Известная под официальным именем «Автоматическая межпланетная станция «Марс-3»» советский космический аппарат был разработан в рамках проекта М-71 на Машиностроительном заводе им.С.А.Лавочкина под руководством Главного конструктора Г.Н.Бабакина – на главном предприятии СССР по созданию дальних космических разведчиков. Это был третий аппарат серии М3 (другое название проекта М-71). Буква "М" обозначает конечную цель проекта – планету Марс.
Серия М3 была призвана, используя благоприятнейшую ситуацию взаимного расположения планет Земля и Марс(Великое противостояние), решить целый комплекс задач по разгадке тайн Красной планеты. Было запланировано пустить один легкий и два весом почти в 5 тонн космических аппарата нового поколения с бортовой цифровой вычислительной машиной. Первый, легкий, аппарат должен был достичь орбиты Марса и стать своего рода наводчиком для главных калибров – двух космических аппаратов, несших на себе спускаемые аппараты.
Амбициозный проект стартовал с неудачи – 10 мая 1971 г. первый аппарат из этой серии не смог направиться к цели из-за отказа разгоняющего блока «Д» на околоземной орбите. В сообщении ТАСС АМС была названа спутником «Космос 419». Через два дня после запуска, 12 мая 1971 года связка вошла в плотные слои земной атмосферы и сгорела.

Конструктивно "Марс-3" и "Марс-2" были аналогичны и дублировали друг друга на случай возможного сбоя. На аппаратах находились 2 фототелевизионные камеры с различными фокусными расстояниями для фотографирования поверхности Марса, а на "Марсе-3" также аппаратура "Стерео" для проведения совместного советско-французского эксперимента по изучению радиоизлучения Солнца на частоте 169 МГц. В составе КА был орбитальный отсек и спускаемый аппарат.
Компоновку АМС предложил молодой конструктор В. А. Асюшкин. Система управления, массой 167 кг и потребляемой мощностью 800 ватт, разработана и изготовлена НИИ автоматики и приборостроения.

На рисунке изображена автоматическая межпланетная станция «Марс-3» (в двух проекциях). Справа внизу показана схема устройства «Марса-3». Цифрами обозначены: 1 - спускаемый аппарат; 2 - остронаправленная параболическая антенна; 3 - антенна научной аппаратуры «Стерео»; 4 - магнитометр; 5 - приборный отсек; 6 - корректирующий и тормозной двигатель; 7 - оптико-электронные приборы системы астроориентации; 8 - оптико-электронный прибор системы автономной навигации; 9 - блок баков двигательной установки; 10 - панель солнечной батареи; 11 - радиаторы системы терморегулирования.

В состав автоматической марсианской станции входил марсоход ПрОП-М (Прибор оценки проходимости - Марс).
Используя опыт работы с «Луноходом», конструкторы Института транспортного машиностроения (ВНИИ-ТРАНСМАШ) под руководством А.Л. Кемурджиана создали небольшого, размером 25 см х 22 см х 4 см и массой 4,5 кг, робота, которому предстояло высадиться на Марс.
Задачи у этого мини-марсохода были скромные - он должен был пройти лишь небольшое расстояние, оставаясь соединенным с посадочным аппаратом кабелем длиной 15 м. Свойства марсианского грунта были неизвестны, поэтому, чтобы не провалиться в пыль или песок, марсоходу были сделаны стальные опоры в виде лыж.
На нем был установлен конический штамп, вдавливание которого в грунт дало бы сведения о прочности марсианской поверхности. По следам от лыж, зафиксированным на телевизионной панораме, также можно было бы судить о механических свойствах грунта. На грунт, в область видимости телекамер, его помещал манипулятор.
Движение осуществлялось следующим образом: опираясь на лыжи, корпус переносился вперед, аппарат садился на днище и лыжи перемещались на следующий шаг. Поворот производился путем перемещения лыж в разные стороны. В случае, если аппарат встречал препятствие (касание двухконтактного бампера спереди), он самостоятельно делал маневр объезда: отход назад, поворот на некоторый угол, движение вперед.
Каждые 1,5 метра предусматривалась остановка для подтверждения правильности курса движения. Этот элементарный искусственный интеллект был необходим для марсианских подвижных аппаратов, так как сигнал от Земли до Марса идет от 4 до 20 минут, а это слишком долго для подвижного робота. К моменту прихода команд с Земли, ровер, возможно, уже вышел бы из строя.

