M-69 №521

27 марта 1969 10:40:45 - старт
27 марта 1969 - авария РН

Новости космонавтики 1992 №17:
Россия. 25 лет запуску станций М-69

2 апреля. НК. К.Лантратов. Марс всегда притягивал к себе взоры и мысли землян, а уж после того, как в 1887 году итальянский астроном Джованни Скиапарелли увидел на нем каналы - тем более. Поэтому не удивительно, что уже через три года после старта первого спутника в СССР начались запуски аппаратов к Красной планете. Но Марс оказался "крепким орешком", о который было сломано немало "зубов". Из шести советских аппаратов, запущенных с 1957 по 1967 годы, ни один не долетел до Марса.

1969 год должен был прервать эту череду неудач. Так во всяком случае хотелось надеяться. Старты двух станций М-69 наметили на 27 марта и 2 апреля 1969 года. Подготовили даже сообщения ТАСС: "В полете "Марс-2" и "Марс-3"... Однако не было тассовских сообщений. А "Марсами-2 и -3" были названы совсем другие аппараты в 1971 году. Но что же произошло?

Была космическая гонка, было желание обогнать Америку. Штаты с 1957 по 1967 год запустили к Марсу лишь две станции. Но одна из них - "Маринер-4" - достигла цели 15 июля 1965 года и передала первые изображения планеты. На февраль-март 1969 года в США намечался старт еще пары "Маринеров". Поэтому руководство Советского Союза поручило в 1968 году ведущему предприятию по межпланетным станциям - НПО имени Лавочкина - сделать два аппарата для исследований на орбите Марса (программа М-69). Новые возможности должна была дать ракета УР-500К (8К82К) ("Протон"). Она давала возможность "забросить" к Марсу в три раза более тяжелый аппарат, чем ранее применявшаяся ракета "Молния".

Конструкторы сделали все зависящее от них. Почти 5-тонные станции М-69 (масса каждой была 4850 кг) должны были сказать новое слово в исследовании Марса. Планировалось, что они выйдут на орбиту искусственного спутника Марса и в течение трех месяцев будут передавать информацию о планете. Но уверенности в успехе не было. Ведь спешка - не лучший союзник. А спешить приходилось очень сильно. Поэтому сами разработчики оценивали вероятность полного выполнения программы обеими станциями в 50%. Из-за нехватки времени испытания станций проводились уже на Байконуре по урезанной программе. Много нареканий было и к электронике АМС. Ведь она была сделана на старой элементной базе начала 60-х годов.

Однако на этот раз до станций дело даже не дошло - подвели ракеты. При первом запуске 27 марта 1969 года на 438-й секунде взорвалась турбина двигателя третьей ступени. Как говорят в таком случае космические "спецы", "ракета ушла за бугор." А 2 апреля носитель не дотянул даже до "бугра": сразу после запуска (0,02 сек) начался пожар одного из шести двигателей первой ступени. Ракета, чуть покачиваясь, медленно поднялась над землей, а затем спикировала и "рванула" вблизи стартового стола. Как водилось в таких случаях, газеты, радио и телевидение ничего не сообщили. Труд многотысячного коллектива - конструкторов, изготовителей, испытателей, стартовиков - остался за строкой ТАСС.

Но этот труд, эта работа не пропали даром. Отрицательный результат в космонавтике - тоже результат. Следующим станциям НПО имени Лавочкина - М-71 и М-73 - повезло немного больше. Но это уже совсем другая история.



