Проекты АМС 1950-1960 гг.

Карфидов В. «Космонавтика», 2021 г.
Проекты американских АМС 1950-1960 гг.

ТЕМАТИЧЕСКИЕ ПРОГРАММЫ

12.1. Программа «Pioneer»
Программа «Pioneer» являлась первой в США программой по созданию и запускам автоматических зондов для космических исследований за пределами околоземных орбит. Основной целью программы являлось отработка конструкций и накопление практического опыта полетов автоматических межпланетных станций (АМС).
Под названием «Pioneer» было разработано и запущено несколько типов АМС: к Луне, на околосолнечную орбиту, к Венере, к внешним планетам.
АМС «Pioneer» типов 1, 2, 3 и 4а запускались к Луне. АМС «Pioneer-4» (тип 2) после пролета Луны на расстоянии 64 000 км вышла на гелиоцентрическую орбиту.
АМС «Pioneer» тип 4 и «Extended Pioneer» запускались на гелиоцентрическую орбиту.
Две АМС «Advanced Pioneer» («Pioneer-10» и «Pioneer-11») были запущены к Юпитеру («Pioneer-11» совершил также пролет около Сатурна) и в настоящее время летят по траекториям за пределами Солнечной системы.
Две АМС «Pioneer Venus» («Pioneer-12» и «Pioneer-13») были запущены к Венере.
В табл. 3.58-2.61 приведены данные по запускам АМС «Pioneer».



12.2. Программа «Mariner»
Программа «Mariner» разрабатывалась для исследования с помощью автоматических межпланетных станций планет земной группы - Марса, Венеры и Меркурия. В соответствии с этой программой Лаборатория Реактивного Движения (Jet Propulsion Laboratory) разработала в 1960-1970-е годы ряд проектов «легких» АМС (в отличие от «тяжелых» АМС «Voyager») с трехосной ориентацией, часть из которых была доведена до изготовления и запуска. Первоначально проекты разрабатываемых АМС имели буквенное обозначение - «Mariner A», «Mariner B», «Mariner C», «Mariner R», «Mariner M». Позже разрабатываемые АМС стали обозначаться по году планируемого запуска - «Mariner 67», «Mariner 69», «Mariner 71». Завершающим проектом в серии «Mariner» стал проект АМС «Mariner 73», на завершающей стадии получивший наименование «Viking».
Перечень проектов программы «Mariner» приведен в табл. 3.62.
Всего было произведено 10 запусков АМС «Mariner», три - к Венере, шесть - к Марсу.
АМС «Mariner-10» была запущена по траектории полета к Венере и затем к Меркурию.
Краткая информация по выполненным запускам АМС «Mariner» дана в табл. 3.63.


ИССЛЕДОВАНИЕ МАРСА

1.3.7. Межпланетный «Ranger»
В начале 1960 JPL предложила в связи с финансовыми ограничениями и неготовностью РН Atlas-Centaur к запускам в 1962 году использовать для полетов к Венере и Марсу АМС «Ranger». NASA приняла решение о разработке легкой АМС на базе АМС «Ranger» для запуска к Венере в 1962 году. АМС получила название «Mariner-R» («Mariner-Ranger»).

2.1. Марсианские АМС «Mariner»
Проектирование АМС для исследования Марса началось в 1960 году, когда NASA развернула работы по программе «Mariner». В рамках этой программы был разработан ряд проектов «легких» АМС «Mariner» (в отличие от «тяжелых» АМС «Voyager»), для полетов как к Марсу, так и к Венере. Первоначально проекты разрабатываемых АМС имели буквенное обозначение - «Mariner A», «Mariner B», «Mariner C», «Mariner D», «Mariner R», «Mariner M». Позже разрабатываемые АМС стали обозначаться по году планируемого запуска - «Mariner 67», «Mariner 69», «Mariner 71».
Часть проектов была доведена до изготовления и запуска АМС. В 1964 году АМС «Mariner-4» выполнила впервые в мире фотографирование поверхности Марса с пролетной траектории. В дальнейшем была осуществлена повторная фотосъемка и научные наблюдения Марса как с пролетной траектории («Mariner-6» и «Mariner-7», 1969 год), так и с орбиты искусственного спутника Марса («Mariner-9», 1971 год).

2.1.1. Проект «Mariner B»
Работы по проекту «Mariner B» начались в середине 1960 года. АМС «Mariner B» задумывалась как средство для второго этапа исследования планет и как промежуточный этап между легкой АМС «Mariner A» (для полета к Венере) и тяжелой АМС «Voyager». На этом этапе планировалось производить фотографирование Марса и Венеры с пролетной траектории и доставлять небольшие посадочные контейнеры с измерительной аппаратурой на поверхность этих планет. Предполагалось, что с помощью АМС «Mariner B» будут отработана техника навигации и доставки посадочных модулей, необходимая для создания тяжелых АМС «Voyager».
За время работы проект неоднократно видоизменялся, главным образом, в сторону снижения массы АМС. Постоянные сдвиги сроков готовности РН Atlas-Centaur, необходимой для запусков АМС «Mariner B», приводили к вынужденному решению разрабатывать и другие, более легкие варианты АМС, как временные замены АМС «Mariner B», а в 1965 году проект «Mariner B» был вообще закрыт.

