Известно было многое. Еще до эры исследований с помощью космических аппаратов, было установлено, что Марс — четвертая планета Солнечной системы, после Меркурия, Венеры и Земли (по удаленности от Солнца) и вращается по своей орбите вокруг него. Наименьшее расстояние между Землей и Марсом — 56 миллионов километров, и лететь туда космическому аппарату от нескольких месяцев до года!
Диаметр Марса вдвое меньше земного и составляет 6760 километров. Вокруг марса вращаются два его естественных спутника: Фобос размером 27х19 километров и Деймос в два раза меньший. Смена дня и ночи на Марсе происходит так же, как и на Земле, сутки на Марсе лишь на 40 минут длиннее, смена времен года подчинена тем же законам, что и на Земле, только год там вдвое длиннее земного.
Астрономам удалось определить температуру на поверхности Марса в разные времена марсианского года и суток. В полдень на марсианском экваторе температура может достигать + 25 градусов Цельсия, а к вечеру она падает до нуля градусов, к утру до — 60 ! Это натолкнуло на мысли о том, что атмосфера Марса сильно разрежена, а давление у поверхности в сто раз меньше земного…
Не останавливаясь на захватывающих воображение гипотезах о полярных ледяных «шапках», тающих летом, о марсианских «каналах», якобы построенных разумными существами для отвода воды к экватору, предположениях не только фантастов, но и крупных ученых, заметим, что достаточных данных для утверждения: «Да, на Марсе есть жизнь!» — не было.
Сколько надежд возлагалось на полет к Марсу космических разведчиков! В 1960 году были предприняты две попытки послать туда станции, созданные в ОКБ-1, у Сергея Павловича Королева, но обе попытки, к сожалению, оказались неудачными. В следующий удобный срок полета, в ноябре 1962 года, к Марсу полетела станция «Марс-1». На траекторию перелета она была выведена нормально, 61 раз в сеансах связи откликнулась на зов Земли. Затем — молчание… Космос умеет хранить свои тайны. Последний радиоразговор со станцией шел на расстоянии 106 миллионов километров от Земли. В те годы это был рекорд дальности радиосвязи!
Готовились к полету к Марсу космические станции не только в СССР. В США в1964 году первая попытка также оказалась неудачной, со второй попытки получилось лучше: к Марсу полетел «Маринер-4». Пролетев в 9600 километрах от Марса, он передал на Землю несколько телевизионных снимков поверхности планеты. Через двое суток на расстоянии 1500 километров от Марса пролетел Советский «Зонд-2» — последний марсианский космический аппарат, созданный в ОКБ-1. Затем эти работы были переданы в НПО имени С.А.Лавочкина.
Мне в этих работах не довелось принимать непосредственного участия, поскольку целиком «сидел» на лунной программе.
К 1969-му, году удобному для полета к Марсу, были спроектированы, изготовлены и готовились к полету два новых аппарата «Марс-69» , предназначавшиеся для исследований Марса с орбиты искусственного спутника. К Марсу эти аппараты должна была выводить новая ракета-носитель «УР-500». Но она еще только «училась» летать. В марте 1969 года после старта из-за отказа двигательной установки третьей ступени ракеты, станция не была выведена на промежуточную орбиту вокруг Земли. А в апреле на взлете разрушился один из двигателей ее первой ступени. Вот такими салютами закончились две первых попытки штурма Марса для нашей фирмы.
К 1971 году под руководством Георгия Николаевича Бабакина были спроектированы новые многоцелевые орбитальные отсеки межпланетных станций универсального назначения. Используя их можно было осуществлять перелеты к Марсу, Венере, создавать искусственные спутники Земли. В состав станций, естественно, входили и части, которым предстояло выполнять научно-исследовательские функции или непосредственно на поверхности планет, или при работе на орбитах искусственных спутников.
