استكشاف المريخ في روسيا 1974-1962: النجاحات والإخفاقات

أطلق الروس 14 مركبة فضائية غير مأهولة إلى المريخ بين عامي 1960 و1973. في عام 1973 رفعوا أيديهم واستغرقوا وقتا طويلا جدا. ملاحظة: تمت كتابة المقال في السبعينيات عندما كانت المعلومات التي قدمها الروس لوسائل الإعلام قليلة للغاية وكانت المصطلحات المهنية مختلفة قليلاً عن تلك المستخدمة اليوم.

المقدمة
وإلى جانب برنامج الفضاء الروسي في استكشاف القمر، حاولت روسيا استكشاف المريخ. وعلى القمر حقق الروس نجاحات باهرة مثل إعادة عينات التربة منه وتشغيل مركبات صالحة لجميع التضاريس. أما بالنسبة للمريخ، فإن النجاح كان ضئيلاً بالنسبة للروس. أطلق الروس 14 مركبة فضائية غير مأهولة إلى المريخ بين عامي 1960 و1973. في عام 1973 رفعوا أيديهم واستغرقوا وقتا طويلا جدا. سيتم في هذه المقالة وصف جميع عمليات الإطلاق إلى المريخ في هذه الفترة. في تقسيم تقريبي، يجب التمييز بين مجموعتين من عمليات الإطلاق، تلك التي تم الإبلاغ عنها وتلك التي ليس لديها معلومات رسمية. بعض المركبات الفضائية من سلسلة المريخ وبعضها من سلسلة زوند.

1 مارس
تم إطلاق أول مركبة فضائية من سلسلة مركبات المريخ في 1.11.1962 نوفمبر 1. كانت المركبة الفضائية Mar-200,000. أخطأت المركبة الفضائية كوكب المريخ بمقدار 21.3.1963 ألف كيلومتر. فشلت المهمة بسبب فقدان الاتصال في 106 مارس XNUMX. لقد كان خطأ في نظام الملاحة هو الذي تسبب في فقدان الاتصال. لا يمكن ضبط هوائي المركبة الفضائية باتجاه الأرض. حدث هذا العطل عندما كانت المركبة الفضائية على مسافة XNUMX مليون كيلومتر من الأرض. كانت أهداف الرحلة هي تحقيق أ. صور فيديو واستكشاف المريخ؛ إقامة اتصالات بين النجوم في الفضاء؛ دراسة مطولة للفضاء.

وبعد يومين من الإطلاق، تم تصوير المركبة الفضائية بواسطة مرصد الفيزياء الفلكية في شبه جزيرة القرم. ويبلغ وزن المركبة الفضائية 893.5 كجم، وارتفاعها 3.25 مترًا، وقطرها 1.13 مترًا. ومع تقاعد مجمعات الطاقة الشمسية يصل القطر إلى 3.9 متر. تتكون المركبة الفضائية من جزأين الجزء الأول هو الوحدة المدارية والتي تشمل المحرك الرئيسي ومحركات ملاحية لتصحيح المدار ومبرد ونظام التحكم في درجة الحرارة (تتراوح درجة الحرارة داخل جسم المركبة الفضائية بين C2 0 - C30 0) والعلمية الادوات. وفي الجزء الثاني – وحدة القياس عن بعد – توجد أدوات قياس لدراسة المريخ. تدخل هذه الأجهزة حيز التنفيذ بالقرب من المريخ.
أدوات المركبة الفضائية:

1.   كاميرا فيديو.
2.   مطياف لكشف علامات الحياة على المريخ.
3.   مطياف للكشف عن الأوزون في الغلاف الجوي.
4.   مقياس المغناطيسية لقياس وجود المجال المغناطيسي حول المريخ وقوته.
5.   جهاز لقياس الإشعاع الحراري بمختلف أنواعه المنبعث من المريخ والقادم من الفضاء.
6.   أداة لقياس تكوين النيازك
7.   تلسكوب راديو

2 مارس

وبعد 11 عاما، استؤنفت أنشطة سفن الفضاء "مار". في 19.5.1971 مايو 2، تم إطلاق المركبة الفضائية مارس 4650. ويبلغ وزن المركبة الفضائية 470 كجم. وعند إطلاقه، تم وضعه في مدار أرضي ثابت ومن هناك انطلق في رحلة قطع فيها أكثر من XNUMX مليون كيلومتر. كان عليها أن تهبط خلية أداة على سطح المريخ وتؤدي عددًا من المهام الإضافية.