2.2. Программа «Voyager»
В 1960 году NASA начала работу над перспективным проектом тяжелой АМС для исследования планет земной группы (Меркурий, Венера, Марс), Юпитера и межпланетного пространства. АМС должна была проводить исследования, как с околопланетных орбит, так и путем доставки посадочных аппаратов. Предполагалось, что до полетов АМС «Voyager» предварительная информация о планетах будет получена легкими АМС «Mariner» с пролетной траектории.
Первоначальная проработка проекта проводилась в JPL (Jet Propulsion Laboratory - Лаборатория реактивного движения, NASA). Предложенный JPL в 1961 году график запуска АМС «Voyager» выглядел следующим образом:
- 1965 год: на орбиту Венеры;
- 1968 год: на гелиоцентрическую орбиту вне плоскости эклиптики;
- до 1970 года: к Юпитеру;
- 1970 год: облет Меркурия.
Последующий анализ показал сложность создания АМС, одинаково оптимальной для полетов как к внутренним планетам, так и к внешним. В связи с этим проект очень быстро был разделен на две части: «Voyager» (полеты к Венере и Марсу) и «Navigator» (остальные объекты Солнечной Системы).
Проект «Navigator» был отодвинут на самую дальнюю перспективу, а в рамках проекта «Voyager» было решено сосредоточиться на задачах доставки посадочного модуля к Марсу и Венере с выходом основного блока на орбиту искусственного спутника планеты. К 1965 году проект «Voyager» оказался нацеленным исключительно на Марс.
К Марсу автоматические станции «Voyager» так и не полетели, а доставка посадочного модуля и проведение научных исследований на поверхности Марса были впервые реализованы с помощью АМС «Viking».
В 1977 году две совершенно других АМС под названием «Voyager» (но почему-то не «Navigator»?) отправились в «Большой тур» - полет с поочередным сближением почти со всеми внешними планетами Солнечной системы и последующим уходом в межзвездное пространство.

ИССЛЕДОВАНИЕ ВЕНЕРЫ



3.1. Венерианские АМС «Pioneer»
В 1958 году Лаборатория космической техники США STL (Space Technology Laboratories) прорабатывала проект отправки двух АМС «Pioneer» к Венере. Запуски намечались на июнь 1959 года. АМС отличались как по конструкции, так и по назначению. В серии АМС «Pioneer» это были «Pioneer» тип 3 и тип 4. Обе АМС не были подготовлены к «астрономическому окну», в связи с чем их запуск к Венере не состоялся.
Другая американская организация - JPL (Jet Propulsion Laboratory, Лаборатория реактивного движения), - в январе 1959 г. подготовила свой перспективный план межпланетных исследований космическими аппаратами. План предусматривал, в частности, следующее:
- январь 1961 г. - запуск к Венере на пролетную траекторию двух АМС массой по 161 кг с помощью РН Titan;
- август-сентябрь 1962 г. - запуск двух АМС массой по 1 770 кг для выхода на орбиту спутника Венеры. РН - Juno V.
В новый план, принятый в начале 1960 года, эти работы не были включены.



3.1.1. «Pioneer» тип 3
АМС «Pioneer» тип 3 была разработана для экспериментальной отработки дальней радиосвязи (на расстояниях более 80 млн. км), а также для измерения радиации и магнитных полей в межпланетном пространстве и около Венеры с пролетной траектории. Разработку проводила Лаборатория космической техники США STL (Space Technology Laboratory).
Корпус АМС имел форму, близкую к сферической, диаметром 0,66 м. Для энергопитания бортовой аппаратуры использовались никель-кадмиевые аккумуляторы емкостью 40 Вт·ч, заряжаемые от солнечных батарей (четыре панели размерами 0,51 х 0,51 м). Размах солнечных батарей - 1,4 м. Масса АМС - от 35 до 65 кг. Запуск АМС производился РН Thor-Able.
Было изготовлено две АМС этого типа. Первая, имевшая индекс S-2 (Science-2), предназначалась для испытательного полета по орбите ИСЗ.
На борту S-2 была установлена научная аппаратура:
- датчик космических лучей;
- ионизационная камера;
- счетчик Гейгера-Мюллера;
- сцинтилляционный счетчик;
- регистратор ОНЧ-радиоволн;
- магнитометры;
- детектор микромеоритных частиц;
- сканирующее телевизионное устройство (аналогичное устройству на АМС «Pioneer» тип 11).
На АМС «Pioneer» S-2 был установлен твердотопливный двигатель тягой 2,27 кгс, который мог быть включен в апогее орбиты по команде с Земли для поднятия перигея. АМС с помощью двигателей закрутки стабилизировалась вращением со скоростью 2,7 об/с.
Масса АМС - 64,4 кг, в том числе 16 кг научной аппаратуры.
07.08.59 г. АМС «Pioneer» S-2 под названием «Explorer-6» была выведена на высокоэллиптическую орбиту ИСЗ высотой 250 x 42 400 км и наклонением 47 град. В связи с достаточной устойчивостью орбиты включать бортовой РДТТ не стали. Работа с АМС продолжалась до 06.10.59 г.
Вторая АМС этого типа, имевшая серийный номер P-2 (Probe-2), должна была быть запущена по направлению к Венере. В связи с недостаточной мощностью РН масса АМС была вынужденно уменьшена. Апогейный РДТТ и двигатели закрутки не устанавливались. В результате АМС «Pioneer» P-2 не имела стабилизации, коррекция траектории также не предусматривалась. Из состава научных приборов были удалены:
- сцинтилляционный счетчик;
- регистратор ОНЧ-радиоволн;
- один магнитометр;
- сканирующее телевизионное устройство.
Были уменьшены также панели солнечных батарей (до размеров 0,3 х 0,3 м).
Первоначальная проектная масса АМС - 35 кг.
В связи с тем, что подготовить АМС к стартовому «окну» для запуска к Венере не удалось, запланированный на 03.06.59 г. запуск не состоялся. АМС была запущена 11.03.60 г. на гелиоцентрическую орбиту под названием «Pioneer-5».