«Марс 1969А» — советская автоматическая межпланетная станция (АМС) третьего поколения космической программы «Марс». Одна из двух АМС серии М-69. «Марс 1969А» предназначена для исследования Марса с орбиты искусственного спутника.
Космический аппарат запущен 27 марта 1969 в 10:40:45 UTC с космодрома Байконур 81/23, ракетой-носителем Протон-К с разгонным блоком D. Запуск закончился неудачей из-за аварии ракеты-носителя.
Аппарат был одним из двух одинаковых первых в СССР и мире многотонных АМС. Аппарат имел стартовую массу 4850 кг, топливный бак зонда имел сферическую форму со внутренней перегородкой, для того, чтобы он состоял из двух отдельных отсеков. Две панели солнечных батарей общей площадью 7 квадратных метров были установлены по обе стороны аппарата. Параболическая антенна имела диаметр 2,8 м, установленная в верхней части зонда, вместе с тремя герметичными отсеками, первый — отсек для электроники, второй — для радио-связи и навигационных систем, третий — для камеры, аккумуляторов и телеметрических устройств. Также на внешней стороне космического корабля было установлено две антенны конической формы и набор датчиков.
Главный двигатель был установлен в нижней части зонда и использовал ТНА для работы на четырёхокиси азота и несимметричном диметилгидразине (НДМГ), которые были в основе топлива. Восемь двигателей с собственными топливными баками и 9 герметизированных резервуаров управляющие подачей гелия для (2 двигателей), контроля за траекторией (2), для управления (4). Стабилизация полёта с тремя осями ориентацией были достигнуты за счёт: 2 Солнечных датчиков, 2 Земного датчика, 2 датчика Марса, звёздного датчика, гироскопов, и малых двигателей использовавших сжатый газообразный азот, который хранится в 10 герметичных резервуарах. Мощность в 12 Ампер вырабатывали солнечные батареи аппарата, а затем энергия накапливалась в никель-кадмиевых аккумуляторах ёмкостью 110 ампер*час.
Связь осуществлялась через два передатчика сантиметрового диапазона (6 ГГц), передающих данные со скоростью 6000 бит/с; два передатчика и три приёмника дециметрового диапазона (790—940 МГц), потребляющий 100 Вт электроэнергии и передающий данные со скоростью 128 бит/с на 500 каналах телеметрии. Параболическая остронаправленная антенна с высоким коэффициентам увеличения использовалась в качестве передатчика при приближения к Марсу, а также коническая полу-направленная антенна с низким коэффициентом усиления. Тепловой контроль был достигнут за счёт пассивного экранно-вакуумной изоляции при помощи системы герметичных отсеков, состоящие из вентиляции и блока циркуляции воздуха, которые проходят через радиаторы и подвергаются воздействию солнечного света и тени.
Научная аппаратура аппарата состояла в основном из трёх телевизионных камер, предназначенных для получения снимков поверхности Марса. У камеры было 3 цветных фильтра с двумя объективами: 50-мм объектив с разрешением 1500 х 1500 км и 350-мм объектив, с разрешением 100 х 100 км. Размер изображения был 1024 x 1024 пикселей с максимальным разрешением от 200 до 500 метров. Камера система состояла из записывающего блока, блока обработки, и блока для подготовки изображения для передачи. Камера может хранить 160 изображений. На аппарате имелся радиометр, детектор паров воды, ультрафиолетовый и инфракрасный спектрометр, детектор слежения за радиацией, гамма-спектрометр, водородный/гелиевый масс-спектрометр, спектрометр солнечной плазмы, и низкоэнергетический ионный спектрометр.
Выведение космического аппарата на околоземную орбиту ракетой-носителем Протон-К и разгонным блоком Блок-D.
Выведение на траекторию полёта к Марсу. Повторное включение разгонного блока после одного витка на околоземной орбите. Доразгон космического аппарата встроенным двигателем.
Два манёвра коррекции траектории в течение 6 месяцев полёта к Марсу.
Выведение АМС на орбиту искусственного спутника Марса 34000 X 1700 км с наклонением 40 градусов и периодом обращения 24 часа. Фотографирование и другие исследования с этой орбиты. Коррекция орбиты для уменьшения периапсиса до 500-700 км. Проведение с этой орбиты научных исследований и фотографирования в течение трёх месяцев.
«Марс 1969А» был запущен 27 марта 1969 в 10:40:45 UTC с космодрома Байконур 81/23, ракетой-носителем Протон-К и разгонным блоком D. Первая и вторая ступени отработали успешно, но на третьей ступени возникли неполадки в подшипнике ротора, которые в свою очередь вызвал возгорание турбонасосного агрегата. На 438,66 секунды после старта двигатели остановились и взорвались, обломки ракеты и межпланетной станции упали в горах Алтая.

