3 marca

3 marca 3 marca Ogólne dane

Organizacja	ZSRR
Pole	Obserwacja Marsa
Rodzaj misji	orbiter i lądownik
Uruchomić	28 maja 1971
Wyrzutnia	Proton -K z blokiem D.
Koniec misji	22 sierpnia 1972
Identyfikator COSPAR	1971-049A

Charakterystyka techniczna

Msza przy starcie	4650  kg

Wysoka eliptyczna orbita

Orbita	Orbita koncentruje się na Marsie od 2 grudnia 1971 roku
Perycentrum	1500  km
Apoapsis	21140  km
Kropka	12,79  d
Nachylenie	60 °

Mars 3 to radziecka sonda kosmiczna wystrzelona28 maja 1971, bliźniak Marsa 2 (wystrzelony kilka dni wcześniej, w dniu19 maja, którego lądownik rozbił się na powierzchni planety).
Mars 3 zawiera orbiter i lądownik przeznaczony do eksploracji planety Mars . Po pomyślnym wycentrowaniu orbity wokół Marsa uwolnił lądownik, który 2 grudnia tego samego roku dotarł w nienaruszonym stanie na marsjańską ziemię w pobliżu Sirenum Fossae dzięki spadochronowi i rakietom retro .

Lądownik Mars 3 to pierwsza sztuczna jednostka, która z powodzeniem wylądowała na Marsie. Jednak zaledwie dwadzieścia sekund po rozmieszczeniu instrumentów doznał awarii, co dało mu czas na przesłanie ciemnego i rozmytego obrazu planety, uniemożliwiając w ten sposób dostarczanie informacji naukowych.

Kontekst

Już w 1960 roku Związek Radziecki, który w przeciwieństwie do Stanów Zjednoczonych posiadał już wówczas potężne wyrzutnie potrzebne do międzyplanetarnych misji eksploracyjnych, wysłał na Marsa dwie sondy . Celem sond jest fotografowanie powierzchni planety, ale także badanie środowiska międzyplanetarnego i jego wpływu na wyposażenie pokładowe. Ale dwie próby Marsnika 1 (Marzec 1960A) uruchomiono 10 października 1960i Marsnik 2 (Marzec 1960B), uruchomiony cztery dni później, nie powiódł się z powodu awarii programu uruchamiającego.

W 1962 roku podjęto trzy nowe próby. Plik24 października 1962, Sputnik 22 (również nazwanyMarzec 1962A) wybucha podczas manewru wprowadzenia na orbitę Ziemi. Osiem dni później Mars 1 , który musi przelecieć nad Marsem, aby wykonać zdjęcia jego powierzchni i przesłać dane o strukturze atmosfery, a także o promieniowaniu kosmicznym, udaje się uciec przed przyciąganiem Ziemi, ale będąc w połowie drogi od celu, sonda nagle przerywa komunikację. Plik4 listopada 1962, Sputnik 24 (Marzec 1962B), który przenosi pierwszy kiedykolwiek zaprojektowany lądownik, nie przechodzi wtrysku na orbitę tranzytową. W 1964 roku ZSRR podjął nową próbę wypuszczenia Zond 2 , the30 listopada 1964, ale połączenia z sondą są tracone, gdy sonda jest w drodze na Marsa.

NASA wchodzi wyścigu do marca z uruchomieniem Mariner 35 listopada 1964ale wadliwe wyrzucenie owiewki powoduje niepowodzenie misji. Wreszcie jest to Mariner 4 wystrzelony28 listopada 1964 który po raz pierwszy udaje się przelecieć nad planetą po 8 miesiącach tranzytu: sonda dostarcza pierwsze szczegółowe obrazy dalej 14 lipca 1965który odsłania krajobraz kraterów i odczytuje ciśnienie atmosferyczne i temperaturę powierzchni, odnotowując jednocześnie brak pola magnetycznego. Mariner 6 i Mariner 7 , wystartowały24 lutego 1969 i 27 marca 1969zakończyć ten sukces, ale uzyskane wyniki są przesłonięte przez pierwsze kroki człowieka na Księżycu . Dwie nowe amerykańskie sondy zostały wystrzelone podczas następującego okna startowego w 1971 roku: Mariner 8 nie dotarł na orbitę okołoziemską, ale Mariner 9 wystartował na30 maja 1971udaje się po pierwszej orbicie sondy wokół planety innej niż Ziemia. W Orbiter wykonuje kompletne odwzorowanie powierzchni Marsa, przesyła pierwsze szczegółowe zdjęcia wulkanów, Valles Marineris , czapki polarne i Fobos i Deimos satelity i ujawnia również istnienie globalnych sztormów .

