Охарактеризуйте успехи советских ученых и в области освоения марса кратко

Обновлено: 02.07.2024

В конце 1971 года - 2 декабря - на поверхность Марса опустился космический аппарат. Это была первая в мире и пока единственная в истории советско-российской космонавтики мягкая посадка спускаемого аппарата на Красную планету. Этот и другие проекты СССР по освоению Марса - в обзоре "РГ".

Разведчики межпланетных трасс

В контексте освоения Марса нельзя не сказать пару слов о лунной программе СССР. Именно первые полеты к спутнику Земли позволили накопить опыт и отработать технологию создания межпланетных автоматических станций.

Первый аппарат, достигший второй космической скорости, "Луна-1" был запущен 2 января 1959 года. Второй отправился в полет в сентябре того же года. И хотя старт сопровождали неполадки, "Луна-2" впервые в мире достигла поверхности небесного тела в районе Моря Дождей, в северо-западной части видимой с Земли стороны спутника.

Аппарат по нынешним временам был простым: он не имел собственной двигательной установки, а из научного оборудования на нем были прибор для регистрации ядерных излучений и элементарных частиц, счетчики Гейгера, магнитометры и детекторы микрометеоритов. Зато "Луна-2" доставила на поверхность спутника вымпел с изображением герба СССР.

Колонизация космоса является важным шагом для будущего человечества, и Марс как никакая другая планета идеально подходит для стартовой площадки. Судите сами: достичь его можно примерно за 9 месяцев; марсианские сутки составляют 24 часа 39 минут и почти равняются земным; здесь есть атмосфера, которая дает некоторую защиту от солнечной и космической радиации; недавние исследования НАСА подтвердили наличие на планете воды. Эти и многие другие факторы, по мнению ученых, говорят о том, что после процесса терраформирования планета может быть вполне пригодна для жизни.

Сверхдержавы - СССР и США - давно присматривались к Красной планете. Соревнования по освоению космоса в свое время были эхом холодной войны, но на деле обернулись толчком к развитию обеих стран.

И хотя изначально советские попытки достичь Марса успехом не увенчались, уже 1 ноября 1962 года разработанный калининградским ОКБ-1 "Марс-1" стал первым в истории космический аппарат, выведенный на траекторию полета к Красной планете.

Специально к запускам аппаратов к Марсу построили мощный радиотехнический комплекс дальней космической связи. Там зафиксировали: за время полета первого аппарата с ним был проведен 61 сеанс радиосвязи, получен большой объем телеметрической информации, а на его борт передано более трех тысяч радиокоманд.

К сожалению, путешествие было недолгим: из-за негерметичности клапана падало давление в баллоне с газом для двигателей системы ориентации. В последний раз на связь "Марс-1" выходил, будучи на расстоянии 106 миллионов километров от Земли.

Исходя из баллистических данных, ученые предполагают, что 19 июня 1963 года "Марс-1" пролетел на расстоянии около 200 тысяч километров от поверхности планеты, в честь которой был назван, и продолжил свой полет вокруг Солнца.

Полет аппарата предоставил новые данные о физических свойствах космического пространства между орбитами Земли и Марса, об интенсивности космического излучения, напряженности магнитных полей и так далее.

Подразумевалось, что уже следующий аппарат сможет изучить планету не только со стороны, но и непосредственно с поверхности.

19 мая 1971 года с космодрома Байконур была запущена станция "Марс-2". Следом в небо ушел близнец - "Марс-3" (конструктивно обе станции были идентичными: если бы первая миссия провалилась, завершить начатое должен был бы следующий аппарат).

"Марс-2" предназначался для исследования планеты и с орбиты искусственного спутника, и с помощью посадочного аппарата. Для реализации этой программы в НПО имени Лавочкина были фактически с нуля разработаны модули, представлявшие собой новейшее поколение советских автоматических межпланетных станций. Заложенные в них конструктивные решения, по словам специалистов НИИ, успешно использовались почти 20 лет при создании межпланетных станций серии "Марс", "Венера", "Вега", космических обсерваторий "Астрон" и "Гранат".

"В ноябре 1971 года успешно провели вторые коррекции траекторий движения. До прилета станций к Марсу оставались считанные дни. Погода на планете была неблагоприятной для наблюдений с орбитальных станций, и, тем более, для посадки спускаемого аппарата: уже несколько недель на Марсе бушевала необычно сильная пылевая буря, охватившая всю поверхность планеты. Астрономы такой мощной бури не фиксировали за всю историю наблюдений", - рассказывали исследователи.