1.   اكتشاف الحياة على المريخ.
2.   دراسة سطح المريخ في 3 مناطق: 1. المسح الجيولوجي. 2. رسم خرائط التضاريس وقياس نسبة ثاني أكسيد الكربون.
3.   دراسة تركيبة الغلاف الجوي والطقس والرياح التي تهب على سطح المريخ. ويتم التحقيق في 3 مجالات:
4. قياس كثافة الغلاف الجوي العلوي بما في ذلك وجود الأكسجين والهيدروجين والأرجون في الحالة الذرية، والبحث عن بخار الماء وقياس كميته، واختبار انعكاسية الإشعاع الضوئي من الغلاف الجوي والأرض في المدى المرئي من الطيف. تحديد انعكاسية موجات الراديو القادمة من المريخ في مدى 3.4 ميكرون.
5.  استكشاف الفضاء حول المريخ.
6.   استكشاف الفضاء بين النجوم أثناء الرحلة:
7.    قياس الرياح الشمسية.
8.   قياس المجالات المغناطيسية في الفضاء بين النجوم.
9.   انتشار موجات الراديو في الفضاء بين النجوم.

أدوات المركبة الفضائية:

•   كاميرتان فيديو - واحدة بزاوية تصوير واسعة والأخرى تلسكوبية بزاوية ضيقة 2. يتم تطوير الصور فورًا وبثها مباشرة إلى إسرائيل.
•    2 مقياس إشعاعي.
•   4 أجهزة قياس ضوئية.
•   مقياس المغناطيسية
•   جهاز لقياس الإشعاع الكوني.
•   مطياف الأشعة تحت الحمراء والأشعة فوق البنفسجية. تم تصميم الجهاز الأول لقياس سمك تركيز ثاني أكسيد الكربون في الغلاف الجوي. أما الثاني فهو مصمم لعمل خريطة إغاثة للسطح يمكن إجراؤها عن طريق قياس اختلافات ارتفاع الأرض.
•   موازين الحرارة في نطاق الموجات القصيرة لقياس مصادر الحرارة بما في ذلك النشاط البركاني.

وفي 17.6.1971 يونيو 27.7، تم إجراء تصحيح طفيف على مسار الرحلة. حتى 81. تم تنفيذ 1 اشتباكًا مع المركبة الفضائية. طوال الرحلة، نقلت المركبة الفضائية بيانات عن الإشعاع في اتصال وثيق مع القياسات التي أجريت في وقت واحد بواسطة المركبة القمرية لونخود XNUMX.

وبعد 193 يومًا من الطيران في 27.11 وصلت المركبة الفضائية إلى المريخ وحاولت الهبوط بمقصورة الأجهزة عليه، لكن المحاولة باءت بالفشل. لم تنفتح المظلة (كانت مركبة الهبوط على المريخ تحمل حقيبة تحمل علمًا روسيًا بالقرب منها). بعد إطلاق مركبة الهبوط، دخلت المركبة الفضائية في مدار بيضاوي الشكل ممدود حول المريخ. وكانت مسافات المسار من الأرض ما بين 24,960 - 1376 كم، ومدة الدورة 18 ساعة، وزاوية الميل 0 48.9. في ديسمبر، تم تخفيض فريجيا بمقدار 150 كم.

هيكل المركبة الفضائية:
يبلغ ارتفاع المركبة الفضائية 3.6 متر. أكثر من نصف وزن المركبة الفضائية هو الوقود. تحمي خزانات الوقود الرئيسية الجسم الأسطواني المركزي - جسم المركبة الفضائية. يتم توصيل هوائي الطبق الاتجاهي ومجمعي الطاقة الشمسية به. يتم إرفاق هيكل يشبه العجين بأسفل الهيكل. الأنظمة والأجهزة الإلكترونية قريبة تمامًا من المحرك.

