог быть только рекордом ради рекорда.
Н-1 и неудавшаяся экспедиция на Луну
Поставив задачу исследования космоса автоматическими аппаратами до тех пор, пока их возможности не будут исчерпаны, Советский Союз тем самым отодвигал сроки пилотируемых экспедиций к Луне и Марсу на длительную перспективу. Реально заменить автоматы и превзойти их по эффективности могли только постоянно действующие научно-исследовательские станции на Луне и Марсе. А это требовало совершенно иного уровня развития ракетно-космической техники и медико-биологических исследований в космосе.
Тем не менее, попытка послать таки на Луну пилотируемую экспедицию в СССР была предпринята. Руководство страны, исходя из политических соображений, всё-таки профинансировало (хотя и недостаточно) создание мощной ракеты-носителя Н-1 (Наука-1), и лунного экспедиционного корабля.
Первая экспедиция на Луну в Советском Союзе планировалась не как разовое мероприятие, как в США, а как первый шаг по созданию постоянно действующей, научно-исследовательской станции на Луне. Накопив значительный опыт антарктических санно-тракторных экспедиций, Советский Союз серьёзно рассчитывал применить его и на Луне.
Поначалу, схема первого полёта мало отличалась от американской, только лететь должны были не три, а два космонавта
Масса полезной нагрузки, которую могла вывести Н-1 на низкую орбиту была меньше, чем американская «Сатурн-5». Если «Сатурн-5» мог вывести 100 тонн, то Н-1 – 95тонн. Отсюда и несколько более скромные параметры.
Последняя схема полёта значительно отличалась от американской – экспедиция обеспечивалась не одним, а двумя пусками Н-1. Первым пуском на окололунную орбиту доставлялся спускаемый аппарат, предназначенный только для перелётов «орбита Луны - поверхность Луны – орбита Луны». Вторым – непосредственно экспедиционный корабль для перелёта на орбиту Луны и обратно. При такой схеме можно было доставить не только значительно большее количество людей на Луну (всего в экспедиции планировалось до 8 человек!), но и значительно большее количество грузов на саму Луну. Это сильно удорожало экспедицию, но и резко повышало её эффективность как за счёт значительного увеличения сроков пребывания экспедиции на Луне, так и за счёт возможности проведения гораздо большего количества экспериментов и исследований. В конечном счёте всё равно планировалось создание постоянно действующей станции на Луне. Посадочные модули должны были стать первыми же помещениями будущего Лунного городка. Подобная схема предполагалась и для программы освоения Марса.
Из-за недостаточного финансирования проекта и слабого интереса со стороны правящей элиты страны время на приоритетную первую пилотируемую экспедицию было упущено. Есть подозрения, что проамериканская часть элиты СССР намеренно «завалила» советский проект полета на Луну.
Аварии при испытании Н-1, как заключила комиссия, были результатом «недоведённости» двигателей – из-за спешки (из-за слишком позднего решения об участии СССР в «Лунной гонке») полный цикл разработки и испытаний двигателей для Н-1 был скомкан. Из-за этого, уже в семидесятые, программу создания ракеты Н-1 свернули, хотя она и была практически создана. Посчитали, что американцы к тому времени уже и так опередили СССР, поэтому можно было со спокойной совестью вернуться к генеральному плану поэтапного исследования и освоения космического пространства, а пилотируемый полёт на Луну оставить на то время, когда будет в нем прямая необходимость.
Можно ли сделать вывод, что СССР потерпел поражение в космической гонке? Нет, нельзя хотя бы из-за того, что США и СССР преследовали принципиально разные цели. Сверхзадачей США было взять реванш за выход СССР в космос, доказать, что США не хуже СССР, поэтому в этих лунных экспедициях преследовались цели исключительно пропагандистские. Именно по этому американцы, придумав свой критерий «победы», беспрерывно визжат о том, что СССР проиграл, потому что не высадил же своего человека на Луну! С точки зрения СССР, данный «проигрыш» был мелким и ничего не значащим тактическим, на гораздо более длинной и серьёзной дистанции – планомерного освоения космического пространства. На дистанции прямо упирающейся в давнюю мечту - планету Марс, колонизации планет Солнечной Системы и выходу в Дальний Космос.
В долговременной перспективе, с точки зрения СССР, США терпели стратегическое поражение.
Орбитальные станции
Альтернативой лунной экспедиции была программа орбитальных станций - нужна была площадка, на которой можно было отработать все технологии, которые понадобятся в будущем, в том числе и для полётов к Луне и планетам. Уже тогда было ясно, что для освоения Луны, для создания лунной базы, эффективнее было бы иметь специализированные многоразовые транспортные корабли. Одни для транспортных операций Земля–околоземная орбита–Земля, другие для перелётов между околоземной орбитой и окололунной и, наконец, третьи, для перелётов окололунная орбита – Луна –окололунная орбита.
Для этих транспортных кораблей нужны были «порты» – орбитальные станции, возле Земли и Луны. Таким образом, околоземные орбитальные станции, становились первой ступенькой, длинной лестницы в космос, ведущей к созданию постоянной научно-исследовательской станции на Луне. И сам путь к этой самой станции становился вполне ясным.
Полноценное функционирование орбитальных станций было отработано стыковкой двух КК «Союз». После их успешного полёта стало вполне возможным создание полноценной орбитальной станции. Первой станцией стала станция «Салют».
|
