Автоматические межпланетные станции "Марс-4, 5, 6, 7"

В программу экспедиции входило:

• для аппаратов М-73П
• доставка СА в околопланетную область и обеспечение требуемых условий по баллистике для проникновения СА в атмосферу  Марса;
• осуществление посадки исследовательского зонда (автоматической марсианской станция - АМС) на поверхность планеты;

выполнение научной программы:
пролетным аппаратом 

• изучение распределения водяного пара по диску планеты; 
• определение газового состава и плотности атмосферы;
• изучение рельефа поверхности; 
• определение яркостной температуры атмосферы и распределения концентрации газа в атмосфере,
• определение диэлектрической проницаемости, поляризации и температуры поверхности планеты;
• измерение магнитного поля по трассе перелета и вблизи планеты;
• исследование электрического поля в межпланетной среде и у планеты;
• изучение пространственной плотности метеорных частиц;
• исследование солнечного ветра при перелете;
• исследование спектра и состава солнечных космических лучей;
• регистрация космических излучений и радиационных поясов планеты.

        

 спускаемым аппаратом

• измерения плотности, давления и температуры атмосферы по высоте;
• измерения, связанные с определением химического состава атмосферы;
• исследования  типа поверхностных пород и распределения в них некоторых элементов;
• измерения скорости ветра и плотности газа;
• получение двухцветной стереоскопической телепанорамы места посадки АМС;
• определение механических характеристик поверхностного слоя грунта.

 
для аппаратов М-73С

• создание долговременно функционирующего в околопланетном пространстве искусственного спутника Марса, воспринимающего и передающего на Землю информацию с АМС, десантированных на марсианскую поверхность КА М-73П;
• обеспечение второго включения  АМС в работу спустя сутки после посадки;

выполнение научной программы, во многом совпадающей с программой, вы-полняемой пролетными аппаратами М-73П:

• получение цветных фотоснимков определенных участков поверхности Марса;
• изучение распределения водяного пара по диску планеты;
• определение газового состава и плотности атмосферы;
• изучение рельефа по распределению СО2, определения распределения концентрации газа в атмосфере, яркостной температуры планеты и атмосферы;
• определение диэлектрической проницаемости, поляризации и температуры по-верхности планеты;
• измерения магнитного поля по трассе перелета и вблизи планеты;
• измерения потоков электронов и протонов на трассе перелета и у планеты;
• исследования инфракрасного спектра планеты в области 1,5 - 5,5 мкм (в частности, для поиска органических соединений);
• поляриметрических исследований планеты с целью определения структуры поверхности;
• исследования спектров собственного свечения атмосферы Марса;
• регистрации космических излучений и радиационных поясов планеты.

КОСМИЧЕСКИЙ АППАРАТ 'МАРС-4' М-73С ?52

Космический аппарат 'Марс-4' ('М-73С' ?52) предназначен для проведения исследований планеты Марс и околопланетного пространства с орбиты искусственного спутника планеты.
Общая масса КА 'Марс-4' составила 4000 кг, в том числе сухая масса пролетного аппарата - 2187 кг. Масса научной аппаратуры орбитального аппарата (с ФТУ) - 117,8 кг. Корректирующая двигательная установка КА 'Марс-4' заправлена 1692,47 кг топлива: 590,47 кг горючего и 1102,0 кг окислителя. Запас азота для газовых двигателей системы ориентации - 82,1 кг.
КА 'Марс-4' ('М-73С' ?52) запущен с левой пусковой установки площадки ?81 космодрома Байконур 21 июля 1973 года в 22 часа 30 минут 59,2 секунды раѓкетой-носителем 'Протон-К'. С помощью трех ступеней ракеты-носителя 'Протон-К' и первого включения ДУ разгонного блока КА выведен на промежуточную ОИСЗ высотой 174x162 км. Вторым включением ДУ разгонного блока через ~ 1 час 20 минут пассивного полета осуществлен переход КА на траекторию полета к Марсу. В 23 часа 49 минут 28,4 секунды КА отделился от разгонного блока.
Через 204 суток после старта, 10 февраля 1974 года КА пролетел на расстоянии 1844 км от поверхности Марса. За 27 минут до этого момента были включены однострочные оптико-механические сканеры - телефотометры, с помощью которых проведена съемка панорам двух областей поверхности Марса (в оранжевом и красно-инфракрасном диапазонах). За две минуты до перицентра подлетной гиперболы включено фототелевизионное устройство с короткофокусным объективом. Проведен один 12-кадровый цикл съемки Марса с пролетной траектории на дальностях 1900/2100 км в масштабе 1:5000000. Снимки получались хорошего качества.
Вследствие неисправности ФТУ с длиннофокусным объективом, обнаруженной за 5 дней до подлета, при пролете это фототелевизионное устройство не включалось.
Кроме того, после пролета КА оказался на некоторое время в радиотени от планеты, что позволило провести двухчастотное радиопросвечивание атмосферы Марса.
В ходе полета КА 'Марс-4' по трассе Земля - Марс с помощью спектрометров ионов и электронов были выполнены измерения энергии частиц солнечного ветра, состава частиц, температуры и скорости отдельных компонентов солнечной плазмы, а также проведены измерения параметров межпланетных магнитных полей.