Сиддики:
Научные инструменты:
1. RA69 радиометр
2. прибор для измерения уровня водяного пара
3. Ультрафиолетовый спектрометр УСЗ
4. UTV1 инфракрасный Фурье-спектрометр
5. KM69 детектор космических лучей
6. PL18M солнечный плазменный спектрометр
7. РИП-803 низкоэнергетический спектрометр
8. ГСЗ гамма-спектрометр
9. UMR2M водород/гелий масс-спектрометр
10. система визуализации (3 камеры)
11. Д-127 ловушки заряженных частиц
Космический аппарат Марс серии М-69 был первым из нового поколения зондов Марса, разработанных конструкторским бюро Лавочкина для запуска тяжелой РН «Протон». Хотя миссии 1969 года изначально предназначались как для орбиты Марса, так и для посадки, ограничения по весу в конце планирования миссий заставляли инженеров удалить посадочный аппарат и оставить только орбитальный аппарат. Эти новые зонды были сконструированы так: вокруг одного большого сферического контейнера крепились три герметичных отсека. После двух коррекций на полпути маршрута во время полугодового полета на Марс космический аппарат должен был выйти на орбиту вокруг Марса примерно с 1700 х 34 000 километров при наклоне 40°. После первоначальной фотосъемки зонды должны были опустить свой перицентр примерно до 500–700 километров для второй съемки. Общая продолжительность миссии составит около трех месяцев. Во время запуска первого М-69 третья ступень Протона прекратила работу в Т + 438,46 секунды после того, как её турбонасос загорелся из-за неисправного подшипника ротора. Зонд, который должен был выйти на орбиту Марса 11 сентября 1969 года, даже не достиг орбиты Земли.