Станция была запущена с космодрома Байконур при помощи ракеты-носителя Протон-К с дополнительной 4-й ступенью - разгонным блоком Д 28 мая 1971 года в 18:26:30 по московскому времени. Марс-3 был сначала выведен на промежуточную орбиту искусственного спутника Земли, а затем разгонным блоком Д переведён на межпланетную траекторию.
Полёт к Марсу продолжался более 6 месяцев. До момента сближения с Марсом полёт проходил по программе. Прилёт станции к планете совпал с большой пылевой бурей.
Спускаемый аппарат Марса-3 совершил первую в мире мягкую посадку на поверхность Марса 2 декабря 1971 года. Посадка начинается после третьей коррекции межпланетной траектории полета АМС и отделения спускаемого аппарата от орбитальной станции. Перед отделением станция Марс-3 была сориентирована так, чтобы спускаемый аппарат после отделения мог двигаться в требуемом направлении. Отделение произошло в 12 часов 14 минут московского времени 2 декабря 1971 года когда АМС подлетала к планете, до торможения орбитальной станции и перехода её на орбиту спутника Марса.
Через 15 минут сработал твёрдотопливный двигатель перевода спускаемого аппарата с пролётной траектории на траекторию встречи с Марсом. Получив дополнительную скорость, равную 120 м/с, спускаемый аппарат направился в расчетную точку входа в атмосферу. Затем система управления, размещенная на ферме, развернула спускаемый аппарат коническим тормозным экраном вперед по направлению движения, чтобы обеспечить правильно ориентированный вход в атмосферу планеты. Для поддержания спускаемого аппарата в такой ориентации во время полета к планете была осуществлена гироскопическая стабилизация. Раскрутка аппарата по продольной оси проводилась с помощью двух малых твердотопливных двигателей установленных на периферии тормозного экрана. Ферма с системой управления и двигателем перевода, ставшая теперь ненужной, была отделена от спускаемого аппарата.
Полет от разделения до входа в атмосферу продолжался около 4,5 часов. По команде от программно-временного устройства были включены два других твердотопливных двигателя, также расположенных на периферии тормозного экрана, после чего вращение спускаемого аппарата прекратилось. В 16 часов 44 минуты спускаемый аппарат вошел в атмосферу под углом близким к расчетному со скоростью около 5,8 километров в секунду и началось аэродинамическое торможение. В конце участка аэродинамического торможения еще на сверхзвуковой скорости полета по команде датчика перегрузки с помощью порохового двигателя, расположенного на крышке отсека вытяжного парашюта, был введен вытяжной парашют. Спустя 1,5 с с помощью удлиненного заряда разрезался торовый парашютный отсек, и верхняя часть отсека (крышка) была уведена от спускаемого аппарата вытяжным парашютом. Крышка, в свою очередь, ввела основной парашют с зарифленным куполом. Стропы основного парашюта крепились за связку твердотопливных двигателей, которые уже крепились непосредственно к спускаемому аппарату. Когда аппарат затормозился до околозвуковой скорости, то по сигналу от программно-временного устройства была проведена разрифовка - полное раскрытие купола основного парашюта.
Спустя 1-2 с был сброшен аэродинамический конус и открылись антенны радиовысотомера системы мягкой посадки. За время спуска на парашюте в течение нескольких минут скорость движения снизилась примерно до 60 м/с. На высоте 20-30 метров по команде радиовысотомера был включен тормозной двигатель мягкой посадки. Парашют в это время был уведен в сторону другим ракетным двигателем, чтобы его купол не накрыл автоматическую марсианскую станцию. Спустя некоторое время двигатель мягкой посадки выключился, и спускаемый аппарат, отделившись от парашютного контейнера, опустился на поверхность. При этом парашютный контейнер с двигателем мягкой посадки с помощью двигателей малой тяги был уведен в сторону. В момент посадки толстое пенопластовое покрытие защитило станцию от ударной нагрузки.
Посадка была осуществлена между областями Электрида и Фаэтонтия. Координаты точки посадки 45° ю.ш., 158° з.д. на плоском дне крупного кратера Птолемей, западнее кратера Реутов, и между малыми кратерами Белёв и Тюратам.
Мягкая посадка на Марс является сложной научно-технической задачей. Во время разработки станции Марс-3 рельеф поверхности Марса был малоизучен, сведений о грунте было крайне мало. Кроме того атмосфера очень разрежена, возможны сильные ветры. Конструкция аэродинамического конуса, парашютов, двигателя мягкой посадки выбраны с учетом работы в широком диапазоне возможных условий спуска и характеристик марсианской атмосферы причем их вес минимальный.

В течение 1,5 минут после посадки автоматическая марсианская станция готовилась к работе, а затем начала передачу панорамы окружающей поверхности, но через 14,5 секунд трансляция прекратилась. АМС передала только первые 79 строк фототелевизионного сигнала (правый край панорамы). Полученное изображение представляло собой серый фон без единой детали. То же самое повторилось со вторым телефотометром - однострочным оптико-механическим сканером. Впоследствии были выдвинуты несколько гипотез о том, что стало причиной внезапного прекращения сигнала с поверхности: предполагали коронный разряд в антеннах передатчика, повреждение аккумуляторной батареи и др. В наше время после уточнённых расчётов выдвинута версия, что причиной потери сигнала был уход орбитальной станции из зоны видимости антенны СА.

Орбитальная станция после отделения спускаемого аппарата выполнила 2 декабря 1971 года торможение и вышла на нерасчетную орбиту искусственного спутника Марса с периодом обращения 12 суток 16 часов 3 минуты (планировалась орбита с периодом обращения 25 часов. Расхождение фактического и запланированного периода обращения можно объяснить недостатком времени, который не позволил надлежащим образом оттестировать программное обеспечение системы автоматической навигации).
Более 8 месяцев орбитальная станция выполняла комплексную программу исследования Марса, совершив 20 витков вокруг планеты. АМС продолжала исследования до исчерпания азота в системе ориентации и стабилизации. ТАСС сообщил о завершении программы исследований Марса 23 августа 1972 года. В течение четырех месяцев поводились ИК-радиометрия, фотометрия, измерения состава атмосферы, магнитного поля и плазмы.

Марсианские хроники. Часть-1. Обзор всех марсианских миссий в истории исследования красной планеты. Как удачных, так и не очень.

В древние времена Марс был для людей одной из пяти «блуждающих» звёзд на небе. Тогда небесная сфера считалась жилищем богов и все видимые на нём объекты получали имена божеств и мифологических персонажей соответствующих культур.

В нашей культуре приняты названия небесных объектов, взятые в основном из древнегреческой мифологии. До времён Аристотеля древние греки называли Марс Фаэтоном, то есть «лучезарным». В IV в. до н.э. Аристотель дал ему имя бога войны Ареса, скорее всего, из-за его красноватого, при некотором воображении, кровавого цвета. Марс — соответствующий древнеримский бог войны.