РЕЗУЛЬТАТЫ ЛКИ
Программа полета КА 'Марс-4' не выполнена.

КОСМИЧЕСКИЙ АППАРАТ 'МАРС-5' ('М-73С' ?53)

Космический аппарат 'Марс-5' ('М-73С' ?53) предназначен для проведения исследований планеты Марс и околопланетного пространства с орбиты искусственного спутника планеты. Общая масса КА 'Марс-5' составила 4000 кг. Масса научной аппаратуры орбитального аппарата (с ФТУ) - 117,8 кг. Корректирующая двигательная установка заправлена 1705,2 кг топлива: 594,9 кг горючего и 1110,3 кг окислителя. КА 'Марс-5' ('М-73С' ?53) запущен с правой пусковой установки площадки ?81 космодрома Байконур 25 июля 1973 года в 21 час 55 минут 48,3 секунды раѓкетой-носителем 'Протон-К'. Старт к Марсу осуществлен вторым включением двигательной установки разгонного блока Д через ~ 1 час 20 минут пассивного полета по промежуточной околоземной орбите высотой 177,5?163,3 км. В 23 часа 14 минут 52,2 секунды произошло отделение КА от разгонного блока.
12 февраля 1974 года, через 202 суток после старта и за 5,5 часов до максимального сближения с Марсом, включен сеанс 6Р, в котором выполнены навигационные измерения планеты, результаты которых обеспечили проведение автономной коррекции (W=45,6 м/с) по результаѓтам этих измерений. Через 4 часа в перицентре подлетной гиперболы еще раз включена двигательная устаѓновка, с помощью которой КА 'Марс-5' 12 февраля 1974 года выведен на орбиту искусственного спутника планеты с параметрами:

высота в перицентре 1760 км,
высота в апоцентре 32586 км,
наклонение ~35?,
период 1492,5 минуты (24 час 52 минуты 24 секунды) при расѓчетном периоде 1440 минут.
Импульс торможения составил 1198,45 м/с.

21 ноября 1971 г. с использованием системы космической автономной навигации провели третью коррекцию траектории движения

РЕЗУЛЬТАТЫ ЛКИ

Программа полета КА 'Марс-5' выполнена не в полном объеме. Однако, несмотря на короткий срок активного существования КА 'Марс-5', в ходе межпланетного перелета и с орбиты ИСМ с его помощью проведены следующие наблюдения и измерения:
 во время полета по трассе Земля - Марс с помощью спектрометров ионов и электронов выполнены измерения энергии частиц солнечного ветра, состава частиц, температуры и скорости отдельных компонентов солнечной плазмы;
 проведено двухчастотное радиопросвечивание атмосферы Марса, получены оценки давления в нижней атмосфере, а также характеристики ионосферы планеты;
 проведена съемка поверхности Марса с помощью ФТУ (108 кадров) и телефотометров (4 панорамы);
 проведены исследования свойств поверхности и грунта по их радиационным характеристикам, получены спектры гамма-излучения марсианских пород;
 с помощью инфракрасного радиометра измерены яркостные температуры грунта вдоль трассы полета спутника;
 с помощью инфракрасного спектрофотометра получено несколько сотен спектров в интервале от 2 до 5 мкм, с помощью которых определялись состав марсианского грунта и его структура;
 измерено содержание водяного пара в атмосфере Марса;
 с помощью фотометра обнаружено наличие озона в атмосфере Марса;
 получены детальные данные о температуре верхней атмосферы планеты;
 проведены измерения параметров межпланетных магнитных полей и магнитного поля Марса.