Маров:
Советские программы полетов на Марс и Венеру, с самого начала их возникновения в 1960 году, были сильно переплетены, поскольку задействованные в них версии космических станций имели небольшие различия. После передачи лунно-планетной программы в НПО имени Лавочкина, оно занялось доработкой конструкции 3МВ-3, разработанной в ОКБ-1, превратив ее в 1 000-килограммовую космическую станцию для запуска к Марсу на модернизированной ракете-носителе «Молния-М» в окно запуска 1967 года. Но вскоре это решение отменили. На это повлияли семь предыдущих неудавшихся попыток полетов на Марс в период 1960-1964 годов. Особенно досадной была неудача с пролетной космической станцией «Зонд-2» - «Марс», которая вышла из строя как раз тогда, когда запущенный почти в то же время в США «Маринер-4» успешно произвел пролет у Марса в июле 1965 года. В том же месяце «Зонд-3», успешно облетев Луну, не смог достичь поставленных целей испытательного полета к (условному) Марсу. Зная, что США отказываются от Венеры в пользу Марса и будут осуществлять дублированные пролетные программы начиная 1969 года с прицелом на запуск орбитальных и посадочных аппаратов, возможно, уже в 1973 году (?), советские специалисты приняли решение усовершенствовать посадочный аппарат «Марс», который бы смог превзойти американские пролетные программы.
Спускаемый аппарат для космической станции 3МВ «Марс» был разработан в начале 1960-х годов в предположении, что атмосферное давление у поверхности находится в пределах от 80 до 300 мбар. Но пролетная станция «Маринер-4» показала, что давление составляет только 4-7 мбар. По этой причине разработанная конструкция спускаемого аппарата 3МВ оказалась неприемлемой. Для осуществления входа в атмосферу, спуска и посадки в столь разреженной атмосфере требовались новые технические решения. Поэтому в октябре 1965 года НПО имени Лавочкина отказалось от станции 3МВ для исследований Марса, но решило использовать ее для исследований Венеры, поскольку этот посадочный аппарат подходил для спуска в плотной атмосфере. Это привело к отмене решения о том, чтобы пропустить окно запуска на Марс в 1967 году ради разработки более функциональной космической станции в окно запуска 1969 года.
В 1965 году состоялся дебют ракеты-носителя «Протон» для планетных исследований. Она позволяла удвоить массу, которую можно было доставить на низкую околоземную орбиту трехступенчатой ракетой «Молния». Будучи оснащенной «Блоком Д» в качестве четвертой ступени («Протон-К»), она открыла путь к созданию нового поколения более тяжелых, функциональных и сложных лунных и планетных космических станций, чем станции, выводимые в дальний космос «Молнией» 3МВ. «Протон-К», способный вывести на межпланетную траекторию четыре тонны груза, стал стандартным носителем для полетов к Луне и Марсу после 1966 и к Венере после 1972 года.
В марте 1966 года главный конструктор НПО имени Лавочкина Георгий Бабакин сформулировал основные инженерные требования к новым программам запусков к Марсу и Венере на период 1969-1973 годов для выполнения следующих задач:
1) для достижения промежуточной орбиты и выхода на межпланетную траекторию использовать «Протон-К»;
2) для коррекции траектории во время полета и последующего выхода на орбиту вокруг цели с перицентром около 2000 км и апоцентром не выше 40000 км применять «универсальную» многоцелевую модульную систему с бортовой двигательной установкой;
3) для совершения мягкой посадки и доставки на поверхности научных приборов использовать схему спуска с пролетной траектории или спуска с орбиты;
4) для передачи информации от посадочного аппарата на Землю со скоростью не менее 100 бит/с использовать основную космическую станцию как пролетную станцию или как орбитальный аппарат;
5) применять систему телеметрии, способную передавать данные с основной космической станции со скоростью не менее 4000 бит/с.
Было также решено, что вдобавок к маневрам коррекции траектории, наведения спускаемого аппарата на цель, выхода на планетную орбиту и ориентации универсальная двигательная установка должна также участвовать в обеспечении выхода на расчетную межпланетную траекторию, запускаясь после отделения отработавшего «Блока Д».
Эти рекомендации были сразу же учтены при подготовке полета к Марсу в 1969 году, но их не применяли при подготовке полетов к Венере вплоть до полета в 1972 году станции 3МВ «Венера-8», полностью выполнившей свою научную программу. Было также решено, что в новой автоматической станции для исследований Марса спускаемый аппарат будет одновременно служить атмосферным зондом для получения данных, необходимых для разработки посадочной системы в столь разреженной атмосфере. Другой ключевой целью было улучшить эфемериды Марса для последующих программ. Научные цели программы исследований Марса с использованием посадочных аппаратов и спутников состояли в следующем.