Тем не менее, аппарат успешно достиг пункта назначения. Правда посадка завершилась неудачей: бортовая ЭВМ из-за программной ошибки сработала неправильно, и угол входа в атмосферу оказался больше расчетного. Спускаемый модуль слишком круто вошел в марсианскую атмосферу, из-за чего не успел затормозить на этапе аэродинамического спуска. Парашютная система в таких условиях была неэффективной, и аппарат разбился о поверхность Марса, став, таким образом, первым "инопланетным" предметом на планете. Масса "подарка" составляла 4650 килограммов.

После потери "Марса-2" основные надежды возлагались на подлетающую к Красной планете станцию "Марс-3". Спуск третьего аппарата советской программы стал настоящим прорывом эры изучения четвертой планеты от Солнца

Мягкая посадка на Марс является и сегодня сложной научно-технической задачей, а в то время рельеф поверхности планеты и особенности грунта были малоизученны.

Как рассказывал один из создателей аппарата, сила тяжести на Марсе только в два с половиной раза меньше земной и аппарат выручила атмосфера: несмотря на мизерное давление, ее удалось использовать для торможения. Но в атмосферу аппарат все равно входил с огромной скоростью, и мягкая посадка была практически невозможна. Выходом стало торможение в несколько ступеней - аэродинамическое, парашютное.

До сих пор космические автоматические станции осуществляли связь непосредственно с Землей. Сигнал марсианского аппарата сначала приняла орбитальная станция "Марса-3", а с него он ушел на Землю, в Центр дальней космической связи. По словам специалиста по радиотехническим системам, такая сложная схема была необходима. Чтобы передавать информацию непосредственно с марсианского посадочного аппарата, надо иметь на нем мощный радиопередатчик и антенну.

В течение полутора минут после посадки станция готовилась к работе, после чего начала передачу панорамы окружающей поверхности. Газета "Правда" в декабре 1971 года писала о том, как ученые с замиранием сердца ждали сигнала с аппарата, который находился на огромной, продуваемой неземными ветрами, равнине. Сигнал пошел! Но через 14,5 секунд трансляция прекратилась. "Марс-3" передал только первые 79 строк фототелевизионного сигнала: полученное изображение представляло собой серый фон без единой детали.

Впоследствии были выдвинуты несколько гипотез о том, что стало причиной внезапного прекращения сигнала: предполагали разряд в антеннах передатчика, повреждение аккумуляторной батареи и так далее.

Да, "Марс-3" осуществил первую в мире мягкую посадку на Красную планету, но не смог ни передать фотографии, ни опробовать первый шагающий марсоход. Лишь в июле 1976 года американские аппараты "Викинг" смогли передать снимки поверхности и провести научные исследования, включая тесты на наличие жизни.

По сей день умы энтузиастов космических исследований занимает вопрос: что стало с "Марсом-3"? Рукотворный предмет на чужой планете ищут на снимках поверхности не один десяток лет. На изображение, полученном современными аппаратами в 2013 году, например, в расчетной точке посадки "Марса-3" заметно светлое пятно, напоминающее парашют.

Спутник как предчувствие

Последний странник по имени "Марс" - шестой по счету - был запущен 12 марта 1974 года. Аппарат достиг планеты, но связь с ним была потеряна еще до посадки, в непосредственной близости от поверхности.

Затем началась эра "Фобоса". Проект под руководством академика Роальда Сагдеева, советского и американского физика, был начат на волне успешного сотрудничества с западными научными организациями.

Почему спутник Марса привлек внимание ученых? Дело в том, что из-за малой массы геологическое строение Фобоса и Деймоса не претерпело больших изменений со времени образования Солнечной системы. Изучение химического состава грунта Фобоса дало бы ученым возможность судить об условиях формирования тел Солнечной системы, последующей их эволюции и, может быть, познать причины, приведшие к возникновению Земли и развитию жизни на ней.

Итак, 7 и 12 июля 1988 года с космодрома Байконур были выведены на траекторию полета к Марсу последовательно "Фобос-1" и "Фобос-2". Оба аппарата бесславно закончили свои дни.

