«Марс-6»

«Марс-6»

5 августа 1973 17:45:48 - старт
12 августа 1973 23:45 - коррекция
3 сентября 1973 - отказ телеметрии
12 марта 1974 05:01:56 (время приема сигнала) - отделение СА
гелиоц. орбита
потеря связи - ?

Ежегодник БСЭ 1974 г
См. "Марс-4"

Ежегодник БСЭ 1975 г:

Рис. 7. АМС «Марс-6». Рис. 6. Спускаемый аппарат АМС «Марс-6».

Рис. 7. Схема спуска спускаемого аппарата АМС «Марс-6» в атмосфере Марса: 1 - отделение спускаемого аппарата; 2 - включение ракетного двигателя твердого топлива; 3 - программный разворот спускаемого аппарата; 4 - закрутка спускаемого аппарата; 5 - отделение фермы; 6 - прекращение закрутки, подача питания на радиовысотомер; 7 - начало введения парашютной системы, включение программно-временного механизма, подача питания на научную аппаратуру; 8 - введение основного парашюта, включение телеметрии, программно-временного устройства, радиокомплекса и научной аппаратуры; 9 - разрифовка парашюта, отделение аэродинамического конуса, включение радиовысотомера больших высот; 10 - расчековка крепления тормозной двигательной установки, перецепка парашютной системы; 11 - включение тормозной двигательной установки, конец передачи на орбитальный аппарат.

Вики:
КА «Марс-6» (М-73П № 50) запущен с левой пусковой установки площадки № 81 космодрома Байконур 5 августа 1973 года в 20:45:48 ракетой-носителем «Протон-К». С помощью трёх ступеней ракеты-носителя «Протон-К» и первого включения ДУ разгонного блока КА выведен на промежуточную ОИСЗ высотой 174,9—162,9 км. Вторым включением ДУ разгонного блока через ~ 1 час 20 минут пассивного полета осуществлён переход КА на траекторию полёта к Марсу. В 22:04:09,6 КА отделился от разгонного блока. 13 августа 1973 года выполнена первая коррекция траектории движения. При закладке уставок снялась готовность первого канала БЦВМ САУ, однако при проведении сеанса коррекции она восстановилась. Импульс коррекции составил 5,17 м/с, время работы двигателя на малой тяге — 3,4 секунды, расход топлива — 11,2 кг. Почти сразу же отказал первый комплект бортового магнитофона ЭА-035. Ситуацию исправили переключением на второй комплект. Однако всего лишь через месяц после старта, 3 сентября 1973 года, на аппарате отказала телеметрия, в результате чего стало невозможно получать информацию в режиме непосредственной передачи по дециметровому каналу, а по сантиметровому можно было передавать информацию только в режиме воспроизведения, причём только информацию с ФТУ и видеомагнитофона. Пришлось изменить технологию управления, и в течение всего перелёта выдавать все команды по два-три раза «вслепую», контролируя их прохождение только по косвенным признакам.

Маров:
«Марс-6», -7», спускаемый аппарат - 1210 кг,
посадочная система на спуске - 635 кг,
посадочный аппарат - 358 кг,
общая масса - 4470 кг.

Полезная нагрузка
пролетные аппараты «Марс-6» и «Марс-7» были оснащены следующим научным оборудованием:
1. Фототелевизионное устройство (ФТУ) с факсимильной системой формирования изображений.
2. Оптико-механическая панорамная система формирования изображения.
3. Инфракрасный узкополосный фотометр в пяти полосах около 2 мкм для получения высотных профилей СО².
4. Микроволновый поляриметр (λ = 3,5 см) для измерения диэлектрической проницаемости и подповерхностных температур.
5. Два поляриметра в 10 диапазонах от 0,32 до 0,80 мкм для определения текстуры поверхности (советско-французский прибор).
6. Инфракрасный узкополосный интерференционно-поляризационный фотометр на λ = 1,38 мкм для измерения содержания водяных паров в атмосфере.
7. Ультрафиолетовый фотометр (0,260-0,280 мкм) для измерения содержания озона.
8. Гамма-спектрометр для измерений элементного состава поверхности планеты и космического фона на трассе перелета.
9. Датчик микрометеоритов.
10. Фотометр для измерения интенсивности рассеянного солнечного излучения в линии Лайман-альфа с λ = 1216 А для измерения содержания водорода в верхних слоях атмосферы (советско-фанцузский прибор).
11. СТЕРЕО-2 для исследования солнечного радиоизлучения.
12. ЖЕМО для исследования солнечных протонов и электронов.
Двухчастотный радиозатменный эксперимент для измерения высотных профилей ионосферных электронов и плотности тропосферы проводился путем радиопросвечивания на волнах 8 и 32 см.