1. Измерение температуры, давления, скорости и направления ветра в атмосфере и на поверхности, измерение химического состава атмосферы планеты.
2. Осуществление мягкой посадки в выбранном районе и съемка поверхности для исследования физических особенностей местности и (возможно) растительности.
3. Измерение состава, напряжений при деформации и других свойств грунта.
4. Измерение уровня радиоактивности и магнитного поля на поверхности.
5. Регистрация любых следов микроорганизмов в грунте.
6. Исследование верхних слоев атмосферы.
7. Составление детальной карты теплового излучения Марса с околомарсианской орбиты.
8. Пролет рядом с Фобосом и Деймосом и фотосъемка с околопланетной орбиты для определения их формы, размера и альбедо.
9. Фотосъемка Марса с орбиты спутника с целью понять природу «морей» и «каналов», а также сбор данных о сезонных изменениях.
Как видим, перед программой исследований были поставлены чрезвычайно сложные научные задачи, ни одна из которых не была реализована в предыдущих марсианских запусках. Подогреваемые соревнованием с США и опираясь на новые возможности ракеты-носителя «Протон-К», советские специалисты попыталась создать первые орбитальные космические станции и спускаемые аппараты к окну запуска, до которого оставалось всего 33 месяца — немыслимо короткий срок, за который предстояло разработать космическую станцию беспрецедентной сложности. Более того, посвятив часть этого времени модификации 3МВ ради достижения Венеры в 1967 году, разработчики по существу оказались ограниченными 20 месяцами, а возникшие проблемы при конструировании оставили им всего 13 месяцев. В этих условиях разработка принципиально нового космического аппарата была сопряжена с огромным риском. Ко всему этому следует добавить, что НПО имени Лавочкина было перегружено работами по новой лунной программе, противопоставляемой программе «Аполлон». Разработка лунохода и автоматической станции для доставки образцов на Землю, наряду с развитием успешных программ исследований Венеры, существенно влияли на и без того напряженный график работ по созданию М-69 — совершенно новой космической станции, какой еще не бывало. Далеко не все проходило гладко, нелегко было справиться с многочисленными конструкторскими проблемами, доставшимися в наследство от ОКБ-1. Это, в первую очередь, касалось систем управления и телеметрии, а конструкция космической станции препятствовала легкому к ним доступу для ремонта и/или замены. Поэтому инженеры не слишком оптимистично оценивали шансы на успех нового аппарата. К тому же зима 1968-1969 годов выдалась чрезвычайно суровой, выходили из строя отопительные системы, дополнительно осложняя условия работы. На заключительном этапе подготовки, из-за дефицита времени и превышения общей массы комплекса спускаемый аппарат пришлось исключить, его заменили секцией с дополнительным орбитальным оборудованием.
В то время на Западе ничего не было известно о программе М-69, и прошло около 30 лет, прежде чем открылись подробности её разработки. И хотя первая попытка запуска в 1969 году этой новой космической станции не удалась, она послужила основой заложенных на том этапе инженерных и научных требований к космическим аппаратам для последующих программ исследования Марса.
Предварительная конструкция. Пока в 1966-67 годах инженеры Георгия Бабакина вместе с коллегами из ОКБ-1 работали над усовершенствованием космической станции 3МВ, положившей начало успешной программе «Венера-4»-8», другие подразделения НПО имени Лавочкина трудились над космической станцией новой лунной серии, которую предполагалось запускать ракетой-носителем «Протон-К» вместо «Молнии». В отличие от космических станций предыдущих серий 2MB, 3МВ и «Луна», в которых основным структурным элементом был отсек системы управления, основой новой конструкции стал блок из четырех топливных баков, соединенных вместе в форме квадрата с использованием внутренних цилиндрических секций, к которой крепилось остальное оборудование.
Как ни мал был промежуток времени, оставшийся для разработки космической станции «Марс-69» под ракету-носитель «Протон», было решено запустить его в открывающееся окно запуска. В первоначальной конструкции М-69 (рис. 1) спускаемый аппарат был прикреплен к блоку баков в том месте, где в лунном варианте располагался луноход, а остальные системы крепились снизу. По двум сторонам квадрата располагались две солнечные батареи, а по другим противоположным сторонам — параболическая антенна и двигатель. Такая конструкция позволяла уложиться в сроки, но она не удовлетворяла некоторым требованиям и к тому же ее было бы сложно переделать. Кроме того, конструкторы столкнулись с рядом инженерных проблем, пытаясь адаптировать лунную космическую станцию для исследования Марса. Главная трудность принципиального характера заключалась в конструкции баков, и в конце концов от нее пришлось вообще отказаться и начать интенсивный процесс конструирования заново, за оставшиеся 13 месяцев до даты запуска.