С первым "Фобосом" через два месяца была потеряна связь. Виною тому стала ошибка, допущенная специалистом Научно-испытательного центра имени Бабакина при составлении программы работы бортовой аппаратуры. Неверная команда привела к полету "Фобоса-1" в неориентированном относительно Солнца режиме. По этой причине произошел разряд бортовых химических батарей, космический аппарат потерял способность принимать радиокоманды. Восстановить связь не удалось.

"Фобосу-2" повезло больше: он благополучно долетел до Марса. Были выполнены подготовительные маневры для сближения с Фобосом. 27 марта 1989 года после завершения телевизионной съемки должен был включиться бортовой передатчик. Однако в расчетное время сигнал на Земле принят не был. Точный момент аварии неизвестен: конструкция "Фобоса-2" не позволяла одновременно вести фотосъемку и поддерживать связь с ЦУПом. Последний принятый после несостоявшегося сеанса связи искаженный сигнал показал: бортовой компьютер не работает, а сам аппарат вращается, потеряв ориентацию.

Основная задача - доставка на поверхность Фобоса автоматической самоходной мини-станции - осталась невыполненной. Однако, несмотря на потерю связи с обоими аппаратами, исследования Марса, Фобоса и околомарсианского пространства, выполненные в течение 57 дней на этапе орбитального движения, позволили получить уникальные научные результаты. Например, оценить скорость эрозии атмосферы Марса, вызванной взаимодействием с солнечным ветром.

Вопрос об изучении Марса встал еще в начале 1960-х годов. Ведя лунную гонку, ведущие космические государства мира того времени, СССР и США, начали приглядываться и к другим планетам, в первую очередь к Венере и Марсу. Помимо чисто научного интереса, речь уже тогда шла о начале колонизации планет Солнечной системы и Марс лучше всех подходил для этого. Лететь до него несколько месяцев, марсианские сутки по продолжительности схожи с земными, там приемлемая гравитация и есть полярные льды – источник воды и парниковых газов. Их можно использовать для восстановления атмосферы.

Первые провалы

И вот успех

Нас подвела электроника

Причиной этих и последующих, также оказавшихся неудачными запусков, стало плохое состояние элементной базы и ненадежность новой технологии впайки выходов из полупроводников.

На этом советская программа изучения Марса была закончена. Российская впереди.

И хотя изначально советские попытки достичь Марса успехом не увенчались, уже 1 ноября 1962 года разработанный калининградским ОКБ-1 "Марс-1" стал первым в истории космическим аппаратом, выведенный на траекторию полета к Красной планете.

Еще многие сотни лет назад Марс привлекал внимание и ученых, и обывателей со всего мира. Ему поклонялись, его боялись, но всегда хотела узнать, что он в действительности из себя представляет. Со времен, когда люди начали исследование Марса, прошло не так много времени, но накопленный научный материал уже позволяет составить представление о том, что это за планета.

Причины научного интереса

Среди планет солнечной системы Марс считается наиболее близким по условиям к Земле, однако главные вопросы относительно этой планеты еще не решены.

На поверхности Марса раньше было много воды в жидком состоянии, а климат можно было назвать теплым. Затем произошло нечто, из-за чего водоемы на планете исчезли, а климат резко стал сухим. Ученые хотят выяснить причины произошедшего, это стало основной целью исследования Марса.
Второй важнейшей целью исследований Марса является построение его детальной модели. Сейчас ничего не известно о внутреннем строении Марса, почти нет данных о поверхности планеты, физических и химических процессах. Это важнейшие данные для понимания перспектив использования Марса.
Третья цель исследования связана с поиском ответа на вопрос – есть ли жизнь на Марсе, и если нет, то существовала ли когда-то.
Последней целью является освоение планеты. Марс представляется наиболее подходящей для освоения и колонизации в будущем.

Исследование Марса с помощью телескопов

В 1610 Галилео Галилей положил основу изучения планеты, проведя первое исследование Марса с помощью созданного им же телескопа. Тогда впервые были обнаружены и зафиксированы такие особенности рельефа, как вулканы и марсианские каналы.

Последователями Галилея были открыты следующие факты о планете:

Ученые увидели пятно моря Сырт. Наблюдения за ним позволили вычислить, что год на Марсе длится 687 земных суток, а полный оборот планета совершает за 24,5 часа.
Были обнаружены полярные ледяные шапки и зависящие от времени года периоды их таяния.
Были созданы первые карты Марса.
Наблюдения за преломлением света в атмосфере Марса позволили предположить наличие воды в его атмосфере.
Обнаружены спутники Марса – Фобос и Деймос.

