Найти тему
Space girl

Зонды Викинг на лунах Марса (1972 год)

В июне 1972 года Исследовательский центр НАСА Лэнгли (Langley Research Center-LaRC) расположенный в Хэмптоне, штат Вирджиния, заключил контракт с корпорацией Мартин Мариэтта (ныне Локхид Мартин) на разработку космических аппаратов, на основе запланированного проекта АМС "Викинг", для исследования марсианских спутников Фобос и Деймос. Исследовательский центр LaRC руководил проектом "Викинг", целью которого был запуск двух межпланетных станций, состоящих из посадочного и орбитального модуля, к Марсу в 1975 году. В то время как корпорация Мартин Мариэтта была генеральным подрядчиком по разработке и изготовлению посадочного модуля "Викинг", Лаборатория реактивного движения (Jet Propulsion Laboratory-JPL) в Пасадене, штат Калифорния, строила орбитальный аппарат "Викинг Орбитер" на основе АМС "Маринер".

Проект "Викинг" был остатком программы "Вояджер" (не путать с АМС "Вояджер-1;2" проект которых изначально назывался «Маринер Юпитер-Сатурн-77), которая была впервые предложена JPL в 1960 году.

Зонд "Вояджер" в том виде как он был задуман до отмены программы  в 1967 году.  (Изображение НАСА)
Зонд "Вояджер" в том виде как он был задуман до отмены программы в 1967 году. (Изображение НАСА)

Проект "Вояджер", главной целью которого было открытие существования жизни на Марсе и детальное ее изучение, страдал от неумелого управления, борьбы между подрядчиками, и постоянного увеличения стоимости. В конечном итоге он был закрыт.

Вскоре после отмены проекта "Вояджер", в августе 1967 года, высшие должностные лица НАСА провели встречи с конгрессменами, чтобы найти финансирование для замены программы. Конгресс согласился профинансировать программу "Викинг", начиная с 1969 финансового года, который начался 1 октября 1968 года. Как и зонд "Вояджер", "Викинг" будет искать жизнь на Марсе. Лидеры Конгресса также согласились профинансировать два орбитальных аппарата "Маринер Марс", которые должны были быть запущены в 1971 году.

Зонды "Маринер-Марс-1971", "Викинг" и предложенные миссии зондов "Фобос/ Деймос" на базе АМС "Викинг" были отчасти ответом на планы Советского Союза. В то время как астронавты НАСА исследовали Луну, Советский Союз объявил миру, что страна никогда не собиралась совершать подобный полет; что на самом деле Советский Союз будет исследовать космос с помощью роботов, чтобы не подвергать риску жизнь космонавтов. Советской стороной было заявлено, что вскоре будут отправлены роботизированные орбитальные и посадочные аппараты, для возвращения образцов с поверхности Марса и других тел Солнечной системы.

Космический аппарат "Маринер-7" мельком увидел Фобос во время своего быстрого пролета мимо Марса в 1969 году, а орбитальный аппарат "Маринер-9" передал первые четкие снимки обоих марсианских лун в ноябре 1971 года. Зонд "Маринер-8", близнец "Маринера-9", упал в Атлантический океан к северу от Пуэрто-Рико после отказа разгонной ступени "Центавр" 9 мая 1971 года.

Фобос и Деймос были первыми несферическими телами Солнечной системы, которые человечество рассмотрело вблизи. Они вращаются вокруг Марса по круговым экваториальным орбитам. Фобос совершает один оборот вокруг Марса примерно за 7,5 часов на высоте около 5980 километров от поверхности планеты, в то время как Деймос вращается примерно за 30 часов на высоте 20070 километров.

Фобос - внутренний спутник Марса. Фото сделано орбитальным аппаратом "Викинг-1". (Изображение НАСА).
Фобос - внутренний спутник Марса. Фото сделано орбитальным аппаратом "Викинг-1". (Изображение НАСА).
Деймос - внешний спутник Марса. Фото сделано орбитальным аппаратом "Викинг-2". (Изображение НАСА).
Деймос - внешний спутник Марса. Фото сделано орбитальным аппаратом "Викинг-2". (Изображение НАСА).

Фобос имеет размеры 21 на 25 километров, а Деймос примерно вдвое меньше. Небольшие размеры означают и низкую гравитацию на поверхности спутников. Из-за этого посадка любого зонда на поверхность Фобоса или Деймоса была бы больше похожа на стыковку.

Исследовательский центр НАСА - LaRC поручил корпорации Мартин Мариэтта, при разработке аппаратов "Фобос" и "Деймос" на базе АМС "Викинг", учесть что старт зондов должен будет состояться в 1979 и 1981 годах. В отчете о разработке описывалось несколько конструкций космических аппаратов "Фобос/Деймос".

Первый вариант, базового космического аппарата, должен был состоять из сильно модифицированного посадочного модуля "Викинг" и орбитального аппарата "Викинг», с баками несущими на 38% больше топлива, чем у марсианского "Викинга" 1975 года. Масса аппарата при старте составила бы около 3600 килограммов. При этом посадочный модуль весил бы 482 килограмма.