Системы и научное оборудование космических станций «Марс-6» и «Марс-7»: 1 - посадочный аппарат, 2 - параболическая остронаправленная антенна, 3 - газореактивная система ориентации, 4 - малонаправленная спиральная антенна 5 - датчик Марса, 6 - звездный датчик, 7 - датчик Солнца, 8 - двигательная установка, 9 - приборный отсек, 10 - газовые баллоны системы ориентации, 11 - радиаторы системы терморегулирования, 12 - датчик Земли, 13 - солнечные батареи, 14 - радиоантенна прибора СТЕРЕО
«Марс-6» был запущен 4 августа 1973 года, а 13 августа была успешно проведена коррекция траектории. Однако к концу сентября прекратилась передача данных измерений научных приборов и данных о работе служебных систем, почти наверняка из-за дефектов транзисторов 2Т-312. В системе телеметрии оставалось только 2 рабочих канала, ни один из которых не давал полной информации о состоянии станции. Несмотря на это и не желая сдаваться, инженеры продолжали посылать команды на борт космической станции в надежде, что приемники все еще функционируют, и они не ошиблись. Как оказалось, командная линия связи осталась неповрежденной, и «Марс-6» покорно выполнял команды и осуществлял все необходимые функции в автономном режиме. Не имея возможности сообщить об этом Земле, в феврале 1974 года он автономно определил свое положение, рассчитал и выполнил коррекцию курса. Приблизившись к планете 12 марта, он должным образом выполнил оптическую навигацию и наведение, затем отделил спускаемый аппарат на расстоянии 48 000 км от планеты всего за 3 часа до входа в атмосферу.

Сиддики:

Советский космический аппарат "Марс 6". Фото: Дон Митчелл

Научные инструменты:
Перелётный модуль:
1. магнитометр
2. плазменные ловушки
3. датчики космических лучей
4. микрометеороидные детекторы
5. Приборы Gemeaux-S1 и Gemeaux-T для исследования солнечных протонных и электронных потоков
6. Стерео-5 антенна
Марс-6 был одним из двух комбинированных миссий, запущенных Советским Союзом в окно 1973 года. СА были очень похожи по конструкции на посадочные устройства Марс-2 и Марс-3, отправленные Советами в 1971 году, за исключением того, что космический корабль теперь состоял из пролётного аппарата (вместо орбитального аппарата) и 1000-килограммового СА. Марс-6 завершил свою первую коррекцию в середине пути на маршруте к Марсу в 23:45 12 августа 1973 года, но сразу на борту вышел из строя магнитофон, заставив операторов использовать резервную копию. Затем, 3 сентября, произошел серьезный сбой в системе телеметрии, которая передавала научные и эксплуатационные данные с КА. Работали только два канала, ни один из которых не давал земле никаких прямых данных о состоянии систем летательного аппарата. Контроллеры могут использовать только длительный режим «воспроизведения» для приема данных.
В конечном итоге КА автоматически выполнил все свои функции, и в 05:01:56 (время приема сигнала) 12 марта 1974 года спускаемый аппарат успешно отделился от своего модуля на расстоянии 46 000 километров от Марса.
Между тем, пролетный модуль Марс-6 собрал некоторую научную информацию во время своего короткого пролета (на расстоянии не менее 1 600 километров от поверхности) перед уходом на гелиоцентрическую орбиту.

СА «Марс-6»

5 августа 1973 17:45:48 - старт в составе АМС
12 марта 1974 года 05:01:56 (время приема сигнала) - отделение СА
12 марта 1974 года 09:11:05 в 23,9°S/19,5° W - потеря связи при включении ДМП за 2 с до посадки (очевидно, разбился)