3.1.2. «Pioneer» тип 4
АМС «Pioneer» тип 4 были разработаны для выхода на орбиту спутника Венеры, а также для фотографирования и изучения Луны с окололунной орбиты.
Разработку проводила Лаборатория космической техники США STL (Space Technology Laboratory). Внешне АМС этого типа были похожи на АМС «Pioneer» тип 3, но имели бoльшие размеры. Корпус АМС имел форму сферы диаметром 0,99 м. Внутри корпуса размещался топливный бак с гидразином и два баллона со сжатым азотом.
АМС была оборудована двумя ЖРД, один из которых был направлен назад - для коррекции траектории и маневров на окололунной орбите, а второй - вперед, для торможения и перехода на орбиту ИСЛ. Тяга ЖРД от 7,3 до 11,3 кгс (в зависимости от давления наддува в топливных емкостях).
Стабилизация АМС осуществлялась закруткой вокруг продольной оси со скоростью 2,5 об/с.
Энергопитание аппаратуры АМС осуществлялось от никель-кадмиевых батарей и четырех солнечных батарей размерами 0,61 х 0,61 м и общей площадью 1,49 м2. Размах панелей солнечных батарей - 2,7 м.
Состав научной аппаратуры:
- детекторы космического излучения;
- магнитометры;
- детекторы микрометеоритов.
- сцинтилляционный спектрометр;
- датчик плазменных частиц;
- солнечный датчик;
- сканирующее телевизионное устройство.
Масса АМС 100-176 кг (в зависимости от количества заправленного топлива), в т.ч. масса научной аппаратуры (вместе с бортовой электроникой и устройствами электропитания) - около 60 кг, масса заправленной ДУ - 88,4 кг. Запуск АМС производился РН Atlas-Able.
Расчетный срок работы АМС - 1 год.
Было изготовлено три АМС «Pioneer» типа 4, из них только одна (P-1), имевшая стартовую массу 99 кг, предназначалась для запуска к Венере с выходом на орбиту ИСВ. Из-за опоздания в изготовлении к стартовому «окну» 1959 года АМС была переназначена для полета к Луне. 24.09.59 г. при подготовке к запуску произошел взрыв РН, уничтоживший и АМС.

3.2. АМС «Mariner» для исследования Венеры


Запуск АМС к Венере являлся первоочередной задачей программы «Mariner», работы по которой начались в 1960 году. Всего в рамках программы «Mariner» было разработано несколько типов АМС для полетов к Венере.
3.2.1. Проект «Mariner A»
«Mariner A» - первый проект АМС по программе «Mariner». Работа над проектом началась в 1960 г. В качестве первого этапа была выбрана задача исследования Венеры с пролетной траектории. АМС должна была оснащаться корректирующей ДУ, двумя радиопередатчиками (мощностью 3 и 24 Вт), запоминающим устройством и научной аппаратурой. Состав научной аппаратуры:
- телевизионная камера (видикон);
- магнитометр;
- детекторы космической радиации;
- детекторы микрометеоритных частиц;
- приборы для дистанционного изучения состава атмосферы;
- радиометры для определения температуры атмосферы и поверхности Венеры.
Энергопитание аппаратуры обеспечивалось солнечными батареями. Результаты измерений, полученные при пролете Венеры, должны были записываться в запоминающее устройство и передаваться на Землю позднее, при сближении с Землей.
Масса АМС - 487-686 кг. Запуск рассчитывался на РН Atlas-Centaur.
Первоначальной программой запусков планировалось запустить к Венере две АМС в 1962 году. По состоянию на октябрь 1960 года предполагалось, что к августу 1962 г. будет готова лишь одна РН Atlas-Centaur, которая и будет использована для запуска АМС «Mariner A» (миссия P-37) к Венере. Запуск второй АМС (миссия P-38) было решено произвести по готовности РН в качестве межпланетного зонда.
После дальнейшей задержки в подготовке РН Atlas-Centaur план запусков был откорректирован. Было решено произвести в 1963-64 году испытательный запуск АМС «Mariner A» к Луне, затем запустить две АМС к Венере в том же 1964 году, и еще две АМС - в «окне» 1965 года.
В связи с продолжавшейся задержкой в разработке РН Atlas-Centaur проект «Mariner A» в августе 1961 года был заменен проектом более легкой АМС «Mariner R».