Дистанционные исследования Марса с помощью космических аппаратов

Благодаря космическим исследованиям планеты в 1920-е годы удалось установить, что на всей территории Марса преобладают суровые пустынные условия. Уже тогда стало ясно, что человеку будет тяжело освоить территории планеты, в отличие от техники, которую можно создать подходящей для нахождения там.

Первые запуски советских космических аппаратов к Марсу

Советский зонд Марс-1 стал первым, созданным аппаратов, целью которого было достичь поверхность Марса для научных исследований. Но миссия потерпела неудачу. С 1960 по 1969 годы три зонда вышли из строя еще на старте, три не вышли на околоземную орбиту, один не был способен приземлиться на территорию Марса. Два зонда оказались недееспособны, когда достигли орбиты планеты.

В программу исследования Марса СССР входили не только спускаемые аппараты, но и орбитальные зонды. Их целью было достижение орбиты Марса и отправление сигналов на Землю, в том числе и передача фото поверхности планеты, данных о радиации и атмосфере. Однако все зонды такого типа рано или поздно пропадали с локаторов советских ученых.
После первых неудач СССР разработали более многофункциональные автоматические аппараты, Марс-2 и Марс-3. Цель этих машин заключалась в курсировании вокруг Марса и совершении посадки. Запуск состоялся в 1971 году, сигналы с машин поступали до марта 1972 года, позволив советским ученым таким образом собрать хороший научный материал: 60 фотографий, позволяющим воссоздать рельеф Марса, узнать особенности гравитации и магнитных полей планеты.

После удачных запусков СССР отправляли еще 4 зонда, 3 из которых отправили данные на Землю. Марс-4 пролетел по радиусу планеты на расстоянии 2200 км, впервые была зафиксирована ионосфера марсианских ночей.

Программы НАСА

История исследования Марса для НАСА началась в 1964 году, когда были запущены два космических аппарата. Успешным оказался второй, Mariner 4, который в 1965 пролетел мимо планеты и сделал первое фото Марса крупным планом. Кроме того, расположенный на аппарате магнитофон передал ученым информацию об ударных кратерах. В ходе этой первой успешной миссии были собраны данные для подготовки новых машин для отправления на Марс.

В следующие года на основе исследований 1964 года были сделаны попытки отправки зондов, однако удачным оказалась только отправка Mariner 9, который впервые успешно вышел на орбиту Марса. Однако во время прибытия к Марсу его ожидала песчаная буря, не позволяющая детально исследовать планету. В этот период аппарат занимался изучением спутника с помощью космических аппаратов. Были сделаны важные открытия, связанные с Фобосом.

Когда погода на планете наладилась, аппарат сделал первые качественные фото, доказавшие, что на Марсе когда-то могла течь вода. Также был обнаружен вулкан, названный Олимпом, – это самая высокая гора в Солнечной системе.

Программа Viking

В 1975 году в рамках этой программы были запущены корабли Viking 1 и 2. Это были первые аппараты, успешно приземлившиеся и работавшие на поверхности Марса.
Учеными были заданы следующие задачи наблюдения и передачи данных о Марсе: фиксация метеорологических, сейсмических и магнитных свойств планеты, а также отчеты о биологических экспериментах на борту Викинга.

Были обнаружены устья рек, размытые долины, признаки выпадения дождей в прошлом. Некоторые из данных даже свидетельствуют о наличии признаком микробной жизни на Марсе.

Станция Марс Масфайндер

4 июля 1997 года американский корабль Марс Масфайндер приземлился на марсианской станции. На своем борту он привез первого робота для изучения поверхности планеты. Аппарат кроме того проверял в действии множество новых технологий: систему подушек безопасности, автоматические системы предотвращения препятствий. Данный аппарат стал подготовкой к более масштабному исследованию.

Mars Global Surveyor

Этот новый космический аппарат, запущенный 12 сентября 1997 года, стал первым полностью успешным проектом за последние двадцать лет. Первый этап работы аппарата, начавшийся в 1999 году, заключался в первичной картографической экспедиции и продлился один марсианский год, что равняется двум земным.