По прибытии к Марсу орбитальный аппарат должен был запустить свои двигатели, чтобы выйти на эллиптическую экваториальную орбиту вокруг планеты. Апоцентр (наивысшая точка орбиты) должен будет находиться на высоте орбиты Деймоса, в то время как ее перицентр (нижняя точка орбиты) должен будет находится на высоте орбиты Фобоса.

Космический аппарат должен был неоднократно пролетать мимо обеих лун, собирая данные при каждой встрече, чтобы ученые на Земле смогли решить, какой из спутников больше всего требует глубокого изучения. Затем диспетчеры должны были сопоставить орбиту зонда с орбитой выбранного для изучения спутника.

Посадочный модуль должен был отделяться от орбитального аппарата и двигаться к своей цели с помощью двигателей управления и ориентации. Он должен был мягко сесть на три посадочные опоры. Зонд должен был нести 82 килограмма научных инструментов, включая сейсмометр, шнек для отбора проб и камеру, установленную на стреле. Посадочный модуль смог бы прыгать по поверхности в условиях слабой гравитации, кратковременно запуская свои двигатели. Альтернативный вариант мобильности предполагал что зонд сможет перемещаться по поверхности используя зонтикообразные колеса на концах посадочных опор.

Планетоход "Фобос/Деймос", созданный на базе посадочного модуля "Викинг". (Изображение НАСА).
Планетоход "Фобос/Деймос", созданный на базе посадочного модуля "Викинг". (Изображение НАСА).

Корпорация Мартин Мариэтта предложил альтернативную миссию, в которой орбитальный модуль "Викинг" должен был приземлиться на выбранный спутник Марса. По оценкам компании, это был бы более эффективный сценарий миссии так как зонд мог нести на борту около 500 килограммов научных приборов.

Компания планировала запустить свой второй зонд "Фобос/Деймос" в 1981 году. Это должна была быть миссия по возвращению образцов грунта. Космический аппарат весом 3374 килограммов будет состоять из орбитального аппарата "Викинг" с четырьмя посадочными опорами и 260-килограммового возвращаемого зонда, основанного на конструкции зонда "Пионер-Венера".

Орбитальный аппарат должен был приземлиться на целевой спутник, собрать образцы массой 2 килограмма и перенести их в капсулу для возвращения образцов на Землю. Затем возвращаемый зонд стартовал, и выходил на орбиту вокруг Марса. Там он должен был совершить запуск двигателей и покинуть планету. Вблизи Земли капсула с образцами должна была отделиться от возвращаемого зонда, затем войти в атмосферу и благополучно приземлится.

Посадочный аппарат "Фобос/Деймос" и профиль миссии по возвращению образцов грунта на Землю (Изображение НАСА).
Посадочный аппарат "Фобос/Деймос" и профиль миссии по возвращению образцов грунта на Землю (Изображение НАСА).
Капсула для возвращения образцов грунта с лун Марса на Землю. (Изображение НАСА)
Капсула для возвращения образцов грунта с лун Марса на Землю. (Изображение НАСА)

Третий проект миссии, который разработала корпорация Мартин Мариэтта, сочетал посадку орбитального аппарата на одной из лун и посадку посадочного модуля на поверхность Марса.

"Викинг-1" стартовал на ракете "Титан III-E" с разгонной ступенью "Центавр" 20 августа 1975 года. "Викинг-2" был запущен 9 сентября 1975 года. Первый зонд вышел на орбиту Марса 19 июня 1976 года, а второй 7 августа 1976 года. Посадочный модуль "Викинг-1" отделился от орбитального аппарата и успешно приземлился 20 июля 1976 года. Посадочный модуль "Викинг-2" совершил посадку 3 сентября 1976 года.

Посадочный модуль "Викинг" исследует поверхность Марса. Художественный концепт от марта 1974 года.
Посадочный модуль "Викинг" исследует поверхность Марса. Художественный концепт от марта 1974 года.

В то время как посадочные модули работали на поверхности, орбитальные аппараты производили съемку поверхности Марса и его спутников. 15 октября 1977 года орбитальный аппарат "Викинг-2" прошел всего в 30 километрах от поверхности Деймоса.

Снимок Деймоса крупным планом, сделанный орбитальным аппаратом "Викинг-2". (Изображение НАСА).
Снимок Деймоса крупным планом, сделанный орбитальным аппаратом "Викинг-2". (Изображение НАСА).

НАСА проектировало лунный посадочный модуль, на основе конструкции зонда "Викинг", марсоход "Викинг-1979" и другие аппараты на основе этой конструкции. Однако Конгресс США решили не финансировать новые миссии, основанные на технологии "Викинга". Как и программа "Аполлон" стоимостью 25 миллиардов долларов, проект "Викинг", который стоил более 1 миллиарда долларов в долларах в ценах 1975 года (около 5 миллиардов долларов в долларов в ценах 2023 года), закончился тем, что его потенциал почти не использовался.

Это произошло потому, что Советский Союз не сдержал своего обещания исследовать Солнечную систему; потому что бюджет НАСА сократился вдвое по сравнению с эпохой "Аполлонов", а также потому, что общественный интерес к Марсу упал после того, "Викинги" не дали однозначного ответа о наличии жизни на планете. США не будут запускать новые космические аппараты к Марсу вплоть до 1992 года.

Ну а на сегодня всё. Спасибо за внимание!

Наука
7 млн интересуются