С развитием астрономии, телескопостроения, а затем и астрофизики стало понятно, что Марс намного больше других планет напоминает Землю. А когда в конце XIX века американский астроном Персивал Лоуэлл в свой 61-см телескоп подробно рассмотрел «марсианские каналы» (увиденные в 1877 году итальянцем Джованни Скиапарелли) и составил карту Марса, все сомнения отпали — на Марсе есть жизнь!!!

Начался настоящий марсианский бум. А после выхода романа «Война миров» Герберта Уэллса, про нашествие марсиан на Землю, красная планета стала самой популярной и обсуждаемой даже среди простых обывателей. В общем, к началу космической эры у человечества просто «чесались руки» добраться до Марса и, если не поздороваться с братьями по разуму, то хотя бы найти там пару образцов внеземной жизни.

Поэтому, после запуска первого искусственного спутника Земли в 1957 году, запуск первого космического аппарата к Марсу долго ждать не пришлось..

Первым стартанул в гости к марсианам конечно же Советский Союз, даже раньше, чем в космос был отправлен первый человек. Правда, крайне неудачно..

	Марс 1960А В 1960 г. было создано две аналогичных Автоматических Межпланетных Станции (АМС) серии 1М для фотографирования Марса с пролётной траектории.	Запущен 10 октября 1960 года.Через 5 минут полёта из-за сбоя в системе управления, КА (Космический аппарат) отклонился от расчётной траектории. Ещё через полминуты сработала команда на выключение третьей ступени двигателя.В этот момент КА вместе с третьей и четвёртой ступенью ракетоносителя находился на высоте 120 км над Восточной Сибирью, где он успешно и сгорел в плотных слоях атмосферы. * КА — Космический Аппарат. * АМС — Автоматическая Межпланетная Станция.
	Марс 1960Б Брат-близнец предыдущего зонда — АМС 1М №2.	Запуск — 14 октября 1960 г.Ещё при старте возникла утечка жидкого кислорода из системы охлаждения, из-за чего замёрзло топливо. На 290-ой секунде полёта отказала всё та-же третья ступень ракетоносителя.Аппарат сгорел в атмосфере, так же как его предшественник, достигнув примерно на той же высоты.
	Марс 1962А (Sputnik 22) Автоматическая Межпланетная Станция (АМС) серии 2MB. Универсальная модель Космического аппарата, разработанная для исследования Марса и Венеры.	24 октября 1962 года.Аппарат удалось вывести на орбиту искусственного спутника Земли. Однако, из-за перегрева рессоры топливно-насосного агрегата взорвалась четвёртая ступень ракетоносителя, предназначенная для дальнейшего разгона КА и его вывода в межпланетное пространство.Взрыв произошёл над Аляской, и американцы первоначально восприняли это как ядерную атаку со стороны Советского Союза, что чуть не привело к третьей мировой войне.
	Марс-1 Схема космического аппарата «Марс-1» из журнала «Техника молодёжи» №6 за 1979 г. Автоматическая межпланетная станция типа 2МВ-4.	1 ноября 1962 г.Этот запуск оказался несколько удачнее предыдущих, КА даже удалось пролететь на расстоянии 197000 км от Марса. Однако, прислать на Землю фотографии Марса и другие данные о нём не удалось.Дело в том, что сразу после выхода на курс в сторону Марса, сломалась система ориентации аппарата. В последний момент удалось лишь развернуть его солнечными батареями к Солнцу. Это позволило поддерживать заряженными батареи электропитания и связь с КА в течение 4 месяцев. За это время «Марс-1» передал множество научных данных о свойствах космического пространства и солнечного излучения. Связь с ним была потеряна на 21 марта 1963 г. расстоянии 106 млн. км. от Земли. А вблизи Марса (примерно на расстоянии 197 тысяч км от его поверхности), согласно расчётам, он пролетел 19 июня того же года.
	Марс-1962B (Sputnik 24) АМС серии 2МВ	4 ноября 1962 г. В отличие от всех предыдущих АМС запущенных к Марсу, этот имел так же посадочный модуль. То есть, кроме фотографирования Марса с пролётной траектории, в этой миссии планировалась также посадка модуля на поверхность планеты. Но техника опять подвела..КА вышел на околоземную орбиту, но затем из-за недостаточной вибропрочности элементов управления произошло преждевременное отключение разгонного двигателя, и аппарат так и остался кружиться по несколько вытянутой орбите вокруг нашей планеты.Примерно через сутки, 5 ноября, он вошёл в плотные слои атмосферы и сгорел.
	Зонд-2 АМС серии 3МВ. Улучшенная и усовершенствованная с учётом предыдущего опыта АМС для изучения Марса и Венеры. Было создано 4 модификации: 2 для Марса, 2 для Венеры, с посадочным модулем и без.	30 ноября 1964 г.Станцию удалось вывести на околоземную орбиту и, затем разогнать в направлении Марса. Но в нужный момент не раскрылась одна из двух солнечных батарей. Из-за недостатка энергоснабжения не удалось должным образом откорректировать траекторию полёта станции.15 декабря солнечная батарея всё же открылась, но было уже поздно — аппарат слишком далеко отклонился от расчётной траектории и направить его на «правильный путь» было уже не возможно. Свою основную миссию «Зонд-2» не выполнил, но на нём было произведено успешное испытание новых плазменных двигателей. Это произошло 19 декабря 1964 г. Связь со станцией поддерживалась до начала мая 1965 г. Расчётная дата его неуправляемого пролёта возле Марса — 6 августа 1965 г.

Покорение Марса. Первый успех.

Удобный момент для запусков космических аппаратов к Марсу наступает примерно раз в два года или чуть больше, когда Земля и Марс находятся на своих орбитах в одном секторе относительно Солнца, то есть в периоды близкие к противостояниям Марса. Конец 1964 года как раз и был таким периодом, или «астрономическим окном» , как говорят специалисты.