3 مارس
تم إطلاق المريخ 3 في 28.5.1971 مايو 2 للقيام بنفس مهام المريخ 4650. ويبلغ وزن المركبة الفضائية 8.6 كجم. في 2 تم إجراء تصحيح طفيف على مسار الرحلة. شاركت المركبة الفضائية أيضًا في عمليات الرصد التي أجراها المريخ 1 ولونغهود XNUMX لقياس الإشعاع.
وبالإضافة إلى أدوات المركبة الفضائية المطابقة لتلك الخاصة بمركبة مارس 2، فقد تم وضع فيها جهاز بحث فرنسي اسمه ستيريو 1. وقد تم تصميم هذا الجهاز لقياس موجات الراديو القادمة من الشمس. وبالاستعانة بالقياسات الفضائية والقياسات الأرضية المنسقة، يمكن الحصول على صورة ثلاثية الأبعاد، وإن كانت جزئية، لموجات الراديو من الشمس في الفضاء. تضمنت العملية صورة ثلاثية الأبعاد راديوية كبيرة في نانكاي بفرنسا، ومرسمًا طيفيًا لتحديد أنواع مختلفة من الإشعاع، وتلسكوبًا لاسلكيًا صغيرًا (600 جرام)، تم تركيبه أعلى مجمع الطاقة الشمسية للمركبة الفضائية، وجهازي استقبال صغيرين يعملان على تضخيم إشارات الراديو من القمر. التلسكوب: أحدهما في المركبة الفضائية والآخر في نانكاي. يتم نقل البيانات القادمة من المركبة الفضائية في رمز يتم استلامه وفك تشفيره في موسكو ومن هناك يتم إرساله إلى فرنسا للمقارنة مع البيانات الواردة في نانكاي.
بعد 198 يومًا من الرحلة، في 2.12، وصلت المركبة Mars 3 إلى المريخ، وهبطت عليه حجرة الأجهزة ودخلت مدارًا حوله. وكانت المسافة من الأرض 192,000 - 1488 كم. مدة القهوة 11 يوم وزاوية الميل 0 49.9. وكانت الصواريخ الاعتراضية عديمة الفائدة في هذا الهبوط. زادت معدات الخلية من وزن الخلية بشكل كبير. ولم يكن للسفينة الفضائية التي حملته مكان لهذا الوزن الزائد.

وتم الهبوط أثناء اختراق الغلاف الجوي الذي تبلغ كثافته 1% من كثافة الأرض بسرعة 24,000 ألف كيلومتر في الساعة. تسبب الغلاف الجوي الضعيف للمريخ في تباطؤ معين في سرعة الهبوط. وبعد فترة بدأت مظلات الهبوط تفتح. سمح الاستخدام المتطور للبارود بفتح المظلات بسرعة وكفاءة حتى عند هذه السرعة العالية لمركبة الهبوط. تم فتح المزلق الرئيسي على مرحلتين، وبالتالي منع الكبح المفاجئ. وبدأت المرحلة الثانية عندما كانت سرعة الخلية أقل من سرعة الصوت. على ارتفاع 20 مترًا، قام مقياس الارتفاع (الذي يعمل عبر موجات الراديو) بتنشيط محرك خاص للمساعدة في الهبوط. قام محرك آخر بتحريك المظلة بعيدًا في نفس الوقت. وبهذه الطريقة، أراد الباحثون التأكد من استقرار الخلية عندما تهب الرياح فجأة.
مباشرة بعد الهبوط، بدأت الخلية في إرسال إشارات تلفزيونية، لكن بعد 20 ثانية صمتت فجأة. أدى خطأ في هوائي التتابع الخاص بالمركبة الفضائية الأم والطقس إلى إحباط مهمة الهبوط. في ذلك الوقت، كانت سرعة الرياح على المريخ 480 كم/ساعة، وهي سرعة لم يستطع المسبار تحملها. ولم يتضمن البث تفاصيل حول منظر المريخ. مكان الهبوط كان منطقة لاس ث 0 158 - س 0 45.5. وتشبه تقنية التصوير تلك المستخدمة في مركبة الفضاء الأمريكية مارينر التي انطلقت نحو المريخ. يتم تقسيم الصورة الملتقطة إلى خطوط مع تقسيم كل سطر إلى نقاط. يتم التقاط هذه البيانات بواسطة أجهزة الكمبيوتر الموجودة في مركز التحكم وإعادة ترجمتها إلى صور.

هيكل معدات الهبوط
يشبه شكل جهاز الهبوط شكلًا كرويًا، يقع داخل جسم حلقي تبرز منه فوهة المحرك. يتضمن هذا الهيكل نظام المظلة. يسمح الدرع الحراري بأقصى قدر من الكبح الديناميكي الهوائي عندما تدخل المركبة الفضائية الغلاف الجوي للمريخ.

أدوات الهبوط
تشتمل الغرفة على أدوات لقياس الضغط الجوي ودرجة الحرارة، وأجهزة قياس الطيف الكتلي لتحليل التركيب الكيميائي للغلاف الجوي، ومرافق خاصة لقياس الرياح، لتحديد التركيب الكيميائي والخصائص الفيزيائية لسطح المريخ. توجد أيضًا كاميرتا فيديو على جهاز الهبوط ويمكنهما التقاط صور للمناظر الطبيعية بزاوية 2 درجة.