3.2.3. Проект АМС «Mariner B»
Работы по проекту «Mariner B» начались в середине 1960 года. АМС «Mariner B» задумывалась как средство для второго этапа исследования планет и как промежуточный этап между легкой пролетной АМС «Mariner A» и тяжелой АМС «Voyager». На этом этапе планировалось производить фотографирование Марса и Венеры с пролетной траектории и доставлять небольшие посадочные контейнеры с измерительной аппаратурой на поверхность этих планет. Предполагалось, что с помощью АМС «Mariner B» будут отработана техника навигации и доставки посадочных модулей, необходимая для создания тяжелых АМС «Voyager».
За время работы проект неоднократно видоизменялся, главным образом, в сторону снижения массы АМС. Постоянные сдвиги сроков готовности РН Atlas-Centaur, необходимой для запусков АМС «Mariner B», приводили к вынужденному решению разрабатывать и другие, более легкие варианты АМС, как временные замены АМС «Mariner B», а в 1965 году проект «Mariner B» был вообще закрыт.

3.2.3.1. АМС «Mariner B» (проект 1960 года)
АМС «Mariner B» предназначались для доставки посадочных контейнеров на Марс и на Венеру. На основном блоке АМС предполагалось установить следующее оборудование:
- фототелевизионное устройство с разрешающей способностью до 1 км;
- приборы для обнаружения органических веществ;
- приборы для изучения верхних слоев атмосферы;
- приборы для изучения магнитных полей, космического излучения и микрометеоритов.
На основном блоке должна была устанавливаться КДУ тягой 22,6 кгс, обеспечивающая приращение характеристической скорости 60 м/с.
Проектная масса АМС 770-820 кг, в т.ч. посадочный контейнер 136 кг, научная аппаратура на основном блоке 45-81 кг. Масса научных приборов в посадочном контейнере - 23 кг.
Проектом 1960 года планировались следующие запуски АМС «Mariner B»:
- 1963 год - запуск 2 АМС к Луне для испытаний аппаратуры;
- 1964 год - запуск 2 АМС к Марсу;
- 1964 год - запуск 2 АМС к Венере;
- 1965 год - запуск 1-2 АМС к Венере.
Запуск АМС должен был производиться ракетой-носителем Atlas-Centaur. Рассматривалась возможность использования РН Saturn 1-Agena или Titan 2-Agena.

ИЗУЧЕНИЕ СОЛНЦА И МЕЖПЛАНЕТНОГО ПРОСТРАНСТВА



8.1.1. АМС программы «Pioneer»
8.1.1.1. АМС «Pioneer-4»
Первой американской АМС, достигшей второй космической скорости и вышедшей на гелиоцентрическую орбиту была АМС «Pioneer-4», запущенная 03.03.59 г. Эта АМС была построена по проекту «Pioneer» тип 2 и предназначалась для обнаружения магнитного поля Луны с пролетной траектории.
Длина АМС 58,4 см, диаметр 25 см. Масса АМС - около 6 кг. Запуск, произведенный с помощью РН Juno-II, был частично успешным. Из-за недобора скорости «Pioneer-4» прошел на расстоянии 60 000 км от Луны вместо расчетных 16 000-24 000 км, в связи с чем данных по магнитному полю и радиационным поясам Луны получить не удалось. АМС «Pioneer-4» вышла на гелиоцентрическую орбиту. Связь с АЛС поддерживалась в течение 82 часов на расстоянии до 655 300 км.
Это был второй запуск АМС «Pioneer» тип 2. Первый закончился неудачно - АМС «Pioneer-3» вышла на высокоэллиптическую орбиту и разрушилась в плотных слоях атмосферы

8.1.1.2. АМС «Pioneer-5»
АМС этого типа (тип 4) были созданы для экспериментальной отработки дальней радиосвязи (на расстояниях более 80 млн. км), а также для измерения уровней радиации, магнитных полей и потоков микрометеоритов на гелиоцентрической орбите.
АМС не стабилизировались, не имели двигательных установок. Энергопитание аппаратуры АМС осуществлялось от никель-кадмиевых аккумуляторов и четырех солнечных батарей.
Корпус АМС имел форму, близкую к сферической, диаметром 0,66 м. Размах солнечных батарей - 1,4 м. Масса АМС - около 43 кг, в том числе 16 кг научной аппаратуры. Запуски АМС производились РН Thor-Able. Одна АМС «Pioneer» тип 4 была успешно выведена на гелиоцентрическую орбиту 11.03.60 г. под названием «Pioneer-5».
Еще один запуск АМС типа 4 был запланирован, но позже отменен.


Проекты советских АМС 1950-1960 гг.

Новости космонавтики 1996 г. №20:
СТРАНИЦЫ ИСТОРИИ
Россия. На Mapc!

К.Лантратов. НК. В преддверии запуска к Марсу российской межпланетной станции М1 №520 по программе "Марс-96" редакция журнала решила опубликовать обзор предыдущих отечественных программ исследования "Красной планеты". Некоторые из них будут освещены с большой степенью подробности (в частности, до сих пор практически неизвестная программа НПО имени С.А.Лавочкина М-69), так как до сих пор эти программы не получили широкого освещения в отечественной и зарубежной прессе. О других, более известных программах, рассказ будет достаточно поверхностный.

Начиная с 1959 года в СССР было разработано шесть "марсианских" станций, дошедших до стадии летно-конструкторских испытаний:

- 1М (разработка 1958-60 гг.);

- 2MB (разработка 1961-62 гг.);

- 3МВ (разработка 1962-65 гг.);

- М-69 (разработка 1967-69 гг.);

- М-71 и М-73 (разработка 1969-73 гг.), которые представляли собой один тип АМС;

- 1Ф (разработка 1976-88 гг.).

