Как Советский Союз осваивал Марс

Полвека назад на поверхность планеты совершил посадку советский космический аппарат

В конце 1971 года - 2 декабря - на поверхность Марса опустился космический аппарат. Это была первая в мире и пока единственная в истории советско-российской космонавтики мягкая посадка спускаемого аппарата на Красную планету. Этот и другие проекты СССР по освоению Марса - в обзоре "РГ".

Разведчики межпланетных трасс

В контексте освоения Марса нельзя не сказать пару слов о лунной программе СССР. Именно первые полеты к спутнику Земли позволили накопить опыт и отработать технологию создания межпланетных автоматических станций.

Первый аппарат, достигший второй космической скорости, "Луна-1" был запущен 2 января 1959 года. Второй отправился в полет в сентябре того же года. И хотя старт сопровождали неполадки, "Луна-2" впервые в мире достигла поверхности небесного тела в районе Моря Дождей, в северо-западной части видимой с Земли стороны спутника.

Аппарат по нынешним временам был простым: он не имел собственной двигательной установки, а из научного оборудования на нем были прибор для регистрации ядерных излучений и элементарных частиц, счетчики Гейгера, магнитометры и детекторы микрометеоритов. Зато "Луна-2" доставила на поверхность спутника вымпел с изображением герба СССР.

Пробный шар

Колонизация космоса является важным шагом для будущего человечества, и Марс как никакая другая планета идеально подходит для стартовой площадки. Судите сами: достичь его можно примерно за 9 месяцев; марсианские сутки составляют 24 часа 39 минут и почти равняются земным; здесь есть атмосфера, которая дает некоторую защиту от солнечной и космической радиации; недавние исследования НАСА подтвердили наличие на планете воды. Эти и многие другие факторы, по мнению ученых, говорят о том, что после процесса терраформирования планета может быть вполне пригодна для жизни.

Сверхдержавы - СССР и США - давно присматривались к Красной планете. Соревнования по освоению космоса в свое время были эхом холодной войны, но на деле обернулись толчком к развитию обеих стран.

И хотя изначально советские попытки достичь Марса успехом не увенчались, уже 1 ноября 1962 года разработанный калининградским ОКБ-1 "Марс-1" стал первым в истории космическим аппаратом, выведенный на траекторию полета к Красной планете.

Специально к запускам аппаратов к Марсу построили мощный радиотехнический комплекс дальней космической связи. Там зафиксировали: за время полета первого аппарата с ним был проведен 61 сеанс радиосвязи, получен большой объем телеметрической информации, а на его борт передано более трех тысяч радиокоманд.

К сожалению, путешествие было недолгим: из-за негерметичности клапана падало давление в баллоне с газом для двигателей системы ориентации. В последний раз на связь "Марс-1" выходил, будучи на расстоянии 106 миллионов километров от Земли.

Исходя из баллистических данных, ученые предполагают, что 19 июня 1963 года "Марс-1" пролетел на расстоянии около 200 тысяч километров от поверхности планеты, в честь которой был назван, и продолжил свой полет вокруг Солнца.

Полет аппарата предоставил новые данные о физических свойствах космического пространства между орбитами Земли и Марса, об интенсивности космического излучения, напряженности магнитных полей и так далее.

"Подарок" марсианам

Подразумевалось, что уже следующий аппарат сможет изучить планету не только со стороны, но и непосредственно с поверхности.

19 мая 1971 года с космодрома Байконур была запущена станция "Марс-2". Следом в небо ушел близнец - "Марс-3" (конструктивно обе станции были идентичными: если бы первая миссия провалилась, завершить начатое должен был бы следующий аппарат).

"Марс-2" предназначался для исследования планеты и с орбиты искусственного спутника, и с помощью посадочного аппарата. Для реализации этой программы в НПО имени Лавочкина были фактически с нуля разработаны модули, представлявшие собой новейшее поколение советских автоматических межпланетных станций. Заложенные в них конструктивные решения, по словам специалистов НИИ, успешно использовались почти 20 лет при создании межпланетных станций серии "Марс", "Венера", "Вега", космических обсерваторий "Астрон" и "Гранат".

"В ноябре 1971 года успешно провели вторые коррекции траекторий движения. До прилета станций к Марсу оставались считанные дни. Погода на планете была неблагоприятной для наблюдений с орбитальных станций, и, тем более, для посадки спускаемого аппарата: уже несколько недель на Марсе бушевала необычно сильная пылевая буря, охватившая всю поверхность планеты. Астрономы такой мощной бури не фиксировали за всю историю наблюдений", - рассказывали исследователи.

Тем не менее, аппарат успешно достиг пункта назначения. Правда посадка завершилась неудачей: бортовая ЭВМ из-за программной ошибки сработала неправильно, и угол входа в атмосферу оказался больше расчетного. Спускаемый модуль слишком круто вошел в марсианскую атмосферу, из-за чего не успел затормозить на этапе аэродинамического спуска. Парашютная система в таких условиях была неэффективной, и аппарат разбился о поверхность Марса, став, таким образом, первым "инопланетным" предметом на планете. Масса "подарка" составляла 4650 килограммов.