W 1971 roku , krótko po upadku Cosmos 419 Dziesięć lat po pierwszym Mars 1 sondy , Sowieci pomyślnie uruchomiony Mars 2 i 3 marca na19 maja 1971 i 28 maja 1971. Każda z tych dwóch sond niesie ze sobą orbiter, który należy umieścić na orbicie wokół Marsa oraz lądownik, który musi wylądować na marsjańskiej ziemi.

Cele

Misją orbiter Marsa 2 jest sfotografowanie ziemi i chmur marsjańskich, określenie temperatury na Marsie, zbadanie topografii. Musi zbadać skład i właściwości fizyczne powierzchni, zmierzyć właściwości atmosfery, a także promieniowanie słoneczne, wiatr słoneczny i pola magnetyczne w przestrzeni marsjańskiej i międzyplanetarnej. Orbiter musi również działać jako przekaźnik między lądownikiem a Ziemią.

Lądownik musi wykonać udane miękkie lądowanie na planecie Mars. Musi zwracać zdjęcia powierzchni oraz dane dotyczące warunków pogodowych, składu atmosfery oraz mechanicznych i chemicznych właściwości gleby.

Charakterystyka techniczna

Mars 3, podobnie jak jego bliźniaczy Mars 2, stanowi nową generację sondy kosmicznej. Sonda o całkowitej masie 4650 kg w momencie startu (łącznie z paliwem) ma 4 metry wysokości przy rozpiętości skrzydeł 5,9 metra przy rozłożonych panelach słonecznych. Obejmuje z jednej strony orbiter przeznaczony do umieszczenia na orbicie wokół Marsa, az drugiej strony lądownik, który musi wylądować na marsjańskiej ziemi.

Orbiter

Pełen paliwa orbiter waży 3440 kg. Składa się z centralnej konstrukcji, w której znajdują się zbiorniki paliwa i utleniacza. Główny silnik rakiety jest zamontowany na przegubie przymocowanym do podstawy cylindra. Moduł zejściowy znajduje się w górnej części zbiornika. Dwa panele słoneczne rozciągają się po obu stronach zbiornika centralnego. Antena o dużym wzmocnieniu w kształcie paraboli o średnicy 2,5 metra jest przymocowana z jednej strony zbiornika i zapewnia szybką komunikację przy użyciu częstotliwości 928,4  MHz . Instrumenty naukowe i system nawigacji są zainstalowane na obwodzie zbiornika. Anteny, które zapewniają łączność z lądownikiem, są przymocowane do paneli słonecznych. Trzy anteny o niskim zysku zapewniające niską prędkość komunikacji są umieszczone w pobliżu czaszy satelitarnej.

Naukowe oprzyrządowanie orbitera

Naukowe instrumenty orbitera Mars 3 są przeważnie instalowane w szczelnie zamkniętym przedziale. Oni rozumieją :