КОСМИЧЕСКИЙ АППАРАТ 'МАРС-6' ('М-73П' ?50)

Космический аппарат 'Марс-6' ('М-73П' ?50) предназначен для доставки исследовательского зонда (АМС) на марсианскую поверхность. Общая масса КА 'Марс-6' составила 3880 кг, из них масса научной аппаратуры орбитального отсека - 114 кг, спускаемого аппарата - 1000 кг. Корректирующая двигательная установка заправлена 598,5 кг топлива: 210,4 кг горючего и 388,1 кг окислителя.
Масса спускаемого аппарата при входе в атмосферу - 844 кг.
Масса автоматиѓческой марсианской станции после посадки - 355 кг, из них масса научной аппаратуры - 19,1 кг.
КА 'Марс-6' (М-73П ?50) запущен с левой пусковой установки площадки ?81 космодрома Байконур 5 августа 1973 года в 20 часов 45 минут 48 секунд раѓкетой-носителем 'Протон-К'. С помощью трех ступеней ракеты-носителя 'Протон-К' и первого включения ДУ разгонного блока КА выведен на промежуточную ОИСЗ высотой 174,9?162,9 км. Вторым включением ДУ разгонного блока через ~ 1 час 20 минут пассивного полета осуществлен переход КА на траекторию полета к Марсу. В 22 часа 04 минуты 09,6 секунды КА отделился от разгонного блока.
13 августа 1973 года выполнена первая коррекция траектории двиѓжения. При закладке уставок снялась готовность первого канала БЦВМ САУ, однако при проведении сеанса коррекции она восстановилась. Импульс коррекции составил 5,17 м/с, время работы двигателя на малой тяге - 3,4 секунды, расход топлива - 11,2 кг.
Почти сразу же отказал первый комплект бортового магнитофона ЭА-035. Ситуацию исправили переключением на второй комплект. Однако всего лишь через месяц после старта, 3 сентября 1973 года, на аппарате отказала телеметрия, в результате чего стало невозможно получать информацию в режиме непосредственной передачи по дециметровому каналу, а по сантиметровому можно было передавать информацию только в режиме воспроизведения, причем только информацию с ФТУ и видеомагнитофона. Пришлось изменить технологию управления, и в течение всего перелета выдавать все команды по два-три раза 'вслепую', контролируя их прохождение только по косвенным признакам.

Через 15 минут после отделения сработал тормозной двигатель СА, а спустя 3,5 часа спускаемый аппарат вошел в атмосферу Марса со скоростью 5600 м/с. Угол входа составил -11,7?. Сначала торможение шло за счет аэродинамического экрана, а через 2,5 минуты при достижении скорости 600 м/с была введена в действие парашютная система.
На этапе парашютного спуска на высотах от 20 км до поверхности и ниже проводились измерения температуры и давления, а также определялся химический состав атмосферы. В течение 150 секунд результаты передавались на пролетный аппарат, но полезная информация выделена только из сигнала от радиокомплекса СА. Сигнал с КД 1, включенного за 25 минут до входа в атмосферу, был очень слабый, поэтому информацию с него расшифровать не удалось.

Весь участок спуска - от входа в атмосферу и аэродинамического торможения до снижения на парашюте включительно - продолжался 5,2 минуты. Во время спуска не было цифровой информации с прибора МХ 6408М, зато с помощью приборов 'Зубр', ИТ и ИД была получена информация о перегрузках, изменении температуры и давления.
Непосредственно перед посадкой связь с СА потеряна. Последняя полученная с него телеметрия подтвердила выдачу команды на включение двигателя мягкой посадки.
Новое появление сигнала ожидалось через 143 секунды после