Рис. 1. Исходная схема конструкции космической станции «Марс-69»

Окончательная конструкция. В основу новой конструкции (рис. 2) космической станции был положен большой центральный сферический топливный бак в качестве главного структурного элемента. В баке были внутренние перегородки, отделявшие топливо — несимметричный диметилгидразин от окислителя — азотного тетроксида. Двигатель Исаева был прикреплен к основанию бака. Сверху к нему примыкал герметичный контейнер цилиндрической формы для электроники, а над ним располагался спускаемый аппарат. Два герметичных цилиндрических модуля крепились на противоположных сторонах бака, один — для связной и навигационной систем и оптических датчиков ориентации, а другой — для научного оборудования, включая фотокамеры. Датчики научных приборов крепились также на внешней стороне космической станции.


Рис. 11.18. Системы и научные приборы космической станции «Марс-69» (окончательный вариант конструкции): 1 — параболическая остронаправленная антенна, 2 — спускаемый аппарат с системой входа в атмосферу, 3 — топливный бак, 4 — солнечные батареи, 5 — двигательная установка, 6 — система ориентации, 7 — система терморегулирования с холодной стороны с соплами, 8 — иллюминаторы для фотокамеры, 9 — приборный отсек, 10 — система терморегулирования с горячей стороны, 11 — всенаправленная антенна, 12 — навигационная система. (С разрешения НПО им. Лавочкина)

