В соответствии с Соглашением между Правительством Российской Федерации и Правительством Финляндской Республики о частичном урегулировании задолженности бывшего СССР перед Финляндской Республикой подписан контракт с Финляндским Метеорологическим Институтом на создание действующего макета малой метеорологической станции (ММС) при моделировании условий функционирования ММС в атмосфере Марса.

Большая роль в решении научных задач, стоящих перед создателями аппарата, принадлежит Финляндскому Метеорологическому Институту и ИКИ РАН.

Малая метеорологическая станция предназначена для посадки на поверхность Марса с целью проведения мониторинга состояния атмосферы Марса в точке посадки в течение одного марсианского года (марсианский год -687 марсианских суток, марсианские сутки - 24часа 37 мин.). Предполагается, что ММС может стать базовым элементом глобальной сети долгоживущих мини метеостанций, которая позволит наблюдать за динамикой изменения параметров атмосферы Марса.

Основными научными задачами малых метеостанций являются:

• исследование вертикальной структуры атмосферы Марса во время спуска ММС;
• метеорологические наблюдения на поверхности Марса в течение одного марсианского года.

Комплекс полезной нагрузки малой метеостанции предназначен для решения следующих задач:

• съемка изображения поверхности Марса, измерение профиля давления и температуры во время посадки станции на Марс;
• съемка панорамного стереоскопического изображения окружающей местности в точке посадки;
• получение абсолютных значений температуры, давления, влажности и их изменение по высоте в приповерхностном слое атмосферы Марса в месте посадки;
• измерение плотности грунта и температуры верхнего слоя грунта

Результатом работы сети ММС могут быть сетевые метеорологические и сейсмические измерения, которые при наличии телевизионных изображений поверхности и учете расположения станций дадут целостную картину.

Схема спуска ММС

Масса малой метеостанции - 19,0 кг.
Масса комплекса полезной нагрузки ММС - 2,5 кг.

Малая метеорологическая станция в транспортном виде

Процесс спуска ММС в атмосфере можно условно разбить на два участка:

• участок аэродинамического торможения;
• участок спуска ММС на дополнительном надувном тормозном устройстве (ДНТУ);

Торможение ММС на первом этапе осуществляется при помощи пневматического тормозного устройства в виде тора с наружным диаметром 1,0 м (Sм = 0,78 м2). На этом этапе происходит основное уменьшение скорости аппарата с гиперзвуковой в момент входа в атмосферу (число Маха М ~ 29) до скорости, допустимой для ввода ДНТУ (число Маха М ~ 0,8). Максимальная продольная перегрузка на этом этапе не превышает 29 единиц, максимальный скоростной напор - 4301 Н/м2.

Малая метеорологическая станция с наполненным основным надувным устройством (ОНТУ) перед входом в атмосферу

Для торможения ММС на втором, заключительном, этапе спуска в атмосфере используется дополнительное надувное тормозное устройство, представляющее собой тор с внешним диаметром 1,8 м. При вводе (наполнении) ДНТУ от ММС отделяется устройство аэродинамического торможения. Расхождение устройства аэродинамического торможения и внедряемой части с наполненным ДНТУ обеспечивается за счет разницы баллистических параметров (Рх).

ММС с наполненным дополнительным надувным устройством (ДНТУ)

В процессе дальнейшего спуска ММС тормозится до посадочной скорости, составляющей:

• 48,5..57,6 м/с для уровня поверхности H = 2 км (p = 0,01188 кг/м3);
• 44,6..52,8 м/с для уровня поверхности H = 0 км (p = 0,01419 кг/м3).

Отделение устройства аэродинамического торможения

При контакте с поверхностью происходит внедрение в грунт носовой части корпуса ММС.

Станция перед посадкой на поверхность

После посадки метеостанции на поверхность Марса раскрываются две штанги: одна телескопически выдвигается вверх на высоту 1 метр, а другая - откидывается на поверхность. На вертикальной штанге укреплены антенна, панорамная телекамера, датчик скорости ветра и разнесенные по длине штанги датчики температур, именно благодаря им предполагается провести градиентные измерения температуры приповерхностного слоя. На другой штанге расположены датчик влажности и датчик температур.