К «астрономическому окну» 64-го года американское космическое агентство NASA так же «созрело» для запусков КА к Марсу. Причём удача в этом деле сопутствовала Америке в гораздо большей степени, чем Советскому Союзу, хотя тоже не обошлось без аварий:

С развитием науки и техники человечество неуклонно проявляет интерес к космосу. Одним из таких проявлений является изучение четвёртой планеты от Солнца, Марса .

Красная планета всегда будоражила умы учёных, исследователей и просто заинтересованных людей. И ведь не случайно! Поверхность Марса до сих пор малоизучена и является предметом споров и дискуссий на многих научных конференциях.

Исследование Красной планеты спускаемыми аппаратами

Знакомство человечества с Марсом датируется 60-ми годами XX столетия, когда учёные ведущих стран мира разработали специальные космические аппараты. Их главной целью являлся сбор данных и отправка их на Землю, для дальнейшего исследования. Космические аппараты состояли из орбитальной станции и спускаемого аппарата с автоматической марсианской станцией. Первыми на Марс спускались советские спускаемые аппараты «Марс-2» и «Марс-3» . Эти посадки нельзя назвать удачными. Первый аппарат разбился, второй – сел, однако передача данных длилась всего 14,5 секунд. Таковы были первые шаги по освоению неизведанного. Ввиду допотопности аппаратуры, недостатка знаний, просчётов конструкторов аппараты ломались, повреждались, теряли связь с Землей, и вследствие чего не выполняли тех функций, которые были на них возложены.

На фотографии спускаемые аппараты «Марс-2» и «Марс-3».

Первое изображение, переданное непосредственно с поверхности Красной планеты спускаемым аппаратом «Марс-3».

20 июля 1976 года американский спускаемый аппарат, автоматическая марсианская станция «Викинг-1» совершила посадку на Марс и уже через 25 секунд передала на Землю первый снимок Красной планеты. Проработала она чуть больше 6 лет. Связь с ней была прервана по причине ошибочной команды, отправленной с Земли.

Известный своим сериалом астроном и астрофизик Карл Саган позирует с моделью спускаемого аппарата «Викинг-1» в Долине Смерти, штат Калифорния, США.

Запуск «Викинг-1» с помощью ракеты-носителя «Титан/Центавр» 20 августа 1975 года во Флориде, США.

Первое панорамное изображение поверхности Красной планеты.

Цветное изображение заката на Марсе.

3 сентября 1976 года другой аппарат «Викинг-2» также начал передавать изображения с Марса. Передача шла вплоть до 11 апреля 1980 года, пока аккумуляторные батареи не вышли из строя.

На фото: «Викинг-2».

Снимок равнины Утопия, места приземления «Викинг-2».

Исследование поверхности Марса марсоходами НАСА

Шли годы, и вместе с ними научно-технический прогресс. В рамках программы НАСА по изучению Красной планеты, 4 декабря 1996 года на Марс отправилась ракета-носитель с марсоходом «Соджорнер» (с англ. sojourner – временный житель, проезжий). С 4 июля по 27 сентября 1997 года он передавал данные на спускаемую станцию «Марс Пасфайндер» (с англ. mars pathfinder – марсопроходец). Она действовала в роли ретранслятора. После того как она вышла из строя, местонахождение «Соджорнер» неизвестно. Может, он и сейчас бороздит по поверхности Марса и пугает марсиан:)

Небольшой марсоход «Соджорнер» весом 10,6 кг и размерами 65х48х30 (в см, Д×Ш×В).

Фотографии, снятые марсоходом «Соджорнер».

На заднем плане: марсианская посадочная станция «Марс Пасфайндер».

Далее в 2004 году на Марс был послан марсоход «Спирит» (c англ. spirit – дух). Более пяти лет он исправно собирал и отправлял данные на Землю. Однако 1 мая 2009 года марсоход застрял в мягком грунте Марса, высвободиться из которого ему не удалось. Почти год НАСА использовало его как стационарную платформу и исследовало окружающую местность. Потом общение с марсоходом «Спирит» прекратилось. За свою службу «Спирит» не только передал большое количество изображений, но и осуществил первое бурение на Красной планете, что открыло свежие горные породы для исследования; встретился с пыльным дьяволом (вихрем); пережил пыльную бурю.

Так выглядят марсоходы «Спирит» и «Оппортьюнити» (компьютерная графика).

Фотография следов колёс. 31 января 2009. Следы отличаются, поскольку одно из колёс уже не работает, и «Спирит» его просто волочит.

Марсианский пыльный дьявол.

Практически одновременно, спустя 21 день после марсохода «Спирит», на Марс спустился его близнец «Оппортьюнити» (c англ. opportunity – благоприятная возможность). Данный аппарат работает по сей день. Обновление программного обеспечения марсоходов «Спирит» и «Оппортьюнити» в 2007 году привело к тому, что они начали принимать решения самостоятельно, чем значительно сэкономили время учёным. Судьбу «Спирит» мы уже знаем. А вот «Оппортьюнити», по состоянию на 20 сентября 2016, проехал более 43 км, работая только на солнечных батареях.

7 июля 2003. Запуск ракеты-носителя «Дельта-2» с марсоходом «Оппортьюнити» на борту.

На его счету:

— первое обнаружение метеорита на Марсе,

— вызволение из песчаной дюны под названием Чистилище,

— опыт выживания в пыльной буре,

— выявление в облаках пылевой бури присутствие водяного льда,

— и самое главное, исследование камня «Эсперанс-6». Оно показало, что ранее, несколько миллиардов лет, он омывался пресной водой, пригодной для жизни живых организмов.

