Предисловие
В 1970-х годах красная планета продолжала будоражить умы землян, способствуя развитию космической гонки между СССР и США. Это соперничество двух сверхдержав могло сойти на нет, но в 1971 году Советский Союз запускает своего посланника на Марс, который совершил там первую в истории успешную мягкую посадку. Это был межпланетный космический аппарат Марс-3, о котором я писал ранее. Естественно, американцы приняли сей факт как очередной вызов от Советов. Просто люди так устроены ещё с детства - если ребёнок видит игрушку в руках другого ребёнка, то ему хочется такую же или ещё лучше. Эта схема работает и в политике международных отношений. Недолго думая, правительство США даёт команду "фас" своему космическому агентству НАСА на разработку и постройку космического аппарата, способного долететь до Марса и сделать там что-то новое и невероятное, чего ещё не сделал СССР. НАСА спустило это пожелание до своих инженеров и те принялись за работу.
К 1975 году инженеры закончили постройку своего творения, которое получило грозное название "Викинг-1". Это был первый из двух аппаратов, предназначавшихся для полёта к Марсу в рамках программы "Викинг". Первого Викинга ждал грандиозный успех, на радость всем любителям космонавтики.
Первая попытка США мягкой посадки на Марс
"Викинг-1" был запущен при помощи ракеты-носителя Титан-3E 20 августа 1975 года, а через 10 месяцев полета за 5 дней до выхода на орбиту он начал передавать снимки всего диска Марса. 19 июня 1976 года, после торможения вышел на околомарсианскую орбиту. Посадку спускаемого аппарата на поверхность Марса планировали выполнить 4 июля 1976 года, в двухсотлетие со дня независимости США. Забавно, что даже в этом американцы хотели отличиться. Но этому плану не суждено было осуществиться. Снимки первоначально запланированного участка посадки показали, что он оказался небезопасным. Посадку отложили до нахождения более подходящего участка. Спускаемый аппарат отделился от орбитального 20 июля и совершил посадку. Это была первая попытка мягкой посадки на Марс космического аппарата США, которая к тому же стала успешной.
Реализация передачи данных со спускаемого аппарата на Землю была аналогична советской: в орбитальном аппарате установлен ретранслятор для передачи информации со спускаемых аппаратов (пропускная способность составляла около 10 кбит/с). Нужно отметить, что спускаемый аппарат имел возможность и прямой передачи данных на Землю, но в этом случае пропускная способность канала была в десять раз меньше, чем при передаче через ретранслятор. Помимо выполнения функции ретранслятора на орбитальный аппарат возложили и научные задания, оснастив его следующим оборудованием:
- узкоугольная телевизионная камера для получения снимков (разрешение 40 м при съёмке с высоты 1500 км);
- широкоугольная телевизионная камера для получения снимков;
- инфракрасный спектрометр для составления карт водяного пара в марсианской атмосфере;
- инфракрасный радиометр для составления тепловой карты планеты.
Но давайте вернёмся к главному герою этой истории - спускаемому аппарату. На момент отделения орбитальная скорость спускаемого аппарата составляла около 4 км/с. После его отстыковки были запущены маневровые реактивные двигатели для обеспечения схода с орбиты, и через несколько часов на высоте 300 км спускаемый аппарат был переориентирован для входа в атмосферу. Лобовой экран со встроенным абляционным тепловым щитом использовался для аэродинамического торможения. На этапе спуска были проведены первичные эксперименты с помощью анализатора тормозного потенциала, масс-спектрометром определялся газовый состав атмосферы, замерены атмосферное давление и температура, также был составлен профиль плотности атмосферы. На высоте 6 км аппарат, спускаясь со скоростью 250 м/с, развернул парашют с куполом диаметром 16 метров. Спустя ещё 52 секунды парашют замедлил скорость снижения до 60 м/с., а на высоте 1.5 км после отделения парашюта заработали три ракетных двигателя с регулируемой тягой и через 40 секунд на скорости 2,4 м/с аппарат с небольшим толчком осуществил посадку на Марс. Использовались посадочные опоры с встроенными сотовыми амортизаторами из алюминия, которые сминаются при посадке, поглощая ударную нагрузку.