Сигнал с Марса

После потери "Марса-2" основные надежды возлагались на подлетающую к Красной планете станцию "Марс-3". Спуск третьего аппарата советской программы стал настоящим прорывом эры изучения четвертой планеты от Солнца

Мягкая посадка на Марс является и сегодня сложной научно-технической задачей, а в то время рельеф поверхности планеты и особенности грунта были малоизученны.

Как рассказывал один из создателей аппарата, сила тяжести на Марсе только в два с половиной раза меньше земной и аппарат выручила атмосфера: несмотря на мизерное давление, ее удалось использовать для торможения. Но в атмосферу аппарат все равно входил с огромной скоростью, и мягкая посадка была практически невозможна. Выходом стало торможение в несколько ступеней - аэродинамическое, парашютное.

До сих пор космические автоматические станции осуществляли связь непосредственно с Землей. Сигнал марсианского аппарата сначала приняла орбитальная станция "Марса-3", а с него он ушел на Землю, в Центр дальней космической связи. По словам специалиста по радиотехническим системам, такая сложная схема была необходима. Чтобы передавать информацию непосредственно с марсианского посадочного аппарата, надо иметь на нем мощный радиопередатчик и антенну.

В течение полутора минут после посадки станция готовилась к работе, после чего начала передачу панорамы окружающей поверхности. Газета "Правда" в декабре 1971 года писала о том, как ученые с замиранием сердца ждали сигнала с аппарата, который находился на огромной, продуваемой неземными ветрами, равнине. Сигнал пошел! Но через 14,5 секунд трансляция прекратилась. "Марс-3" передал только первые 79 строк фототелевизионного сигнала: полученное изображение представляло собой серый фон без единой детали.

Впоследствии были выдвинуты несколько гипотез о том, что стало причиной внезапного прекращения сигнала: предполагали разряд в антеннах передатчика, повреждение аккумуляторной батареи и так далее.

Да, "Марс-3" осуществил первую в мире мягкую посадку на Красную планету, но не смог ни передать фотографии, ни опробовать первый шагающий марсоход. Лишь в июле 1976 года американские аппараты "Викинг" смогли передать снимки поверхности и провести научные исследования, включая тесты на наличие жизни.

По сей день умы энтузиастов космических исследований занимает вопрос: что стало с "Марсом-3"? Рукотворный предмет на чужой планете ищут на снимках поверхности не один десяток лет. На изображение, полученном современными аппаратами в 2013 году, например, в расчетной точке посадки "Марса-3" заметно светлое пятно, напоминающее парашют.

Спутник как предчувствие

Последний странник по имени "Марс" - шестой по счету - был запущен 12 марта 1974 года. Аппарат достиг планеты, но связь с ним была потеряна еще до посадки, в непосредственной близости от поверхности.

Затем началась эра "Фобоса". Проект под руководством академика Роальда Сагдеева, советского и американского физика, был начат на волне успешного сотрудничества с западными научными организациями.

Почему спутник Марса привлек внимание ученых? Дело в том, что из-за малой массы геологическое строение Фобоса и Деймоса не претерпело больших изменений со времени образования Солнечной системы. Изучение химического состава грунта Фобоса дало бы ученым возможность судить об условиях формирования тел Солнечной системы, последующей их эволюции и, может быть, познать причины, приведшие к возникновению Земли и развитию жизни на ней.

Итак, 7 и 12 июля 1988 года с космодрома Байконур были выведены на траекторию полета к Марсу последовательно "Фобос-1" и "Фобос-2". Оба аппарата бесславно закончили свои дни.

С первым "Фобосом" через два месяца была потеряна связь. Виною тому стала ошибка, допущенная специалистом Научно-испытательного центра имени Бабакина при составлении программы работы бортовой аппаратуры. Неверная команда привела к полету "Фобоса-1" в неориентированном относительно Солнца режиме. По этой причине произошел разряд бортовых химических батарей, космический аппарат потерял способность принимать радиокоманды. Восстановить связь не удалось.

"Фобосу-2" повезло больше: он благополучно долетел до Марса. Были выполнены подготовительные маневры для сближения с Фобосом. 27 марта 1989 года после завершения телевизионной съемки должен был включиться бортовой передатчик. Однако в расчетное время сигнал на Земле принят не был. Точный момент аварии неизвестен: конструкция "Фобоса-2" не позволяла одновременно вести фотосъемку и поддерживать связь с ЦУПом. Последний принятый после несостоявшегося сеанса связи искаженный сигнал показал: бортовой компьютер не работает, а сам аппарат вращается, потеряв ориентацию.

Основная задача - доставка на поверхность Фобоса автоматической самоходной мини-станции - осталась невыполненной. Однако, несмотря на потерю связи с обоими аппаратами, исследования Марса, Фобоса и околомарсианского пространства, выполненные в течение 57 дней на этапе орбитального движения, позволили получить уникальные научные результаты. Например, оценить скорость эрозии атмосферы Марса, вызванной взаимодействием с солнечным ветром.

На этом советская программа изучения Марса завершилась.