• podczerwieni Radiometr pracuje w paśmie od 8 do 40 mikronów, który należy zmierzyć temperaturę marsjańskiej gleby (do -100  ° C ). Przyrząd ma masę 1  kg  ;
• podczerwieni fotometru do pomiaru absorpcji atmosferycznym wody pary do 1,38 mikrona, w celu określenia jego stężenia;
• fotometr nadfioletowy działający w trzech różnych pasmach widmowych do wykrywania atomowego wodoru , tlenu i argonu w górnych warstwach atmosfery;
• czujnik pracujący w paśmie alfa serii Lyman , odpowiedzialny za wykrywanie wodoru w górnych warstwach atmosfery;
• fotometr działający w sześciu pasmach widmowych domeny widzialnej między 0,35 a 0,70 mikrona;
• podczerwieni spektrometr operacyjny w środkach zespołu 2,06 mikrona linia absorpcję dwutlenku węgla, co pozwala na oszacowanie obfitości drugi w pobliżu osi urządzenia. Ta informacja umożliwia określenie optycznej grubości atmosfery i wywnioskowanie z niej wypukłości;
• teleskopem i Radiometr należy zmierzyć współczynnik odbicia od powierzchni, a atmosferę w świetle widzialnym (0,30 do 0,60 mikrometrów), współczynnik odbicia radiowej powierzchni (3,4 centymetra) i stałej dielektrycznej na głębokości od 35 do 50 cm;
• dwie kamery zawierające różne filtry i mające tę samą linię wzroku wykonują obrazy o rozdzielczości 1000 × 1000 pikseli i rozdzielczości od 10 do 100 metrów / piksel . : kamera wąskopolowa (4 °) o ogniskowej 350  mm i kamera szerokokątna o ogniskowej 52  mm  ;
• podczas lotu pomiary promieniowania kosmicznego i wiatru słonecznego wykonywane są za pomocą ośmiu czujników wąskopolowych. Są one rozprowadzane po całym orbiterze i mierzą prędkość, temperaturę i skład wiatru słonecznego dla cząstek, których energia waha się między 30 a 10 000 eV  ;
• trójosiowy magnetometr zamontowany na końcu masztu zainstalowanej na jednym z paneli słonecznych, muszą zmierzyć interplanetarnej pola magnetycznego , a także możliwy Martian pole magnetyczne;
• francuski eksperyment naukowy o nazwie Stereo 1, odpowiedzialny za pomiar promieniowania słonecznego w paśmie VHF w połączeniu z pomiarami wykonanymi z Ziemi na stacji RadioAstronomie w Nançay. Celem jest zbadanie kierunkowości burz słonecznych poprzez obserwację ich jednocześnie z dwóch odległych punktów w przestrzeni. Czujnik jest zainstalowany na jednym z paneli słonecznych;
• Eksperyment z okultacją radiową powinien umożliwić analizę marsjańskiej atmosfery poprzez badanie jej wpływu na emisje radiowe, gdy sonda ma zamiar przejść lub wynurzyć się zza planety, a atmosfera znajduje się między sondą a Ziemią.

Moduł zejścia

Moduł zejścia z Marsa znajduje się na szczycie platformy orbity, naprzeciw układu napędowego. Zawiera podwozie w kształcie kuli o średnicy 1,2 metra, zwieńczone stożkową osłoną o średnicy 2,9 metra, która również odpowiada za hamowanie aerodynamiczne, system spadochronowy i rakiety retro. Całkowita masa modułu zniżania z pełnym zbiornikiem paliwa wynosi 1210 kg, z czego 358  kg odpowiada samemu podwoziu. Mikrosilniki wykorzystujące azot zapewniają kontrolę orientacji. Na szczycie lądownika znajduje się spadochron główny i pomocniczy, silniki odpowiedzialne za rozpoczęcie lądowania oraz wysokościomierz radarowy. Wstrząs podczas lądowania jest amortyzowany za pomocą pianki. Lądownik kulisty ma 4 trójkątne płatki, które otwierają się po wylądowaniu, w razie potrzeby podłączając kapsułę i umieszczając sprzęt naukowy na wolnym powietrzu.

Sonda zawiera dwie kamery telewizyjne, które mogą wykonywać panoramiczny widok 360 ° ziemi, spektrometr mas do badania składu atmosfery. Posiada również stację meteorologiczną do pomiaru temperatury, ciśnienia i prędkości wiatru, a także sprzęt do badania właściwości chemicznych i mechanicznych powierzchni Marsa. Posiada również sprzęt, który musi wyszukiwać związki organiczne i oznaki życia wysyłane do orbitera, który przelatuje nad nimi, a następnie przesyła je z powrotem na Ziemię. Wszystkie urządzenia wykorzystują energię elektryczną z akumulatorów ładowanych przez orbiter przed separacją. Temperatura jest kontrolowana za pomocą warstw izolacji termicznej i zestawu grzejników. Lądownik jest sterylizowany przed startem, aby uniknąć zanieczyszczenia środowiska marsjańskiego.