После посадки "Викинга-1" осталось неизрасходованным около 22 кг топлива.
Спускаемый аппарат совершил успешную мягкую посадку на западе равнины Хриса ("Золотая равнина") в точке с координатами 22°41′49″ с. ш. 48°13′19″ з. д..
Первые в истории фотографии поверхности Марса, научные достижения и неисправности
Передача первого изображения поверхности Марса началась всего через 25 секунд после посадки и заняла 4 минуты. В течение этих минут марсианская станция провела подготовку к работе. Она выдвинула узконаправленную антенну для прямой связи с Землёй и развернула штангу с метеорологическими датчиками. В следующие 7 минут была произведена съёмка 300-градусной панорамы. Спустя сутки после посадки был получен первый цветной снимок поверхности Марса. Для себя я отметил отличное качество марсианских изображений, особенно при учёте того, что сделаны они были в далёком 1976 году, да ещё и на огромном расстоянии от Земли.
Но далеко не всё пошло по плану в миссии "Викинг". Сейсмометр станции не заработал. Его подвижный датчик, который должен был реагировать на колебания грунта, перед полётом был механически зафиксирован для защиты от повреждения при ударе о поверхность. После посадки на Марс устройство, которое должно было высвободить датчик, не сработало и прибор остался заблокированным. Застрявшей оказалась и механическая штанга со скребком для сбора образцов грунта, но спустя пять дней её удалось освободить.
Кстати, именно орбитальная станция "Викинг-1" сделало то самое фото "лица на Марсе", которое до сих пор будоражит умы уфологов и сторонников теории марсианской жизни!
Автоматическая марсианская станция "Викинг-1" была довольно хорошо оснащена научным оборудованием:
- две телевизионные камеры с круговым обзором;
- приборы для метеорологических исследований, измеряющие давление, температуру, скорость и направление ветра у поверхности;
- сейсмометр;
- газовый хроматограф в сочетании с масс-спектрометром для идентификации по молекулярному весу органических веществ, входящих в состав проб грунта, а также для анализа проб атмосферных газов;
- рентгенофлуоресцентный спектрометр для идентификации неорганических веществ, входящих в состав проб грунта;
- установка для поиска жизни в пробах грунта по таким признакам, как фотосинтез, обмен веществ и газообмен.
В конструкцию станции входил грунтозаборник, вынесенный на трёхметровой штанге и снабжённый скребком для прокапывания траншей. Скребок позволял определять механические характеристики грунта, а магниты, установленные на скребке, собирать частицы магнитных материалов для последующей съёмки их телекамерой с использованием увеличивающего зеркала.
В январе 1982 года станцию "Викинг-1" переименовали в "Станцию-мемориал Томаса Матча", в память руководителя команды по фотографированию поверхности Марса.
Роковая ошибка и заключение
Станция "Викинг-1" проработала на Марсе 2245 солов (марсианских солнечных суток, около 2306 земных суток, или 6 лет) до 11 ноября 1982, когда ошибочная команда, отправленная управлением с Земли, привела к потере контакта. Команда была предназначена для обновления программы, отвечающей за управление зарядкой уже теряющих ёмкость батарей. Однако в результате были непреднамеренно перезаписаны данные, используемые для ориентирования антенны. В последующие четыре месяца попытки установить связь с станцией, основанные на предполагаемом положении антенны, не привели к успеху. Орбитальная станция "Викинг-1" проработала до 7 августа 1980 года, когда запасы газа для выполнения манёвров полностью истощились и 17 августа 1980 года связь была прекращена. На этот момент орбитальный аппарат совершил 1489 витков вокруг Марса. Спасибо за прочтение!