Полученные в ходе этого исследования данные превосходили по качеству и количеству информацию, полученную за весь период научного изучения Марса. В данный момент эти данные находятся в общем доступе.

Этот аппарат продолжил исследование водного вопроса планеты. Благодаря ему ученые выдвинули следующую гипотезу: на марсе есть вода в жидком виде, но она сосредоточена под поверхностью воды. Однако иногда происходит ее выход на поверхность, что приводит к появлению размытых каналов и оврагов.

Продолжались и изучения магнитного поля Марса. Были получены данные, свидетельствующие о локализации источников магнитного поля не в ядре планеты, а в ее коре.
В 2006 аппарат потерял связь с Землей, и что с ним сейчас – до сих пор неизвестно.

Марс Одиссея и Марс Экспресс

В 2001 году Марс Одиссея прибыл на Марс с целью обнаружить воду на планете. Уже в следующем году аппарат обнаружил большое количество водорода, что свидетельствует о нахождении больших залежей льда в нескольких метрах от поверхности под землей.

В 2003 Европейское космическое агентство запускает с Байконура Марс Экспресс, оснащенный механической рукой и спектрометром, что позволило машине исследовать почву под поверхностью для поиска биосигналов. Как и предыдущие исследования НАСА, Марс Экспресс подтвердил наличие водяного пара и углекислого газа на южном полюсе планеты. Позже были найдены 2 американских аппарата, утративших связь с Землей.

Орбитальное распознавание Марса

В 2005 под руководством Локхида Мартина в Лаборатории реактивного движения был построен многоцелевой космический корабль стоимостью 720 миллионов долларов. В 2006 он достиг марсианской орбиты.

Этот современный аппарат и сегодня занимается анализом почвы и рельефом благодаря чувствительным камерам на борту. Он изучает марсианскую погоду, тестирует телекоммуникационные системы, служит передатчиком информации с поверхности планеты.

К последним его целям относится работа в качестве спутника для новейших миссий на Марсе.

Фобос-Грунт

Фобос-Грунт – это миссия Роскосмоса, начатая 8 ноября 2011. Ее цель состояла в извлечении образца Фобоса для его дальнейшего отправления на Землю и размещении на орбите Марка китайского зонда. Однако миссия потерпела поражение и аппарат не смог выйти за пределы околоземной орбиты.

Curiosity марсоход и орбитальная миссия MAVEN

В 2012 году на Марс высадился марсоход Curiosity. Он привез на Марс инструменты и аппаратуру, предназначенную для поиска условий для жизни на планете.

Для передачи информации НАСА так же был запущен MAVEN, который сейчас находится на орбите Марса и помогает поддерживать связь между техникой на Марсе и учеными на Земле.

Миссия Орбита Марса

В 2014 году на орбиту Марса был успешно доставлен Мангальян, первый в истории азиатский аппарат, успешно показавший себя в исследовании Марса.

Помимо главной цели – демонстрации развивающихся восточных технологий, аппарат изучает атмосферу Марса и передает данные о ней на Землю. Главное достижение проекта – его низкая цена, 71 млн. долларов.

Другие попытки азиатских стран принять участие в программе изучения Марса, оказались неудачными и были предприняты Китаем и Японией.

Ситуация в настоящее время

Всего к Марсу было отправлено 44 миссии. Из них 16 успешных, 7 – частично успешных, 21 – неудачных.
На орбите Марса расположены 6 космических аппаратов: 3 американских, европейский, индийский и российско-европейский.
На поверхности планеты работают 2 американских марсохода
Главное направление работы сегодня – изучение биологических следов на Марсе и перспектив жизни на нем.

Дальнейшие планы в изучении Марса

Следующее сближение Марса и Земли произойдет в 2020 году. Все страны-участники марсианской программы активно готовятся к этому моменту.

Таким образом, история исследования Марса – это сложный путь побед и поражений, ведь каждая третья миссия заканчивалась неудачей. Даже сейчас не все проекты оказываются успешными, и дорогое оборудование, в которое вложены силы многих ученых, становится очередным космическим мусором.

Тем временем отправление на Марс человека намечено уже на 30-е годы. Ученым всего мира нужно объединить усилия, чтобы первый полет человека стал мировым достижением, а не трагедией. Ведь заселение космоса открывает огромные перспективы существования человечества в целом.