Пыльный вихрь «глазами» «Оппортьюнити».

Последним для настоящего времени на Красную планету совершил посадку марсоход «Кьюриосити» (с англ. curiosity – любопытство, любознательность), в августе 2012 года. Он до сих пор бороздит пески и дюны Марса, работая в тандеме с «Оппортьюнити». С точки зрения продуктивности, ожидаемости и окупаемости он – очень удачный проект.

Основной отличительной особенностью «Кьюриосити» является его вес – 899 кг. Он – самый крупный по сравнению со своими предшественниками. Также «Кьюриосити» – это автономная химическая лаборатория . В его арсенале есть:

— инструменты для дистанционного исследования;

— спектрометр для определения элементного состава породы и спектрометр для определения изобилия полезных ископаемых;

— ковш и сито для просеивания грунта для последующего его анализа;

— детектор оценки радиации (RAD);

— прибор для обнаружения водорода, водяного льда;

— ультрафиолетовый датчик и комплект метеорологических приборов;

— устройство для изучения атмосферной среды.

В общем, у него есть всё необходимое для достижения поставленных целей : установление, существовали ли когда-нибудь условия для жизни на Марсе; получение подробных сведений о климате и геологии планеты; подготовка к высадке человека на Марс.

Марсоход обладает высокой вездеходностью. Преграды высотой до 75 сантиметров для него не помеха. На нём установлены два одинаковых компьютера с радиационно-стойкой памятью для слежения за температурой марсохода, для отдачи приказов на вождение, для обработки данных и отправки их на спутник.

Источником энергии марсохода впервые служат не солнечные панели, как у предшественников, а радиоизотопный источник электроэнергии с производительностью 125 Вт.

За время работы марсохода «Кьюриосити» получены и обработаны данные, позволяющие утверждать, что когда-то на поверхности планеты была вода . Подтверждением тому – найденные следы древнего озера и русла ручья. Помимо этого, выяснилось, что на Марсе под сухим слоем грунта находится другой, с относительно высоким уровнем содержания воды.

Напоследок фотография инженеров и моделей всех трёх поколений марсоходов : «Соджорнер» (маленький), «Оппортьюнити»/«Спирит» (средний), «Кьюриосити» (большой).

Кроме этих новостей, есть и другие. В мае 2013 года в журнале Science появилась статья американских ученых, которые пришли к выводу, что в случае пилотируемого полёта к Марсу участники получат потенциально смертельную дозу космической радиации . Данный вывод основан на результатах анализа работы радиационного детектора RAD. Выходом из этой ситуации могут послужить специальные «убежища» на комических кораблях, защищающие от облучения, подытожили авторы статьи.

На сегодняшний день специалистами НАСА планируется первый полёт человека на Марс . Целью данной экспедиции является колонизация, расселение первых людей на Марсе, а также поиск ресурсов за пределами нашей планеты. Безусловно, это будет грандиозный проект в истории человечества!

На Марс межпланетный космический аппарат InSight с посадочным модулем. Его запуск был осуществлен ракетой-носителем Atlas V, стартовавшей с базы ВВС США Ванденберг (штат Калифорния). Редакция ТАСС-ДОСЬЕ подготовила справку о запусках к Марсу космических аппаратов.

Марс

Марс - четвертая от Солнца планета Солнечной системы, вращается по вытянутой (эллиптической) орбите. Свое название она получила в честь древнеримского бога войны. Часто Марс именуют Красной планетой из-за оттенка поверхности, вызванного высоким содержанием оксида железа.

Среднее расстояние Марса от Солнца составляет 227,9 млн км, период обращения вокруг него - 687 суток (вдвое больше земного). Средний радиус планеты - 3 тыс. 389,5 км (в 1,88 раз меньше земного - 6 тыс. 371 км), масса - 0,108 от земной. Сила притяжения на Марсе почти в три раза слабее земной. Период вращения вокруг своей оси равен примерно 24,5 земных суток. На Марсе, как и на Земле, происходит смена дня и ночи, а также сезонов.

Марсианская атмосфера разряженная и в основном состоит из углекислого газа (порядка 95,3%), в малых количествах присутствуют азот (2,7%), аргон (1,6%) и кислород (0,13%). Температура на поверхности планеты колеблется от -153 (зимой) до +20 (летом) градусов Цельсия. Характерны резкие перепады температуры в течение суток: днем +20, ночью -90 градусов.

У Марса два естественных спутника: Фобос и Деймос.

Причины научного интереса

Марс относится к земной группе планет Солнечной системы (помимо него и Земли в нее входят также Венера и Меркурий). Среди этой группы Марс наиболее схож с Землей. В его атмосфере, пусть и в малом количестве, содержится кислород. Присутствует вода - в полярных шапках в виде льда (слишком низкое атмосферное давление не позволяет существовать воде на поверхности в жидком виде). На этой планете, как и на Земле, есть вулканы. На Марсе наблюдаются извилистые долины и углубления, похожие на русла рек. Такие образования могут быть связаны с водной и ледниковой эрозией и свидетельствовать о том, что несколько миллиардов лет назад эта планета имела более плотную атмосферу и гидросферу. При этом, в отличие от Венеры с ее очень плотной и ядовитой атмосферой, Марс является более перспективным небесным телом для поиска следов жизни и возможной колонизации в будущем.

Отправка на Марс космических аппаратов сопряжена с трудностями: расстояние между Землей и Марсом колеблется от 55 млн км (когда обе планеты находятся по одну сторону от Солнца) до 400 млн км (когда Солнце находится между ними). Наиболее удобное время для запуска наступает во время сближения планет. Такие периоды происходят примерно раз в два года и длятся около трех месяцев. В предыдущий раз планеты сближались весной 2016 года (расстояние между ними составило 75,3 млн км). По состоянию на 5 мая между планетами 120 млн км.