Вики:
Через 15 минут после отделения сработал тормозной двигатель СА, а спустя 3,5 часа спускаемый аппарат вошёл в атмосферу Марса в 09:05:53 со скоростью 5600 м/с (20160 км/ч). Угол входа составил 11,7°. Сначала торможение шло за счёт аэродинамического экрана, а через 2,5 минуты, при достижении скорости 600 м/с (2160 км/ч), была введена в действие парашютная система. На этапе парашютного спуска на высотах от 20 км до поверхности и ниже проводились измерения температуры и давления, а также определялся химический состав атмосферы. В течение 149,22 секунды результаты передавались на пролётный аппарат, но полезная информация выделена только из сигнала от радиокомплекса СА. Сигнал с КД 1, включённого за 25 минут до входа в атмосферу, был очень слабый, поэтому информацию с него расшифровать не удалось.
Весь участок спуска - от входа в атмосферу и аэродинамического торможения до снижения на парашюте включительно - продолжался 5,2 минуты. Общее время спуска на парашюте начиная с момента подачи сигнала на ввод парашютной системы составило 151,6 секунды. Во время спуска не было цифровой информации с прибора МХ 6408М, зато с помощью приборов «Зубр», ИТ и ИД была получена информация о перегрузках, изменении температуры и давления. Непосредственно перед посадкой связь с СА потеряна. Последняя полученная с него телеметрия подтвердила выдачу команды на включение двигателя мягкой посадки. Новое появление сигнала ожидалось через 143 секунды после пропадания, однако этого не произошло.
Район посадки спускаемого аппарата «Марс-6» был выбран в низменной части Эритрейского моря в южном полушарии Марса. Координаты точки прицеливания 25° ю. ш., 25° з. д. Спускаемый аппарат по данным обработки траекторных измерений проведенной в 1974 году совершил посадку в область с номинальными координатами 23,9° ю. ш. и 19,5° з. д.[2]. (По данным другой обработки траекторных измерений проведенной в 1974 году в область Margaritifer Terra с номинальными координатами 23,54° ю. ш., 19,25° з. д.[3]) Посадка произошла в расчётную область разброса координат.
Однозначно причину неудачного завершения работы с СА определить не удалось. К наиболее вероятным версиям относятся:
аппарат разбился, в том числе, по причине отказа радиокомплекса, хотя скорость спуска и работа двигателя мягкой посадки соответствовали расчетным (аппарат был рассчитан на ударное ускорение при посадке 180 g, а в периферийных местах до 240 g);
к аварийной ситуации привело превышение амплитуды колебаний аппарата под действием марсианской бури в момент включения двигателей мягкой посадки.

Маров: Как оказалось, командная линия связи осталась неповрежденной, и «Марс-6» покорно выполнял команды и осуществлял все необходимые функции в автономном режиме. Не имея возможности сообщить об этом Земле, в феврале 1974 года он автономно определил свое положение, рассчитал и выполнил коррекцию курса. Приблизившись к планете 12 марта, он должным образом выполнил оптическую навигацию и наведение, затем отделил спускаемый аппарат на расстоянии 48 000 км от планеты всего за 3 часа до входа в атмосферу.
Вскоре после этого, в 08:39:07, в наземном центре управления поняли, что «Марс-6» выполнил свою работу, когда по выделенному каналу связи от него начали поступать данные. В это время спускаемый аппарат находился на расстоянии 4 800 км от своей цели. Космическая станция смогла передать данные о спуске и посадке, а затем пролетела мимо планеты на расстоянии 1 600 км от поверхности. Этот полет, продемонстрировавший колоссальные возможности космических роботов, стал монументальным достижением в советской космической программе автономных полетов на столь раннем этапе истории планетных исследований.
Спускаемый аппарат вошел в атмосферу в 09:05:53 на скорости 5,6 км/с под углом атаки 11,7°. В 09:06:20 на высоте 75 км связь временно прервалась из-за плазменных эффектов. Сигнал возобновился в 09:07:20 на высоте 29 км, и началась передача телеметрических данных. Основной парашют раскрылся в 09:08:32 на высоте 20 км после того, как скорость снизилась до 600 м/с. Купол раскрылся полностью в 09:08:44, и началась передача научных данных о температуре, давлении и высоте над поверхностью планеты. Данные масс-спектроскопии были записаны на бортовое запоминающее устройство для их последующей передачи после посадки. Были зарегистрированы доплеровские сдвиги несущей частоты в канале связи. Как оказалось, аппарат раскачивался под парашютом сильнее, чем ожидалось, что ухудшило качество передачи. Запуск посадочной ракеты был подтвержден, но в 09:11:05 передача прервалась, когда посадочный аппарат оказался в непосредственной близости от поверхности, вероятно, в момент, когда он ударился о грунт. В момент потери сигнала скорость составляла 61 м/с, что было чрезмерным для безопасной посадки. Передатчик был запрограммирован на отключение после отделения аппарата от посадочной системы, чтобы переключиться на другой набор антенн сверхвысокой частоты на посадочном аппарате. Однако больше сигналов не поступало. Судьба посадочного аппарата «Марс-6» неизвестна. Он лежит в Южном полушарии Марса на 23,90° ю. ш. 19,42° з. д. в районе Залива Маргариты (Margaritifer Sinus) в окрестности долины Самары. Это область на границе Жемчужной Земли и Земли Ноя, где рельеф сильно кратерирован и отличается наличием крутых склонов.