Антенная система, включавшая остронаправленную параболическую антенну с высоким коэффициентом усиления и маленькую коническую антенну, были прикреплены к цилиндрическому контейнеру. Две панели солнечных батарей площадью 3,5 кв. м были смонтированы по внешним сторонам приборных модулей. Солнечные батареи питали никель-кадмиевые (NiCd) аккумуляторы, которые обеспечивали ток 12 ампер при емкости 110 ампер-часов. Применялись как пассивная термоизоляция, так и активная система терморегулирования. Активная система, работавшая в герметичных отсеках, включала в себя систему вентиляции и обеспечивала циркуляцию (прогонку) воздуха между двумя радиаторами, один из которых был направлен на Солнце, а второй находился в тени. Радиаторы системы терморегулирования размещались на панелях солнечных батарей, между секциями вокруг главного бака. Система управления космической станции М-69 была существенно усовершенствована по сравнению с предыдущими аппаратами серии 3МВ. Это была первая советская планетная космическая станция, оснащенная компьютером. Усовершенствованная система обработки данных весила всего 11 кг и обеспечивала программирование приборов, получение, обработку и сжатие данных о работе бортовых систем и научных приборов для передачи на Землю.
Космическая станция была оснащена также новой системой телеметрии, которая состояла из приемопередатчика для передачи данных, не относящихся к изображению, и импульсного передатчика для передачи изображений. Использовались параболическая остронаправленная антенна с высоким коэффициентом усиления диаметром 2,8 м и три малонаправленных конических антенны, работавшие в сантиметровом и дециметровом диапазонах длин волн. Конические антенны были расположены таким образом, что они смотрели на Землю, когда солнечные батареи были направлены на Солнце. Приемопередатчик включал в себя два передатчика и три приемника в дециметровом диапазоне на 790-940 МГц мощностью 100 Вт и обеспечивал также доплеровское слежение на скорости передачи 128 бит/с по 500 каналам передачи данных. Эти передатчики и приемники могли использовать либо конические антенны, либо антенну с высоким коэффициентом усиления. Один приемник всегда был включен и подключен к коническим антеннам с целью непрерывного приема. Остальные приемники и передатчики подключались к этим антеннам по командам программно-временного устройства, чтобы гарантировать надежность системы. В полезную нагрузку входила новая разработанная пленочная фотокамера с факсимильной системой обработки. Система формирования изображений оснащалась 5-см импульсным передатчиком мощностью 50 Вт, способным передавать данные со скоростью 6 кбит/с посредством коротких импульсов мощностью 25 кВт.
Для системы контроля положения (ориентации) в пространстве были разработаны новые системы датчиков Солнца и звезд, а также новые газовые микродвигатели на азоте. Имелось два датчика Солнца, два звездных датчика и два датчика Марса. Использовалось девять герметичных баков, наполненных гелием под высоким давлением, которые обеспечивали подвод азота, заключенного в десяти отдельных баках, к восьми двигателям малой тяги, контролирующих ориентацию станции в пространстве. Два из них использовались для управления углом тангажа, два для управления углом рысканья, а четыре остальных для управления углом вращения. Давление в баках с азотом составляло 350 бар и регулировалось до 6 бар для маневрирования и до 2 бар для подержания ориентации (стабилизации) в пространстве. В ходе полета по межпланетной траектории и стандартных операций космический аппарат использовал простой набор датчиков для грубой ориентации солнечных батарей на Солнце. Для работы с остронаправленной антенной, маневров на промежуточном участке траектории и картирования планеты с орбиты использовался более точный набор датчиков с целью точной стабилизации по трем осям. Система контроля положения в пространстве обеспечивалась оптическими датчиками и гироскопической системой.
Система входа в атмосферу стала прототипом системы, которая использовалась в 1971 году. Спускаемый аппарат располагался на цилиндрическом контейнере наверху большого сферического бака. Он должен был отделяться от основной станции за два дня до встречи с Марсом. Но в программе 1969 года от него пришлось отказаться из-за увеличения общей массы космической станции и недостатка остававшегося времени на испытание системы парашютного спуска и посадки.
Стартовая масса: 4 850 кг (с топливом, но без спускаемого аппарата).
Масса орбитальной станции: 3 574 кг.
Масса спускаемого аппарата: 260 кг.
Полезная нагрузка
Орбитальный аппарат {общая масса — 85 кг):
1. Фототелевизионная система (ФТУ) с факсимильной системой передачи изображений.
2. Инфракрасный фурье-спектрометр (УТВ1) для исследования атмосферы и поверхности.
3. Инфракрасный радиометр (РА69) для измерения температуры поверхности.
4. Ультрафиолетовый спектрометр (УСЗ) для измерения отраженного излучения.
5. Детектор водяных паров (ИВ1).
6. Масс-спектрометр для определения состава ионосферы и содержаний водорода и гелия (УМР2М).
7. Мультиканальный гамма-спектрометр (ГСЗ).
8. Спектрометр низкоэнергетических ионов (РИБ803).
9. Детектор заряженных частиц — солнечных электронов и протонов (КМ69).
10. Магнитометр.
11. Детектор микрометеоритов.
12. Детектор низкоэнергетического излучения.
13. Детектор космических лучей и радиационных поясов.
14. Рентгеновский радиометр.
15. Детектор гамма-всплесков.
Новое ФТУ представляло собой усовершенствованную пленочную систему формирования изображений, состоящую из трех камер, оснащенных красным, зеленым и синим светофильтрами. Формат изображения составлял 1024x1024 пикселя. Одна камера оснащалась 35-мм объективом, вторая — 50-мм объективом с полем зрения 1500x1500 км, а третья обладала 250-мм объективом и полем зрения 100x100 км с наилучшим разрешением 200x500 метров. Пленка обрабатывалась непосредственно на борту станции, оцифровывалась и предоставляла данные для импульсного передатчика. Пленку следовало химически активировать по прибытии на Марс, чтобы избежать радиационных повреждений в ходе полета. Пленка в каждой камере позволяла снять 160 кадров. Спускаемый аппарат — атмосферный зонд (общая масса — 15 кг, был снят со станции):
1. Датчики давления.
2. Датчики температуры.
3. Акселерометры для измерения плотности атмосферы.
4. Химический газоанализатор.
Описание миссии
Для выхода на промежуточную орбиту предполагалось использовать первые три ступени ракеты-носителя «Протон-К» с «Блоком Д» в качестве верхней ступени. На промежуточной орбите должен был повторно запуститься «Блок Д» для выполнения первого этапа выхода на межпланетную траекторию посредством системы управления космической станции. После выгорания и отделения «Блока Д» космическая станция должна была запустить свой главный двигатель для окончательного выхода на межпланетную траекторию. Такая схема ранее не применялась, и ее использование увеличивало риск и без того амбициозного проекта. Двигатель космической станции следовало также использовать для двух корректировок траектории в течение 6 месяцев полета на Марс: один раз — на 40-й день полета, а второй — за 10 или 15 дней до прибытия к Марсу. Четвертое зажигание двигателя должно было состояться в ближайшей к Марсу точке траектории, чтобы выйти на орбиту с параметрами 1700 км х34 000 км с наклонением 40° к марсианскому экватору и с периодом обращения 24 часа. Несмотря на то, что ожидаемые погрешности траектории были значительными, дополнительных непосредственно стабилизирующих зажиганий двигателя не планировалось. После нескольких недель фотосъемки и других научных исследований на этой орбите периапсис предполагалось снизить до 600 км, после чего планировалось еще три месяца проводить фотосъемку и собирать научные данные. На этом программа заканчивалась.
К сожалению, ни одна из двух запущенных космических станций не достигла даже околоземной орбиты. М-69А была потеряна из-за взрыва третьей ступени, когда неисправность подшипника ротора вывела из строя турбонасос и привела к возгоранию. Двигатель отключился на 438 секунде полета и ступень взорвалась.
Неудачи попыток Советского Союза использовать окно запуска 1969 года для полета на Марс остались практически незамеченными на Западе главным образом потому, что две попытки запуска сорвались в самом начале полета. Но аварии «Протонов», возможно, уберегли советских исследователей от еще больших неприятностей, поскольку данная программы исследований Марса могла не состояться из-за слишком поспешного конструирования и разработки космических аппаратов. Как впоследствии заметил один из конструкторов, М-69 стал примером того, как не надо делать космические станции.
Научных результатов получено не было.
В то время «Протон» переживал, вероятно, наихудший период в истории своей отработки. На нем лежит вина за потерю многих космических станций, включая большое число лунных. Неудачные запуски М-69 были горькой пилюлей для команды «лавочкинцев» после безумно трудной работы по созданию космических аппаратов. Соль на рану посыпали достижения США с посадкой «Аполлона-11» на Луну и успешными программами пролетных исследований Марса на «Маринере-6» и «Маринере-7».