AMS "Mars-2", צילום: roscosmos.ru
ב-27 בנובמבר 1971, הראשון היסטוריה אובייקט חלל מלאכותי. זה היה רכב ירידה מהתחנה הסובייטית הבין-כוכבית האוטומטית (AMS) Mars-2. למרות שהכלי התרסק בנחיתה, היא הייתה הנחתת הראשונה בהיסטוריה שהגיעה לפני השטח של כוכב הלכת האדום. עבור האנושות, שחלמה לחקור את כוכבי הלכת של מערכת השמש, זה היה צעד ענק קדימה.
למרות ההצלחה החלקית של המשימה, האירוע שהתרחש לפני חצי מאה, ב-27 בנובמבר 1971, נכנס להיסטוריה של הקוסמונאוטיקה הסובייטית והעולמית לעד, והפך להישג ושיא חשוב.
קדמה לכך עבודתם האדירה של מעצבים ומהנדסים סובייטים, שעיקרה היה הטיסה החצי-שנתית למאדים של תחנה בין-כוכבית אוטומטית.
תוכנית החלל של מאדים
התחנה הבין-כוכבית הסובייטית האוטומטית "מאדים-2" נסעה לכוכב הלכת האדום כחודש לפני לידתו של אילון מאסק, שהיום הוא למעשה המומחה העיקרי במחקר והתיישבות של מאדים. שתי תחנות גיבוי "Mars-2" ו-"Mars-3", שלא היו שונות זו מזו, שוגרו מהקוסמודרום בייקונור ב-19 וב-28 במאי 1971, בהתאמה.
במקביל, בוצעה בברית המועצות בין השנים 1960 ל-1973 תוכנית החלל בשם "מאדים", הכוללת בניית תחנות אוטומטיות באותו השם. המטרה העיקרית של התוכנית הייתה לחקור הן את כוכב הלכת עצמו והן את המרחב המקיף של מאדים.
המתכננים של OKB-1 (היום תאגיד הרקטות והחלל Energia על שם S.P. Korolev) היו אחראים לפיתוח ה-Mars AMS מהדור הראשון. מעצבי NPO על שם לבוצ'קין כבר היו אחראים ליצירת הדור השלישי והרביעי של תחנות מאדים. תחנות בין-כוכביות אוטומטיות "Mars-2" ו-"Mars-3" היו שייכות לחללית של הדור הרביעי.
רכב שיגור כבד "Proton-K" מודול "Zarya" עבור ISS, 20 בנובמבר 1998, צילום: wikimedia.org
יישום פרויקט כה גדול וחדשני הצריך יצירת תשתית מיוחדת.
במיוחד עבור השיגורים הראשונים של חלליות למאדים, נבנה בארץ מתחם הנדסת רדיו לתקשורת בחלל העמוק. בנוסף, טלסקופ באורך 2,6 מטר הממוקם במצפה האסטרופיזי של קרים היה אמור לנטר את נתיב הטיסה של התחנה הראשונה.
שיגורי AMS דרשו גם רקטות מיוחדות.
אם שיגור מחלקה בינונית מולניה 4 שלבים לשיגור תחנות מהדור הראשון והשני, הרי שיגור מחלקה כבדה, ששמו מוכר כמעט לכל רוסי כיום, שימש לשיגור תחנות של דור שלישי ורביעי. זה היה רקטת Proton-K עם שלב רביעי נוסף בצורת שלב D עליון.
מכשיר AMS "Mars-2"
"מאדים-2" כללה תחנה מסלולית ומכשיר היורד לכוכב הלכת. המתווה של התחנה האוטומטית הוצע על ידי מעצב צעיר של עמותת להם. Lavochkina V. A. Asyushkin. ה-AMS הכיל שתי מצלמות צילום-טלוויזיה בעלות אורכי מוקד שונים. המצלמות היו אמורות לשמש לצילום פני השטח של כוכב הלכת האדום וחפצים עליו. הציוד המדעי היה מיוצג על ידי רדיומטר אינפרא אדום, כמו גם פוטומטרים אינפרא אדום ואולטרה סגול.
ה-AMS "Mars-3" הכיל בנוסף ציוד מדעי, שנקרא "סטריאו". זה היה ציוד לפרויקט סובייטי-צרפתי משותף לחקר פליטת רדיו מהשמש בתדר של 169 מגה-הרץ.
מבחינה מבנית, שתי התחנות היו דומות, ושכפלו זו את זו במקרה של תקלות או תקלות חמורות. בנוסף, כל AMS כללה תא מסלולי ורכב ירידה.
רכב הירידה של תחנת Mars-2, צילום: roscosmos.ru
לתא המסלולי של התחנה הבין-כוכבית האוטומטית Mars-2 היה הפריסה הבאה: תא מכשירים, גוש מכלי דלק למערכת הנעה, מנוע סילון עם מערכת אוטומטית להתאמת מיקום בחלל, סוללה סולארית, רדיאטור בקרה תרמית מערכות, והתקני הזנה של אנטנה.
AMS "Mars-2" היה היי-טק אמיתי של זמנו. התחנה קיבלה את מערכת ניווט החלל האוטונומית המתקדמת ביותר עם גוניומטר אופטי, שבאותה תקופה לא היו לה אנלוגים בעולם. ההתמצאות בחלל בוצעה בו זמנית על ידי השמש, הכוכב קנופוס וכדור הארץ. בנוסף למערכת הניווט, כללה מערכת הבקרה מחשב מובנה ופלטפורמה מיוצבת ג'ירו.