Станция М-96 станет седьмым типом таких аппаратов.

Всего с 1960 по 1988 г. в СССР было выполнено 16 запусков автоматических межпланетных станций к Марсу. Из них четыре аппарата погибли в результате аварий носителей (два 1М, два М-69), три остались на околоземной орбите из-за отказов разгонных блоков (два 2MB, один М-71 "Космос-419"), с тремя связь была потеряна во время перелета к Марсу (один 2MB "Марс-1", один 3МВ "Зонд-2", один 1Ф "Фобос-1"), на трех произошли отказы непосредственно при выполнении целевой задачи при выходе на орбиту вокруг планеты или при посадки на нее (три М-73 "Марс-4, -6 и -7"). И только четыре миссии были оказались частично успешными (две М-71 "Марс-2 и -3", одна М-73 "Марс-5" и одна 1Ф "Фобос-2"). В них удалось выполнить часть поставленных задач: каким-то в большей степени, каким-то - в меньшей. Из этих четырех станций лишь об одной (М-73 "Марс-5") можно сказать, что она выполнила поставленную перед ней задачу, хотя и в сильно урезанном по времени объеме.

1. Автоматические межпланетные станции серии 1М

В октябре 1959 г. после завершения первого этапа программы исследования Луны аппаратами Е-1 и Е-2А советские ученые, окрыленные первыми космическими успехами, предложили перейти к исследованию планет Солнечной системы. В ОКБ-1, руководимом С.П.Королевым, такая задача обсуждалась уже давно.


АМС 1ВА, аналогичная по конструкции АМС 1М. Рисунок из журнала "Техника-молодежи".

В ноябре в ОКБ-1 были выполнены предварительные проработки компоновки межпланетных станций для исследования Марса и Венеры с определением потребных весов, изобретена схема ориентации для проведения коррекций, фотографирования планет и передачи информации на Землю через остронаправленную антенну, проработан вариант радиосистемы для осуществления связи с AMС на дальности 300 миллионов километров, предложено новое программно-временное устройство для аппаратов. 9-й отдел ОКБ-1 провел расчеты траекторий полета к Марсу и Венере. При условии, что масса станции будет порядка 500 кг ни один из существовавших тогда проектов трехступенчатой РН на базе МБР Р-7 (8К71) не позволял обеспечить перелет аппаратов к планетам. В связи с этим В.П.Мишин предложил установить на трехступенчатой РН еще одну (четвертую) ступень по схеме тандем. По результатам этих работ были сформулированы конкретные предложения, представленные руководителю ОКБ-1 С.П.Королеву.

В связи с этими предложениями специально для запуска АМС 1М к Марсу и АМС 1В (позже превратившейся в 1ВА) к Венере на базе ракеты 8К71 (Р-7) было решено разработать четырехступенчатую РН 8К78. В качестве третьей ступени (блок И) была использована с соответствующими доработками вторая ступень ракеты Р-9 (8К75) с четырехкамерным двигателем РО-9 (8Д715) производства ОКБ-154 (ныне - КБХА), руководимым С.А.Косбергом. На четвертой ступени (блок Л) был установлен первый отечественный двигатель замкнутой схемы С 1.5400 (11Д33) собственной разработки ОКБ-1.

10 декабря 1959 г. было принято постановление ЦК КПСС и Правительства СССР № 1386-618 "О создании AMС для посадки на Луну, полетов к Венере и Марсу". В этом постановлении говорилось о необходимости создания ракеты-носителя для полета к другим планетам. Этим же постановлением были определены головные предприятия по межпланетной тематике и назначен Межведомственный совет в составе М.В.Келдыш (председатель), К.Д.Бушуев (заместитель), В.П.Бармин, А.А.Благонравов, В.П.Глушко, С.П.Королев, М.С.Рязанский, Н.А.Пилюгин, Г.А.Тюлин, М.К.Янгель и др. Постановление определило срок выпуска эскизного проекта по аппаратам для полета на Марс и Венеру (программа MB) - февраль 1960 г.

В декабре 1959 г. - январе 1960 г. были проведены предварительные компоновочные работы по марсианскому и венерианскому аппаратам, расчеты и завязки основных систем станций: систем терморегулирования и ориентации, радиосистемы, систем управления и телеметрии, фототелевизионной установки (аналогична ФТУ на аппарате Е-2А, разработчик ФТУ - НИИ-380), научной аппаратуры для исследования межпланетного пространства, космического излучения, магнитных полей, корпускулярных частиц, тяжелых ядер, исследования атмосферы и поверхности планет и характерных признаков жизни на планетах.

7 января прошел большой межведомственный совет под председательством М.В.Келдыша. На нем были доложены первые намётки по отдельным частям программы MB. Предварительно было решено осуществить пуски аппаратов на Марс в сентябре 1960 г. 9 января результаты совета были обсуждены на заседании Военно-промышленной комиссии (ВПК) под председательством Д.Ф.Устинова. Для успешного решения задач по исследованию Марса на заседании было решено привлечь к программе MB новую кооперацию. Для разработки и создания радиоэлектронной системы станций к работе по теме MB подключались институты Государственного комитета по радиоэлектронике (ГКРЭ).