Łazik Prop-M

Lądownik Mars 3 jest wyposażony w małego robota kroczącego o nazwie PROP-M. Robot ma masę 4,5  kg i jest połączony z lądownikiem kablem telekomunikacyjnym. Robot może poruszać się na „nartach” w granicach wyznaczonych przez długość kabla, czyli 15 metrów. Łazik jest wyposażony w penetrometr dynamiczny i densytometr promieniowania. Ciało robota ma kształt prostokąta z wypukłością pośrodku. Obie narty są przymocowane z boku i utrzymują korpus lekko nad ziemią. Na froncie korpusu znajdują się listwy, które pozwalają wykrywać przeszkody. Robot musiał zostać postawiony na ziemi za pomocą ramienia, poruszać się w polu widzenia kamery i dokonywać pomiarów co 1,5 metra. Ślady pozostawione w ziemi przez robota pozwoliłyby określić jego właściwości mechaniczne.

Przebieg misji

Sonda Mars 3 zostaje uruchomiona 28 maja 1971wyrzutnia ciężki Proton stosując wyższą rodzaj podłogi blok D . Wykonywana jest korekta kursu8 czerwcapodczas tranzytu między Ziemią a Marsem. Moduł zejścia rozdziela się2 grudnia 1971 o 9:14 czasu UTC z orbitera, 4 godziny 35 minut przed dotarciem do Marsa.

Orbiter stracił część paliwa podczas tranzytu między Ziemią a Marsem, a to, co zostało, nie pozwala mu zmieścić się na 25-godzinnej orbicie zgodnie z planem. Główny silnik orbitera udaje się tylko wprowadzić maszynę na bardzo eliptyczną orbitę trwającą 12 dni i 19 godzin przy nachyleniu 48,9 ° podobnym do tego z Marsa 2. Orbiter mimo wszystko gromadzi i przesyła liczne dane naukowe pomiędzygrudzień 1971 i Marzec 1972 Transmisje radiowe trwały do ​​sierpnia 1972 r., kiedy sowieccy urzędnicy ogłosili koniec misji orbitera i Marsa 2. Następnie Mars 3 wykonał 20 orbit, podczas gdy Mars 2, któremu udało się umieścić na planowanej orbicie, dokonał 362 obrotów planety.

Zejście na Marsa

Moduł zejścia oddziela się od orbitera na 2 grudniao 9:14 UTC. Silnik modułu opuszczania włącza się 15 minut później, aby obrócić osłonę do przodu. O 13:47 UTC, zstępujący moduł wszedł w atmosferę Marsa z prędkością około 5,7  km na sekundę iz częstością mniejszą niż 10 °. Następnie otwiera się spadochron hamulcowy, a następnie spadochron główny, który pozostaje zamknięty do momentu, gdy prędkość przestanie być naddźwiękowa. Następnie wysuwa się osłonę termiczną i włącza wysokościomierz radarowy. Na wysokości od 20 do 30 metrów, przy wciąż prędkości od 60 do 110  m / s , zwalnia się główny spadochron, a mała rakieta odpycha go na bok, aby nie spadł z powrotem na lądownik. Wyzwalane są rakiety retro, które spowalniają maszynę, zanim wejdzie ona w kontakt z marsjańską glebą. Cała sekwencja ponownego wejścia w atmosferę trwa nieco ponad 3 minuty.