Миссии к Марсу

Первым попытку запуска к Марсу предпринял в 1960 году Советский Союз. В рамках программы "Марсник" (от "Марс" и "Спутник") планировалось исследовать планету двумя зондами во время ее облета. Запуск аппаратов "Марс 1969А" и "Марс 1969Б" был проведен с Байконура 10 и 14 октября 1960 года. Однако оба были потеряны из-за аварий ракеты-носителя "Молния".

Первым аппаратом, пролетевшим рядом с планетой, стала советская автоматическая межпланетная станция "Марс-1" (запущена в 1962 году). По расчетам, 19 июня 1963 года она прошла на расстоянии 193 тыс. км от планеты. Однако миссия потерпела неудачу, так как связь с АМС прервалась еще до подлета к Красной планете.

Впервые фотографии марсианской поверхности были получены в 1965 году с американского зонда Mariner 4 (1964). 15 июля, облетая Марс, он подошел к планете на расстояние 9 тыс. 846 км.

Первым искусственным спутником Марса стал американский Mariner 9 (1971). Космический аппарат добрался до планеты 14 ноября 1971 года и почти год проводил исследования с ее орбиты. Mariner 9 впервые с близкого расстояния сфотографировал спутники Марса.

Первым аппаратом, достигшим поверхности планеты, стал 27 ноября 1971 года посадочный модуль советской АМС "Марс-2" (1971). На Марс планировалось спустить самоходный аппарат, который назывался "Прибор оценки проходимости - Марс" (ПрОП-М). Однако марсоход, на борту которого находился вымпел с изображением герба СССР, разбился при посадке.

Впервые мягкую посадку 2 декабря 1971 года удалось осуществить советскому "Марсу-3" (1971), который был идентичен предыдущему аппарату. Однако и второй советский марсоход был потерян, связь с ним прервалась спустя 14,5 сек. после начала работы из-за пылевой бури.

Первыми аппаратами, предназначенными для исследования одного из спутников Марса, были советские "Фобос-1" и "Фобос-2" - запущены 7 и 12 июля 1988 года соответственно. В проекте участвовали также ученые ряда европейских стран. С первым аппаратом была потеряна связь на пути к Марсу, второму удалось передать 37 изображений Фобоса.

Первую успешную миссию марсохода удалось осуществить США. Sojourner (1996) был спущен на поверхность Марса 4 июля 1997 года. Он проработал около трех месяцев и преодолел расстояние почти 100 м, передал 550 фотографий и проанализировал 15 химических проб с поверхности. Всего на Марсе работали четыре марсохода - все американские. В 2010 году завершил свою миссию Spirit. До сих пор функционируют Opportunity (с января 2004 года) и Curiosity (с августа 2012 года).

В настоящее время с орбиты планеты ведут исследования шесть земных космических аппаратов. Среди них три американских: Mars Odyssey (с октября 2001 года), Mars Reconnaissance Orbiter (MRO; с марта 2006 года), MAVEN (с сентября 2014 года). А также европейский Mars Express (с декабря 2003 года) и индийский "Мангальян-1" (с сентября 2014 года). В 2018 году к ним присоединился орбитальный модуль TGO российско-европейской миссии ExoMars-2016, который после завершения серии сложных маневров занял в начале апреля свою рабочую орбиту.

Всего за всю историю освоения космического пространства к 5 мая 2018 года с Земли к Марсу было отправлено 44 миссии автоматических космических аппаратов разных стран. Из них 16 миссий - успешные, семь - частично успешные, 21 миссия потерпела неудачу. По 20 миссий на счету США (15 успешных и пять неудачных) и СССР/России (шесть частично успешных, включая совместный с Европейским космическим агентством, ЕКА, проект ExoMars-2016, и 14 неудачных). У ЕКА - две частично успешных миссии, в том числе ExoMars-2016 (совместно с Россией). По одной миссии у Индии (успешная), Китая (неудачная) и Японии (неудачная).

Дальнейшие планы

На 2020 год, когда будет очередное сближение нашей планеты с Марсом, запланировано несколько миссий разных стран:

• начнется второй этап российско-европейского проекта ExoMars, предусматривающий доставку на поверхность планеты спускаемого модуля с посадочной платформой и автономным марсоходом Pasteur;
• США собираются запустить пятый планетоход - Mars 2020 Rover;
• Индия намеревается отправить к Красной планете второй зонд "Мангальян-2";
• Китай планирует осуществить миссию, включающую исследование Марса с помощью орбитального аппарата и марсохода;
• Объединенные Арабские Эмираты (ОАЭ) совместно с США готовятся отправить к планете свой первый аппарат Mars Hope.

В 2022 году может состояться запуск японской автоматической станции с целью доставки грунта со спутников Марса - Фобоса и Деймоса (в рамках проекта Phobos/Dеimos Sample Rеturn). В 2024 году Россия собирается повторить попытку по забору образцов вещества с Фобоса (проект "Бумеранг"/"Экспедиция-М"), предыдущая подобная миссия ("Фобос-Грунт") потерпела неудачу в 2011 году.

Кроме того, в планы входит осуществление полета человека на Марс. Пилотируемые марсианские миссии рассматривается космическими ведомствами России (может быть осуществлен не ранее 2030 года) и США (к 2030 году), а также ЕКА (до 2033 года). В феврале 2017 года власти ОАЭ объявили о проекте строительства первого мини-города на Красной планете - "Марс 2117" - в сотрудничестве с ведущими международными организациями и научно-исследовательскими институтами. Существуют также частные инициативы по пилотируемым миссиям на Красную планету.