15 января С.П.Королев на совещании в ОКБ-1 огласил предварительные сроки работ по теме MB, рекомендовал подготовить к пуску к Марсу в сентябре 1960 г. три межпланетные станции - две для фотосъемки и одну для посадки на "Красную планету". Большинство присутствовавших на совещании сотрудников ОКБ-1 признали выдвинутые Королевым сроки нереальными. При этом было решено отказаться от разработки на станциях системы ориентации солнечных батарей и силовых маховиков для системы ориентации АМС. Проблема радиосвязи передавалась из ОКБ-1 в ведение СКБ-567 ГКРЭ.

22 января на собрании в здании ГКРЭ начальник НИИ-4 МО СССР предложил для работы с межпланетными станциями использовать два дополнительных наземных измерительных пункта (НИП): в Крыму и на Дальнем Востоке. Однако в то время строительство НИП-15 под Уссурийском и НИП-16 под Евпаторией и без того уже началось.

28 февраля С.П.Королев утвердил график разработки, выпуска рабочих чертежей, изготовления, экспериментальной отработки, комплексных электрических испытаний на заводе, подготовки на технической позиции и осуществления пуска АМС для исследования Марса. Аппарату был присвоен индекс 1М. График предусматривал в середине марта выпустить проектную документацию, выдать технические задания смежным организациям, а все исходные данные - конструкторским отделам. В апреле планировалось подготовить чертежи на штатные и экспериментальные образцы станций и на приборы, изготавливаемые в ОКБ-1. В конце июня должны были быть изготовлены первые аппараты для отработки разделения с четвертой ступенью РН, статических и тепловых испытаний, в середине июня поставить первый аппарат для электрических испытаний на контрольно-испытательной станции. На середину августа планировалась отправка полностью испытанных аппаратов на полигон НИИП-5 для подготовки их к запуску. Старт к Марсу должен был состояться в конце сентября - начале октября 1960 г. (оптимальная астрономическая дата 20-25 сентября 1960 г., крайний срок - 15 октября 1960 г.)

Первоначально в январе 1960 г. предполагалось в рамках темы 1М создать три аппарата, среди которых должны были быть аппараты для фотографирования Марса с пролетной траектории и аппарат для посадки на Марс. Для отработки системы посадки спускаемого аппарата на Марс в ОКБ-1 на базе МБР Р-11 (8А61) был создан экспериментальный ракетный комплекс Р11А-МВ, выводивший макет СА на высоту 50 км. В серии пусков этого комплекса была отработана двухкаскадная парашютная система для спуска в разреженной атмосфере Марса. Однако эти испытания проводились с большим опозданием уже после попыток запуска AMС серии 1М. В связи с нереальностью подготовки аппарата для посадки на Марс в оставшееся до сентября 1960 г. время, в апреле было принято решение остановиться на двух аппаратах, предназначенных для фотографирования Марса с пролетной траектории. В апреле 1960 г. ОКБ-1 заказало заводу №88 две станции 1М, срок готовности к запуску - конец сентября 1960 г.

В рамках работы над станцией 1М сотрудниками ОКБ-1 был впервые в космонавтике на практике решен ряд принципиальных вопросов. В частности, обеспечение радиосвязи на расстояниях до 300 млн км, создание солнечно-звездной прецизионной системы ориентации. Для обеспечения необходимых точностей ориентации (до нескольких угловых минут) было принято решение установить оптические датчики, гироскопы и двигательную установку на единой жесткой плите, вваренной в гермокорпус орбитального отсека станции. Для убыстрения работ по станции за прототип гермокорпуса был взят корпус "лунных фотографов" - станций Е-2А и Е-3. Снаружи на нем жестко крепились параболическая остронаправленная антенна системы связи, штанга всенаправленной антенны аварийной радиолинии, панель солнечной батареи, малонаправленная антенна, датчики научных приборов и служебных систем.

4 июня 1960 г. было принято постановление ЦК КПСС и Правительства СССР №587-238 "О реализации плана освоения космического пространства на 1960 и 1-ю половину 1961 г.". В нем предписывалось создать четырехступенчатую ракету-носитель для полета на Марс и Венеру. Пуски к Марсу назначались на август-сентябрь 1960 г., к Венере - в оптимальные астрономические сроки.

Однако лишь 21 августа на Заводе №88 завершилась сборка технологического макета станции 1М. Задержка возникла прежде всего из-за сильного отставания от графика изготовления радиокомплекса аппарата в СКБ-567. Для решения этой проблемы комплексные испытания радиокомплекса были проведены в ОКБ-1. Испытания лишь отдельных блоков радиокомплёкса выполнялись в СКБ-567.

Также на Заводе №88 не было еще закончено строительство помещения сборочного цеха AMС №44 и контрольно-испытательной станции. Бытовые помещения, в которых размещались пультовые, остались без ремонта. В связи с этим на Заводе №88 были проведены со станциями 1М только промежуточные испытания и испытания отдельных систем. После этого аппараты в разобранном виде были помещены в контейнеры, специально разработанные для транспортировки AMС на полигон.

30 августа грузовым самолетом Ан-12 две полусобранные станции 1М №1 и 1М №2 были доставлены на полигон НИИП-5 (Байконур). Этим же рейсом на полигон была отправлена вся необходимая наземная контрольно-испытательная аппаратура, кабели, заводская оснастка и оборудование, необходимое для проведения сборки, монтажа, проверки на герметичность в барокамере. Станция 1М №1 была сразу отправлена на электрические испытания, станция 1М №2 - в барокамеру для проверки герметичности.