نهاية المهمة
أرسل المريخ 3 البيانات لمدة 3 أشهر. وفي بداية سبتمبر 1972 أُعلن أن 2 و3 مارس قد أنهيا مهامهما.
التنسيق الإعلامي بين الولايات المتحدة الأمريكية وروسيا (ثم الاتحاد السوفييتي)

وبعد الإطلاق يومي 2 و3 مارس، انطلقت المركبة الفضائية الأمريكية مارينر 9 نحو المريخ. ولأن مسار رحلة مارينر 9 كان مختلفًا عن مسار المركبة الفضائية الروسية، فقد وصلت إلى المريخ قبلهم. وبموجب اتفاق بين البلدين، تقرر تبادل المعلومات بينهما بشأن ما ستكتشفه سفنهما الفضائية. وكان علماء الفضاء الروس يتلقون معلومات منتظمة عن حالة الطقس السائدة على سطح المريخ استعدادا لهبوط مركبتهم الفضائية.

4 مارس - 7 مارس
في 21.7.1973 يوليو 4، بدأت روسيا عملية معقدة للغاية لاستكشاف المريخ، وتم خلال هذه العملية إطلاق 4 مركبات فضائية نحو الكوكب. يجب أن تدخل اثنتان من المركبتين الفضائيتين Mars 5 وMars 6 مدارًا حول المريخ. يجب أن يهبط عليه 7 و 4 مارس. يجب أن يعمل المريخ 5 والمريخ 460 كحلقة وصل بين مركبات الهبوط والأرض. المسافة التي يجب أن تقطعها سفن الفضاء خلال المهمة هي XNUMX مليون كيلومتر. أهداف العملية هي:

1. استكشاف المريخ من مداره ورسم خرائط الأرض.
2. تحديد الخواص الفيزيائية للتربة وتركيب الصخور وتحديد شكلها.
3. التحقق من إمكانيات التقاط صور فيديو في مواقع الهبوط والمناطق المحيطة بها.
4. الكشف عن علامات الحياة.
5.  قياس الإشعاع والمغناطيسية في الفضاء أثناء الرحلة إلى المريخ والإشعاع الشمسي والإشعاع الكوني.

هيكل المركبة الفضائية - 6 و 7 مارس يختلفان في هيكلهما عن 4 و 5 مارس.
طريقة الهبوط – تصل المركبة الفضائية إلى المريخ بسرعة 5.7 كم/ثانية، وينتج عن الضغط المنخفض للغلاف الجوي المريخي سرعة أبطأ للمركبة الفضائية على مسافة أكبر مما هي عليه في الغلاف الجوي الأكثر ضغطًا. ولذلك تدخل المركبة الفضائية الغلاف الجوي بزاوية ضيقة، وبالتالي تكون المسافة التي تقطعها أصغر. وانفصلت مركبة الهبوط عن المركبة الفضائية على مسافة 65,000 ألف كيلومتر من المريخ. في بداية رحلتها، يتم إبطاء سرعة مركبة الهبوط بواسطة محرك مكابح ينقلها إلى مسار الهبوط. يقوم محرك صغير بنشر مظلة صغيرة ثم مظلة كبيرة. إن تقاعد المظلات ليس نهاية القصة. ويأتي الدرع الحراري ذو الشكل المخروطي في دوره الثاني كمخمد للسرعة الديناميكية الهوائية.

4 مارس
تم إطلاق المركبة الفضائية في 21.7.1973 يوليو 193.6. يتم الإطلاق من مسار وقوف السيارات بعيدًا عن سطح الأرض. 155.2 – 87.94 كم. زمن الدورة 0 دقيقة وزاوية الميل 51.52 10.2.1974 قرب الوقت الذي كان من المفترض أن تدخل فيه المدار حول المريخ في 22,000، حدث عطل في محرك مكابح المركبة الفضائية، ولم يشتعل وأخطأت المركبة الفضائية المريخ. ومر على مسافة XNUMX ألف كيلومتر منه، وهي المسافة التي مكنت من التقاط وبث عدد من الصور غير المحددة للمريخ. دخلت المركبة الفضائية مدارًا شمسيًا وواصلت استكشاف الفضاء بين النجوم.
5 مارس
تم إطلاق المركبة الفضائية في 25.7.1973 يوليو 187.2. تم الإطلاق من مسار انتظار السيارات على بعد 152 - 87.86 كيلومترًا من سطح الأرض. زمن اللفة 0 دقيقة وزاوية الميل 51.53 12.2.1974. وفي 31,500 فبراير 176، دخلت المركبة الفضائية مدارًا حول كوكب المريخ، الذي يبعد عن الأرض 25 - 1973 كيلومترًا ومدة المدار XNUMX ساعة. أما المرحلة الثالثة من الرحلة فقد تم تنفيذها بواسطة نظام الملاحة الفلكية. في بداية سبتمبر XNUMX أُعلن عن دراسة عطل القياس عن بعد بالمركبة الفضائية.
6 مارس
تم إطلاق المركبة الفضائية في 5.8.1973 أغسطس 192. تم الإطلاق من مسار وقوف تبلغ المسافة من سطح الأرض 153.6 - 0 كم، وزاوية الميل 51.54 87.92، وزمن الدورة 12.3.1974 دقيقة. بتاريخ 10.3/148/XNUMX. تم فصل حجرة الهبوط عن المركبة الفضائية في ذلك اليوم. ولم يتم تحقيق الكثير من الفوائد من مركبة الهبوط، إذ انقطع الاتصال بها بعد وقت قصير من الهبوط، وكان لدى المركبة الوقت الكافي لنقل البيانات حول درجة الحرارة والجو إلى إسرائيل. بدأ البث في الساعة XNUMX وتوقف بعد XNUMX ثانية من انسحاب المظلات بالقرب من الأرض.
أدوات المركبة الفضائية-
1. كاميرا فيديو.
2. أجهزة اختبار التربة.
3. الآلات الفرنسية
و. ستيريو V لدراسة الشمس، قياس الأشعة الراديوية المنبعثة من الشمس وبلازماها والرياح الشمسية والأشعة الكونية، وجهازين مصممين لدراسة المريخ وبيئته وفضاء النظام الشمسي: . تي جيمو و إس جيمو.