Еще многие сотни лет назад Марс привлекал внимание и ученых, и обывателей со всего мира. Ему поклонялись, его боялись, но всегда хотела узнать, что он в действительности из себя представляет. Со времен, когда люди начали исследование Марса, прошло не так много времени, но накопленный научный материал уже позволяет составить представление о том, что это за планета.

Причины научного интереса

Среди планет солнечной системы Марс считается наиболее близким по условиям к Земле, однако главные вопросы относительно этой планеты еще не решены.

• На поверхности Марса раньше было много воды в жидком состоянии, а климат можно было назвать теплым. Затем произошло нечто, из-за чего водоемы на планете исчезли, а климат резко стал сухим. Ученые хотят выяснить причины произошедшего, это стало основной целью исследования Марса.
• Второй важнейшей целью исследований Марса является построение его детальной модели. Сейчас ничего не известно о внутреннем Марса, почти нет данных о поверхности планеты, физических и химических процессах. Это важнейшие данные для понимания перспектив использования Марса.
• Третья цель исследования связана с поиском ответа на вопрос — есть ли на Марсе, и если нет, то существовала ли когда-то.
• Последней целью является освоение планеты. Марс представляется наиболее подходящей для освоения и в будущем.

Исследование Марса с помощью телескопов

В 1610 Галилео Галилей положил основу изучения планеты, проведя первое исследование Марса с помощью созданного им же телескопа. Тогда впервые были обнаружены и зафиксированы такие особенности рельефа, как вулканы и марсианские каналы.

Последователями Галилея были открыты следующие факты о планете:

• Ученые увидели пятно моря Сырт. Наблюдения за ним позволили вычислить, что год на Марсе длится 687 земных суток, а полный оборот планета совершает за 24,5 часа.
• Были обнаружены полярные ледяные шапки и зависящие от времени года периоды их таяния.
• Были созданы первые карты Марса.
• Наблюдения за преломлением света в атмосфере Марса позволили предположить наличие воды в его атмосфере.
• Обнаружены Марса – Фобос и Деймос.

Дистанционные исследования Марса с помощью космических аппаратов

Благодаря космическим исследованиям планеты в 1920-е годы удалось установить, что на всей территории Марса преобладают суровые пустынные условия. Уже тогда стало ясно, что человеку будет тяжело освоить территории планеты, в отличие от техники, которую можно создать подходящей для нахождения там.

Советский зонд Марс-1 стал первым, созданным аппаратов, целью которого было достичь поверхность Марса для научных исследований. Но миссия потерпела неудачу. С 1960 по 1969 годы три зонда вышли из строя еще на старте, три не вышли на околоземную орбиту, один не был способен приземлиться на территорию Марса. Два зонда оказались недееспособны, когда достигли орбиты планеты.

В программу исследования Марса СССР входили не только спускаемые аппараты, но и орбитальные зонды. Их целью было достижение орбиты Марса и отправление сигналов на Землю, в том числе и передача фото поверхности планеты, данных о радиации и атмосфере. Однако все зонды такого типа рано или поздно пропадали с локаторов советских ученых.
После первых неудач СССР разработали более многофункциональные автоматические аппараты, Марс-2 и Марс-3. Цель этих машин заключалась в курсировании вокруг Марса и совершении посадки. Запуск состоялся в 1971 году, сигналы с машин поступали до марта 1972 года, позволив советским ученым таким образом собрать хороший научный материал: 60 фотографий, позволяющим воссоздать рельеф Марса, узнать особенности гравитации и магнитных полей планеты.

После удачных запусков СССР отправляли еще 4 зонда, 3 из которых отправили данные на Землю. Марс-4 пролетел по радиусу планеты на расстоянии 2200 км, впервые была зафиксирована ионосфера марсианских ночей.

Программы НАСА

История исследования Марса для НАСА началась в 1964 году, когда были запущены два космических аппарата. Успешным оказался второй, Mariner 4, который в 1965 пролетел мимо планеты и сделал первое фото Марса крупным планом. Кроме того, расположенный на аппарате магнитофон передал ученым информацию об ударных кратерах. В ходе этой первой успешной миссии были собраны данные для подготовки новых машин для отправления на Марс.

В следующие года на основе исследований 1964 года были сделаны попытки отправки зондов, однако удачным оказалась только отправка Mariner 9, который впервые успешно вышел на орбиту Марса. Однако во время прибытия к Марсу его ожидала песчаная буря, не позволяющая детально исследовать планету. В этот период аппарат занимался изучением спутника с помощью космических аппаратов. Были сделаны важные открытия, связанные с Фобосом.

Когда погода на планете наладилась, аппарат сделал первые качественные фото, доказавшие, что на Марсе когда-то могла течь вода. Также был обнаружен вулкан, названный Олимпом, — это самая высокая гора в Солнечной системе.

Программа Viking

В 1975 году в рамках этой программы были запущены корабли Viking 1 и 2. Это были первые аппараты, успешно приземлившиеся и работавшие на поверхности Марса.
Учеными были заданы следующие задачи наблюдения и передачи данных о Марсе: фиксация метеорологических, сейсмических и магнитных свойств планеты, а также отчеты о биологических экспериментах на борту Викинга.

Были обнаружены устья рек, размытые долины, признаки выпадения дождей в прошлом. Некоторые из данных даже свидетельствуют о наличии признаком микробной жизни на Марсе.

Станция Марс Масфайндер

4 июля 1997 года американский корабль Марс Масфайндер приземлился на марсианской станции. На своем борту он привез первого робота для изучения поверхности планеты. Аппарат кроме того проверял в действии множество новых технологий: систему подушек безопасности, автоматические системы предотвращения препятствий. Данный аппарат стал подготовкой к более масштабному исследованию.