רכב הירידה הוא תחנת מאדים אוטומטית, שהייתה מצוידת בציוד המבטיח הפרדה מתא המסלול של Mars-2 והעברת התא למסלול המפגש עם מאדים. חיצונית, מודול הירידה היה מסך בלם אווירודינמי חרוטי שכיסה את תחנת המאדים האוטומטית. לראש התחנה הוצמד מיכל מכשיר-מצנח ובו אגזוז ומצנחים ראשיים וכן מכשירים מדעיים.
על סיפונה של מודול הירידה היה מגוון של ציוד מדעי שנועד למדידת לחץ וטמפרטורה על פני השטח של מאדים, וכן לערוך ניתוח מסה ספקטרומטרי של האטמוספירה של כוכב הלכת. כמו כן היה על הסיפון ציוד לקביעת מהירות הרוח ותכונות כימיות-פיזיקליות, כמו גם תכונות מכניות של שכבת פני השטח של מאדים. כדי להשיג תמונות פנורמיות מפני השטח, היו על הסיפון מצלמות טלוויזיה, כך מדווח האתר הרשמי של Roscosmos.
טיסה למאדים
ב-19 במאי 1971 שוגר בהצלחה רכב השיגור הכבד Proton-K בקוסמודרום בייקונור. הרקטה יצאה לדרך לכבוש את החלל בשעה 19:22:49 שעון מוסקבה. על סיפון ה-"Proton-K" הייתה התחנה הבין-כוכבית האוטומטית "Mars-2". התחנה תוכננה לחקור את מאדים והמרחב המקיף שלו.
הפרדת רכב הירידה מהתחנה, תמונה: roscosmos.ru
בניגוד לתחנות בין-כוכביות סובייטיות אוטומטיות של הדורות הקודמים, תחנת Mars-2 שוגרה לראשונה למסלול ביניים של לוויין מלאכותי של כדור הארץ, ולאחר מכן היא הועברה למסלול בין-כוכבי על ידי בלוק המאיץ "D", החל הארוך שלה מסע ארוך.
כל הטיסה למאדים, שנמשכה יותר מ-6 חודשים, התנהלה כרגיל.
ב-17 ביוני וב-20 בנובמבר 1971 תוקן מסלול ה-AMS בהצלחה. עד לרגע ההתקרבות לכוכב הלכת האדום, הטיסה התנהלה על פי תוכנית המחקר. התיקון השלישי של המסלול התרחש ב-27 בנובמבר 1971, הוא בוצע במצב אוטומטי לחלוטין ללא שימוש באמצעים טכניים על פני כדור הארץ.
מערכת ההתמצאות האסטרונומית המותקנת על ה-AMS "Mars-2" הבטיחה את התמצאות התחנה בחלל והצליחה לקבוע את מיקומה של החללית ביחס לכוכב הלכת הנחקר. המידע שהתקבל הוכנס למחשב שעל סיפון התחנה, ולאחר מכן ערך המחשב חישובים לביצוע התיקון. לאחר התיקון השלישי, נכנסה התחנה למסלול שעבר במרחק של 1 קילומטרים משטח המאדים.
כשל במודול הירידה
רכב הירידה נפרד מתחנת Mars-2 ב-27 בנובמבר 1971, כאשר ה-AMS טס לכוכב הלכת האדום. זה קרה לפני האטת התחנה וכניסתה למסלול של מאדים כלוויין מלאכותי. רבע שעה לאחר ההפרדה החלה לפעול על רכב הירידה מערכת הנעה מוצקה. התקנה זו הבטיחה את העברת רכב הירידה למסלול שהבטיח פגיעה במשטח המאדים.
הבעיה של המשימה הייתה זווית כניסה לא נכונה לאטמוספירה של מאדים, שהתבררה כיותר מהערכים המותרים. בגלל זה, מודול הירידה נכנס לאטמוספירה של כוכב הלכת בזווית תלולה מאוד ולא הספיק להאט ביעילות בשלב הירידה האווירודינמית. מערכת הצניחה המותקנת על מודול הירידה לא יכלה לעבוד ביעילות בתנאים כאלה, ולכן המכשיר, לאחר שפילח את האטמוספירה של מאדים, התרסק על פני כדור הארץ.
בול דואר סובייטי המוקדש לטיסה של Mars-2, תמונה: wikimedia.org
למרות הכישלון, הנחתת Mars-2 התבררה כחפץ מעשה ידי אדם הראשון בהיסטוריה שהצליח להגיע לפני השטח של מאדים. מודול הירידה התרסק בנקודה עם קואורדינטות 4° N. ש. ו-47° W. בעמק ננדי בארץ קסנת'. זהו שטח עצום של פני המאדים, הממוקם בקו המשווה.
הסיבה לכשל במודול הירידה הייתה הסטייה מהערכים המחושבים של המסלול. סטייה זו מוסברת על ידי רמת בדיקה לא מספקת של התמיכה החומרית של המחשב המשולב של התחנה.
למרות הכישלון של רכב הירידה, תחנת Mars-2 עצמה נכנסה בהצלחה למסלול המאדים, שם עבדה במשך 8 חודשים, וערכה מחקרים מדעיים שונים. AMS פעלה במסלול עם מרחק מינימלי משטח המאדים של 1 קילומטרים ומרחק מרבי של 380 קילומטרים. תקופת ההקפה של התחנה סביב מאדים הייתה 25 שעות. בסך הכל ביצעה התחנה 000 סיבובים סביב כוכב הלכת האדום.
סוכנות TASS הודיעה על השלמתה המלאה של תוכנית טיסות החלל ב-23 באוגוסט 1972. עד אז, AMS "Mars-2" עבדה במסלול של מאדים במשך יותר מ-8 חודשים, והמשיכה במחקר עד למיצוי מוחלט של מאגרי החנקן במערכת הייצוב וההתמצאות של התחנה.