9 сентября при испытаниях радиоблок первой станции оказался неработоспособным. Блок был исправлен и установлен на штатные места в АМС. В дальнейшем при испытаниях не раз происходили отказы передатчика, преобразователя питания, миниатюрных переключателей, электроники командной радиолинии и пр.

15 сентября на полигон прибыла Государственная комиссия по пуску аппаратов 1М во главе с К.Н.Рудневым. В состав комиссии входил и главный конструктор станций С.П.Королев.

27 сентября были проведены комплексные испытания 1М №1 на соответствие программе управления в сеансах связи на трассе перелета. При этом было выявлена масса отклонений от расчетных параметров и отказов. Пуск в оптимальные сроки стал невозможным. В конечном итоге удалось провести одно комплексное испытание на участке перелета и подхода к планете. 29 сентября проводилось комплексное испытание по фотографированию Марса. При этом вышло из строя фото-телевизионное устройство.

3 октября на полигоне прошло заседание Государственной комиссии. На нем было высказано множество нареканий в адрес разработчика радиосистемы СКБ-567 и предложено переподчинить бюро в будущем на правах филиала НИИ-885, руководимого М.С.Рязанским. В связи с уходом от оптимальной даты запуска и потребности снизить вес AMС принято решение снять со станций неработающие ФТУ и слектрорефлексометр профессора Лебединского для определения наличия жизни на Марсе. Также для сокращения срока предстартовой подготовки решено отказаться от проверки станции на герметичность в барокамере после окончательной сборки.

Задержки при изготовлении блока Л для РН 8К78, трудности при подготовке его к стендовым испытаниям привели к тому, что заключение по результатам огневых испытаний было получено лишь в начале октября 1960 г. Положительные результаты стендовых испытаний блока Л позволили перейти к конкретной подготовке ракетно-космического комплекса 8К78/1М для осуществления запуска AMС к Марсу.

26 сентября 1960 г. было завершено строительство под Евпаторией в Крыму НИП-16 для работ с межпланетными станциями. Представители НИП попросили на Госкомиссии расширить полосу приемников АМС с 25 до 300 Гц в связи с выявившемся "плаванием" частоты бортовых передатчиков АМС.

6 октября после трех суток непрерывных испытаний аппарат 1М №1 был передан на сборку и стыковку с четвертой ступенью РН. Начались испытания аппарата 1М №2.

8 октября ракетно-космический комплекс 8К78/1М №1 был вывезен из МИК на стартовую установку 1-й площадки.

10 октября 1960 г. состоялся первый пуск РН8К78 с АМС 1М №1. Станция не вышла на орбиту ИСЗ. При пуске на третьей ступени ракеты-носителя на 309-й секунде полета произошел отказ системы управления. Это случилось вследствие нарушения командной цепи по каналу тангажа и возникновения автоколебаний ступени: гирогоризонт дал заведомо ложную команду. Вероятная причина случившегося - обрыв цепи или нарушение контакта в командном потенциометре. Третья ступень при ложной команде отклонилась больше чем на 7°, при этом замкнулся концевой контакт гирогоризонта и была подан команда на выключение двигателя 8Д715. Третья и четвертая ступени РН вместе с АМС сгорели в атмосфере над Восточной Сибирью.

Расчетная дата пролета этой АМС около Марса - 13 мая 1961 г.

12 октября ракетно-космический комплекс 8К78/1М №2 был вывезен из МИК на пусковую установку 1-й площадки. Станция 1М №2 в сильно облегченно варианте уже не могла выполнить целевую задачу по исследованию Марса и предназначалась только для отработки запуска АМС с помощью РН 8К78 и изучения условий радиосвязи на больших расстояниях при перелете к другим планетам.

14 октября 1960 г. был выполнен второй пуск РН 8К78 с АМС 1М №2. Станция тоже не вышла на орбиту ИСЗ. При запуске РН произошел отказ двигательной установки 8Д715 третьей ступени (блока И) на 290 сек полета из-за замерзания керосина в трубопроводе его подачи. Керосин замерз еще при подготовке ракеты-носителя к запуску вследствие негерметичности разделительного клапана в магистрали жидкого кислорода ступени. Связка из третьей и четвертой ступеней и AMС сгорела в атмосфере над Восточной Сибирью.

Расчетной датой пролета АМС 1М №2 около Марса было 15 мая 1961 г.


Карфидов В. «Космонавтика», 2021 г.
2.1. Первая цель - Марс
Загадка «марсианских каналов» привлекала к себе внимание ученых больше, чем что-либо еще в Солнечной системе. Вопрос «Есть ли жизнь на Марсе?» требовал ответа. Поэтому, как только появилась техническая возможность послать к ближайшим планетам АМС, вопроса выбора планеты не возникло. Первой планетой, на которую «глазами» фотообъективов с близкого расстояния должен был взглянуть человек, несомненно, был Марс.
Разработка АМС в ОКБ-1 началась в конце 1959 г.
Для межпланетных запусков АМС была разработана РН 8К78, получившая впоследствии название «Молния». РН 8К78 представляла собой четырехступенчатый вариант РН Р-7 (8К71). В качестве третьей ступени использовался вновь разработанный блок И, а в качестве четвертой - также вновь созданный блок Л.
Запуск АМС происходил по следующей схеме:
- РН выводила на орбиту ИСЗ блок Л с присоединенной АМС. Общая масса блока Л и АМС около 6 500 кг;
- наземные службы измеряли фактические параметры орбиты и выдавали системе управления АМС информацию о точке старта;
- система управления АМС выдавала команды на необходимую ориентацию блока Л и включение его ДУ в заданный момент;
- после окончания разгона блок Л отсоединялся от АМС;
- наземно-измерительный комплекс определял фактически полученную траекторию АМС и выдавал команды на проведение коррекции с помощью корректирующей двигательной установки АМС.