Mars 3 wylądował z prędkością około 20,7  m / s ( 75  km / h ) o godzinie 13:50 UTC na 45 ° szerokości południowej i 158 ° długości zachodniej. Wewnątrz kapsuły znajdują się amortyzatory, które muszą pozwolić sprzętowi przetrwać wstrząs. Cztery płatki zamykające przedział otwierają się i lądownik zaczyna nadawać o 13:52 UCT ( MSD 34809 3:06 AMT, 11 Libra 192 Darien ), 90 sekund po wylądowaniu. Jednak 20 sekund po rozpoczęciu transmisji pierwszego obrazu wykonanego przez kamery łącze zostaje przerwane. Pochodzenie blackoutu nie jest znane, ale może być związane z burzą piaskową, która trwa od jakiegoś czasu na całej planecie. Niekompletne częściowe zdjęcie wykonane w bardzo słabych warunkach oświetleniowych (50 luksów ) jest jedynym wynikiem, jaki może przesłać lądownik.

3 marca Wiking 1 Viking 2 Mars Pathfinder Duch Okazja Feniks Ciekawość Wytrwałość Beagle 2 Schiaparelli Wgląd 6 marca 2 marca

Pozycja Marsa 3 względem innych sond kosmicznych, które wylądowały na Marsie.

Wyniki naukowe

3 marca przesłano łącznie 60 zdjęć, które pokazują szczyty przekraczające 22  km . Przyrządy sondy wskazują na obecność atomów wodoru i tlenu w górnej warstwie atmosfery. Temperatura powierzchni oscyluje między -110  ° C a + 13  ° C , ciśnienie powierzchniowe między 5,5 a 6 milibarów, a gęstość pary wodnej jest 5000 razy niższa niż w atmosferze ziemskiej. Podstawa jonosfery zaczyna się na wysokości od 80 do 110  km . Kurz unoszony przez burze unosi się na wysokość 7  km . Zebrane dane pozwalają na sporządzenie mapy rzeźby powierzchni oraz dostarczenie informacji o marsjańskiej grawitacji i polach magnetycznych.

Uwagi i odniesienia

1. Obrazy radzieckiego Marsa
2. "  National Space Science Data Center: Mars 3  " , NASA (dostępny 5 marca 2011 )
3. "  National Space Science Data Center: Mars 3 Lander  " , NASA (dostępny 05 marzec 2011 )
4. Philippe Labro, „  The Soviet probes 1971  ” (ostatnia wizyta 5 marca 2011 )

Bibliografia

• (en) Frédéric W. Taylor, The Scientific Exploration of Mars , Cambridge, Cambridge University Press ,2007, 348  str. ( ISBN  978-0-521-82956-4 , 0-521-82956-9 i 0-521-82956-9 ).
• Francis Rocard, Czerwona Planeta: najnowsze wiadomości z Marsa ( 2 nd edition) , Paryżu, Dunod - Quai des Sciences, 2003-2006, 257  s. ( ISBN  978-2-10-049940-3 i 2-10-049940-8 )
• (en) Paolo Ulivi i David M Harland, Robotic Exploration of the Solar System Part 1 The Golden Age 1957-1982 , Chichester, Springer Praxis,2007, 534  s. ( ISBN  978-0-387-49326-8 )
• (en) Brian Harvey, Russian Planetary Exploration: History, Development, Legacy and Prospects , Berlin, Springer Praxis,2007, 351  str. ( ISBN  978-0-387-46343-8 , czytaj online )
• (pl) Brian Harvey i Olga Zakutnayaya, Rosyjskie sondy kosmiczne: odkrycia naukowe i przyszłe misje , Springer Praxis,2011( ISBN  978-1-4419-8149-3 )
• (en) Wesley T. Huntress i Michaił Ya. Marov, radzieckie roboty w Układzie Słonecznym: technologie misji i odkrycia , Nowy Jork, Springer Praxis,2011, 453,  str. ( ISBN  978-1-4419-7898-1 , czytaj online )

Zobacz też

Powiązane artykuły

• Podwójna sonda Mars 2
• Program Mariner konkurujący z programem amerykańskim
• Eksploracja planety Mars

Linki zewnętrzne

• 3 marca na stronie nirgal.net Philippe'a Labrota
• ( fr ) Orbiter Marsa w katalogu NASA oraz jego lądownik
• (en) Strona Teda Stryka poświęcona sondzie Mars 3
• (en) „Trudna droga na Marsa” VG Perminova
• (ru) Ogłoszenie przez agencję TASS lądowania na Marsie ( Wikiźródło )