Mars Global Surveyor

Этот новый космический аппарат, запущенный 12 сентября 1997 года, стал первым полностью успешным проектом за последние двадцать лет. Первый этап работы аппарата, начавшийся в 1999 году, заключался в первичной картографической экспедиции и продлился один марсианский год, что равняется двум земным.

Полученные в ходе этого исследования данные превосходили по качеству и количеству информацию, полученную за весь период научного изучения Марса. В данный момент эти данные находятся в общем доступе.

Этот аппарат продолжил исследование водного вопроса планеты. Благодаря ему ученые выдвинули следующую гипотезу: на марсе есть вода в жидком виде, но она сосредоточена под поверхностью воды. Однако иногда происходит ее выход на поверхность, что приводит к появлению размытых каналов и оврагов.

Продолжались и изучения магнитного поля Марса. Были получены данные, свидетельствующие о локализации источников магнитного поля не в ядре планеты, а в ее коре.
В 2006 аппарат потерял связь с Землей, и что с ним сейчас – до сих пор неизвестно.

Марс Одиссея и Марс Экспресс

В 2001 году Марс Одиссея прибыл на Марс с целью обнаружить воду на планете. Уже в следующем году аппарат обнаружил большое количество водорода, что свидетельствует о нахождении больших залежей льда в нескольких метрах от поверхности под землей.

В 2003 Европейское космическое агентство запускает с Байконура Марс Экспресс, оснащенный механической рукой и спектрометром, что позволило машине исследовать почву под поверхностью для поиска биосигналов. Как и предыдущие исследования НАСА, Марс Экспресс подтвердил наличие водяного пара и углекислого газа на южном полюсе планеты. Позже были найдены 2 американских аппарата, утративших связь с Землей.

Орбитальное распознавание Марса

В 2005 под руководством Локхида Мартина в Лаборатории реактивного движения был построен многоцелевой космический корабль стоимостью 720 миллионов долларов. В 2006 он достиг марсианской орбиты.

Этот современный аппарат и сегодня занимается анализом почвы и рельефом благодаря чувствительным камерам на борту. Он изучает марсианскую погоду, тестирует телекоммуникационные системы, служит передатчиком информации с поверхности планеты.

К последним его целям относится работа в качестве спутника для новейших миссий на Марсе.

Фобос-Грунт

Фобос-Грунт – это миссия Роскосмоса, начатая 8 ноября 2011. Ее цель состояла в извлечении образца Фобоса для его дальнейшего отправления на Землю и размещении на орбите Марка китайского зонда. Однако миссия потерпела поражение и аппарат не смог выйти за пределы околоземной орбиты.

Curiosity марсоход и орбитальная миссия MAVEN

В 2012 году на Марс высадился марсоход Curiosity. Он привез на Марс инструменты и аппаратуру, предназначенную для поиска условий для жизни на планете.

Для передачи информации НАСА так же был запущен MAVEN, который сейчас находится на орбите Марса и помогает поддерживать связь между техникой на Марсе и учеными на Земле.

Миссия Орбита Марса

В 2014 году на орбиту Марса был успешно доставлен Мангальян, первый в истории азиатский аппарат, успешно показавший себя в исследовании Марса.

Помимо главной цели – демонстрации развивающихся восточных технологий, аппарат изучает атмосферу Марса и передает данные о ней на Землю. Главное достижение проекта — его низкая цена, 71 млн. долларов.

Другие попытки азиатских стран принять участие в программе изучения Марса, оказались неудачными и были предприняты Китаем и Японией.

Ситуация в настоящее время

1. Всего к Марсу было отправлено 44 миссии. Из них 16 успешных, 7 – частично успешных, 21 – неудачных.
2. На орбите Марса расположены 6 космических аппаратов: 3 американских, европейский, индийский и российско-европейский.
3. На поверхности планеты работают 2 американских марсохода
4. Главное направление работы сегодня – изучение биологических следов на Марсе и перспектив жизни на нем.

Дальнейшие планы в изучении Марса

Следующее сближение Марса и Земли произойдет в 2020 году. Все страны-участники марсианской программы активно готовятся к этому моменту.

• Создание разведочного аппарата для экипажа «Орион». Данный аппарат призван изучить условия пребывания астронавтов на Марсе, подготовить следующие шаги для освоения Марса как места обитания человека. В данный момент проводится подготовка людей для будущей отправки на Марс, изучаются всевозможные сложности от технических, до психологических. Старт миссии разведывательного аппарата назначен на 2020 год. Момент отправления человека назначен на 2030 год.
• Второй этап российско-европейской миссии проекта ExoMars. В 2020 также планируется доставка на поверхность планеты нового марсохода
• Индия планирует доставить на орбиту Марса свой второй зонт
• Китай хочет стать полноправным участником марсианской программы и отправить свой зонд и марсоход.
• ОАЭ и США готовят совместную миссию по отправке аппарата Mars Hope
• В 2022 Япония планирует запустить программу, позволяющую доставить на Землю грунт с Фобоса и Деймоса.
• 2024 назначен годом отправки российского аппарата по сбору образцов грунта со спутников Марса.

Таким образом, история исследования Марса – это сложный путь побед и поражений, ведь каждая третья миссия заканчивалась неудачей. Даже сейчас не все проекты оказываются успешными, и дорогое оборудование, в которое вложены силы многих ученых, становится очередным космическим мусором.

Тем временем отправление на Марс человека намечено уже на 30-е годы. Ученым всего мира нужно объединить усилия, чтобы первый полет человека стал мировым достижением, а не трагедией. Ведь заселение космоса открывает огромные перспективы существования человечества в целом.