Система входа в атмосферу и спуска посадочного аппарата «Марс-6» на испытаниях в НПО им. Лавочкина
Спускаемые/посадочные аппараты. Спускаемый аппарат «Марс-6» впервые в мире провел прямые in-situ-измерения параметров атмосферы Марса, передавая данные о температуре, давлении и скорости ветра в течение 224 секунд во время спуска. Несмотря на то, что часть данных сопровождалась шумами, вызванными деградацией транзисторов 2Т-312, была получена надежная информация, на основе которой были построены профили температуры и давления в диапазоне высот от 29 км до поверхности. Давление у поверхности составило 6,1 мбар и температура -28°С (245 К). Был измерен высотный градиент температуры 2,5 К/км, который был меньше сухоадиабатического, что указывало на наличие в атмосфере определенного количества паров воды. Было обнаружено, что тропопауза находится на высотах от 25 до 30 км, а выше этого уровня располагается почти изотермическая стратосфера при температуре от 150 до 160 К. Плотность атмосферы на высотах от 29 до 82 км была вычислена по данным измерений акселерометра при входе аппарата в атмосферу и на участке спуска. По измерениям доплеровского сдвига несущей частоты бортового радиопередатчика были определены скорости ветра и его высотный профиль. На высотах от 7 км и до поверхности измеренная скорость ветра составила от 12 до 15 м/с, а непосредственно у поверхности - от 8 до 12 м/с. Эти значения хорошо согласовывались с измерениями орбитальной станции «Марс-5» и позднее, так же как и данные о температуре и давлении, были подтверждены измерениями на аппаратах «Викинг». Данные масс-спектрометра были записаны во время спуска для их последующей передачи после посадки, и по этой причине были потеряны, хотя ток, подводимый к вакуумному насосу, регистрировался и передавался в ходе спуска как инженерный параметр. Измеренный резкий рост тока был интерпретирован, как указание на наличие аргона с относительным содержанием 25-45%, что было невероятно много; реальная величина, полученная «Викингами», составила 1,6%. Из-за нерасчетной посадки «Марса-6» передача данных непосредственно с поверхности не состоялась и научных данных получено не было. Спускаемый аппарат «Марс-7» пролетел мимо планеты.

Сиддики:
Научные инструменты:
СА:
1. термометр
2. барометр
3. акселерометр
4. радио-альтиметр
5. масс-спектрометр
6. анализатор грунта
В конечном итоге КА автоматически выполнил все свои функции, и в 05:01:56 (время приема сигнала) 12 марта 1974 года спускаемый аппарат успешно отделился от своего модуля на расстоянии 46 000 километров от Марса. Примерно через 4 часа, в 09:05:53, он вошел в атмосферу Марса со скоростью 5600 метров в секунду. Парашютная система была правильно развернута на высоте 20 километров (в 09:08:32), когда скорость была снижена примерно до 600 метров в секунду, и научные приборы начали собирать и передавать данные (пролётному модулю) при спуске зонда. Однако единственные полезные данные были получены непосредственно с Марса на Землю, и их информация была довольно «слабой» и ее было трудно декодировать. Оказалось, что спускаемый аппарат качался взад-вперед под парашютом гораздо сильнее, чем ожидалось. Тем не менее, Марс-6 возвратил первые прямые измерения температуры и давления марсианской атмосферы, а также её химического состава (с использованием радиочастотного масс-спектрометра) на Землю. Данные показали, что аргон составлял около трети атмосферы Марса. За несколько минут до ожидаемой посадки земля потеряла контакт с зондом. Последними подтвержденными данными была информация о зажигании двигателей мягкой посадки, полученная примерно за 2 секунды до удара, когда зонд приземлился в 09:11:05 в 23,9°S/19,5° W. Дальнейшие исследования так и не смогли окончательно определить единственную причину потери контакта. Возможные причины включают отказ системы радиосвязи или посадку в географически неровной области.