7 مارس
تم إطلاق المركبة الفضائية في 9.8.1973 أغسطس 152. وتم الإطلاق من مدار انتظار تبلغ المسافة من سطح الأرض 192-0 كيلومتراً. زاوية الميل 51.51 87.91 وزمن اللفة 6 دقيقة. ومثل المريخ 9.3.1974، تم تجهيزه أيضًا بأداة فرنسية لدراسة الشمس. عند اقترابها من المريخ في 13,000 مارس XNUMX، أطلقت المركبة الفضائية مقصورة للهبوط في ذلك اليوم. أدت الأعطال في أدوات الهبوط إلى تطهير المريخ بمقدار XNUMX كيلومتر.
التحقيق 2
تم إطلاق المركبة الفضائية الثانية في سلسلة Zonde - Zonde 2 إلى المريخ. تم الإطلاق في 30.11.1964 نوفمبر 50. وفي يوم الإطلاق، كانت هناك مخاوف من فشل العملية. وصلت إمدادات الطاقة اللازمة للتشغيل السليم لأدوات المركبة الفضائية إلى XNUMX٪ فقط من الإمدادات المخطط لها. وبعد فترة تم إصلاح المشكلة.
ويبلغ وزن المركبة الفضائية 950 كيلوغراما، وهي مزودة بمحرك أيوني يبلغ قطره عدة سنتيمترات. وكان من المفترض أن تصل إلى المريخ في 2.8.1965 أغسطس 2.5.1965. وفي 1600 مايو XNUMX، انقطع الاتصال بالمركبة الفضائية، ومرت على بعد XNUMX كيلومتر منها. وبعد ذلك دخلت في مدار شمسي.

لم يتم الإعلان عن الإطلاقات رسميًا

1. 10.10.1960
2. 14.10.1960 فشلت السفينتان الفضائيتان في الدخول إلى مدار الوقوف الوطني.
3. سبوتنيك 22 - أُطلق في 24.10.1962 أكتوبر 893.5. الوزن 252 كجم، طريق المواقف الوطنية الذي تبلغ المسافة من الأرض 115-0 كم. زاوية الميل 64 المرحلة النهائية وانفجر الصاروخ أثناء تسارعه نحو الخروج من المدار.
4. سبوتنيك 24 – أُطلق في 4.12.1962/590/196، مدار الوقوف 0 – 64 كم، زاوية ميل XNUMX XNUMX انفجرت المركبة الفضائية عندما حاولت تحرير نفسها من قوة الجاذبية.
5. المسبار 3 – أُطلق – في 18.7.1965/950/XNUMX. مرت بالقمر واستمرت نحو المريخ. الوزن XNUMX كجم. وكجزء منها تم إجراء اختبار المحرك استعدادًا لدخول المدار حول المريخ.
6. كوزموس 419 - أطلق بتاريخ 11.5.1971/167/153 إلى مدار مواقف وطني المسافة عن الأرض 0-51.53 كم، زاوية ميله 84.47. وقد دار حول الأرض مرة واحدة خلال XNUMX دقيقة. فشلت المركبة الفضائية في الانطلاق من المرحلة الرابعة لمركبة الإطلاق بروتون.

حول برنامج مارس السوفيتي على ويكيبيديا