1М - первая советская АМС для исследования Марса, разработанная в 1960 году. Для убыстрения работ за основу был взят корпус "лунных фотографов" - станций Е2А и Е3. Снаружи на нем жестко крепились параболическая остронаправленная антенна системы связи, штанга всенаправленной антенны аварийной радиолинии, панели солнечной батареи площадью 2 м2, малонаправленная антенна, датчики научных приборов и служебных систем. Внутри корпуса монтировались источники электропитания - серебряно-цинковые аккумуляторы, радиооборудование, системы управления, терморегулирования и научные приборы.
Корпус АМС имел максимальный диаметр 1,05 м. Масса АМС - 640 кг.
Состав научной аппаратуры:
- магнитометр;
- радиометр;
- детектор микрометеоритов;
- ФТУ «Енисей-2» (снято за несколько дней до старта);
- спектрорефлексометр (снят за несколько дней до старта);
- ультрафиолетовый спектрограф;
- детектор заряженных частиц.
В процессе стендовых испытаний на стартовом полигоне выявилось большое количество отказов, в том числе и в работе ФТУ. Из-за задержек, вызванных устранением отказов, запуск АМС в оптимальные сроки - 20-25.09.60 г., - оказался сорванным, и для того, чтобы все-таки осуществить отправку АМС к Марсу, необходимо было уменьшить стартовую массу АМС. Было принято решение снять с АМС ФТУ и спектрорефлексометр, предназначавшийся для обнаружения жизни на Марсе. Окончательная масса АМС - 480 кг.
Было изготовлено две АМС 1М. Обе попытки запуска АМС 1М к Марсу были неудачными из-за аварий ракеты-носителя.


2М - предложение о создании АМС для доставки на Марс посадочного аппарата в «астрономическом окне» 1960 года. Посадка должна была обеспечиваться с помощью двухкаскадной парашютной системы. Из-за проблем отработки посадочной системы в сжатые сроки предложение не было реализовано.

2.2. На очереди - «Утренняя Звезда»
Венера, полностью закрытая облаками, привлекала ученых и писателей-фантастов, пожалуй, немногим меньше Марса. Считалось, что если Марс был когда-то таким, как Земля сейчас, а потом превратился в безводную пустыню и растерял почти все атмосферу, то Венера, наоборот, должна быть такой, как Земля была миллионы лет назад, во времена гигантских папоротников и динозавров. В связи с наличием на Венере сплошного облачного покрова даже утвердилось мнение, что Венера, скорее всего, почти полностью покрыта водой. Вот с такими исходными данными конструкторы ОКБ-1 в 1960 году создавали первую «венерианскую» АМС.
1В - первоначальный вариант АМС для доставки на Венеру спускаемого аппарата. СА имел форму «телевизионной трубки» и должен был плавать после посадки в венерианский океан. Посадка СА на Венеру должна была выполняться с помощью трехкаскадной парашютной системы (два тормозных парашюта и один основной). Из-за невозможности детальной разработки СА к необходимому сроку (15.01-15.02.61) было принято от варианта 1В отказаться и создать упрощенную АМС 1ВА на базе АМС 1М.
1ВА - первая советская АМС для изучения Венеры с пролетной траектории, разработанная на базе АМС 1М. Масса около 650 кг. Состав научной аппаратуры:
- трехкомпонентный магнитометр;
- вариометр;
- ионные ловушки.
АМС имела корректирующую двигательную установку тягой 200 кгс, работавшую на самовоспламеняющихся компонентах - диметилгидразине и азотной кислоте.
В полете АМС должна была поддерживать одноосную ориентацию, сохраняя направление на Солнце с помощью реактивных сопел, работавших на сжатом азоте. Предусматривался запасной режим ориентации - с закруткой АМС вокруг оси, также направленной на Солнце. Для проведения коррекции АМС должна была переводиться в режим трехосной ориентации.
Размеры корпуса АМС: длина 2,035 м, диаметр 1,05 м. Масса АМС 1ВА около 650 кг.
Задачей запуска являлось проведение исследований в процессе полета, отработка методов измерения траектории. Допускалась возможность попадания АМС в Венеру, для этого АМС несла отделяемый герметичный контейнер с символикой СССР. Поскольку в то время ожидалось, что поверхность Венеры представляет собой сплошной океан, контейнер должен был остаться плавать на поверхности.
В «окне» 1961 года был произведен запуск двух АМС. Одну из них удалось вывести на траекторию полета к Венере. Таким образом, только с четвертой попытки удалось осуществить прицельный межпланетный полет автоматической станции, закончившийся, к сожалению, потерей связи через десять дней после старта.