В 1971 году у нас предусматривался запуск трех станций. Первой должна была пойти в полет и выйти на орбиту спутника Марса. Две других должны были доставить на поверхность Марса спускаемые аппараты, а их орбитальные отсеки продолжить исследования Марса с орбиты.
Спускаемые аппараты… Но как осуществлять спуск? При посадке на Луну, не имеющую атмосферы, торможение, гашение скорости подлета используется ракетный двигатель, при посадке на поверхность Венеры, в ее плотной атмосфере вполне пригодны парашютные системы. А Марс? Его атмосфера в сто раз менее плотная, нежели земная, и занимает как бы промежуточное положение между Луной и Венерой.
Для посадочного варианта был выбран комбинированный способ: после отделения от орбитального отсека аэродинамическое торможение осуществлять с помощью конусообразного экрана, затем ввод парашютной системы, и в конце включение реактивного двигателя, обеспечивающего мягкую посадку. Для «спутникового» варианта — на орбите остается вся станция, или только орбитальный отсек после разделения со спускаемым аппаратом.
Старт первой новой станции в спутниковым варианте был 10 мая 1971 года. Но опять ракета-носитель не справилась со своей задачей. «Марса-2» не получилось. Станция осталась на орбите спутника Земли, пополнив перечень «Космосов» номером «419».
19 мая в полет, ушел «Марс-2», а вслед за ним 28 мая — «Марс-3», оба в варианте посадки на поверхность планеты. Начался их совместный шестимесячный полет.
В ноябре были успешно проведены коррекции их траекторий. Тревожили лишь прогнозы астрономов: на поверхности Марса развивалась мощнейшая пылевая буря. Это не способствовало ни наблюдениям за планетой с орбиты спутника, ни, тем более, благополучной посадке на поверхность.
Спускаемый аппарат «Марса-2» был отделен от орбитального отсека и переведен на траекторию посадки, но из-за ошибки бортового компьютера угол входа в атмосферу Марса был недопустимым и аппарат разбился о поверхность. Как и предусматривалось, орбитальный отсек «Марса-2» стал искусственным спутником Марса.
От «Марса-3» в 50 тысячах километров о планеты был отделен спускаемый аппарат и в течение четырех с половиной часов самостоятельно двигался к поверхности. При подлете к поверхности в течение трех минут его движение тормозилось конусным экраном, затем парашютом, и двигателем мягкой посадки.
В декабре 1971 года «Марс-3» впервые в мире совершил посадку на поверхность Марса. Сигнал с поверхности был принят наземными станциями, но через 14 секунд спускаемый аппарат замолчал. А жаль! Ведь была задумана интересная программа работы на планете: после посадки и сброса защитного кожуха должны были раскрыться четыре защитных створки и спрятанные под ними антенны бортового радиопередатчика, на поверхность вынестись прибор для определения химического состава марсианского грунта, включиться определитель скорости ветра и начаться передача панорамы окружающей местности.
На поверхность планеты должен был вынестись небольшой самоходный аппарат для исследования физических характеристик грунта — пригоден ли будет грунт для передвижения будущих марсоходов? Вся информация со спускаемого аппарата передавалась на орбитальный отсек, и им транслировалась на Землю, но только 14 секунд…
Что произошло на поверхности Марса через 14 секунд после посадки ни мы, ни кто другой уже не узнают. А может быть, все запланированное осуществилось и без команд с Земли? Ведь внутри аппарата должен и мог работать свой автономный «командир». Может быть…
Орбитальные отсеки «Марса-2» и «Марса-3» работали на орбитах спутников свыше 8 месяцев и проводили научные исследования, вели и телевизионные съемки марсианской поверхности.
Многие любопытные эпизоды той марсианской эпопеи в своих воспоминаниях в «Новостях космонавтики» №1 за 2002 год рассказал Владимир Геннадьевич Перминов, тогда руководивший марсианской программой.
Не был пропущен и следующий удобный срок полета к Марсу — 1973 год. Астрономические условия в тот год были намного сложнее, чем в 1971 году. Поэтому каждая станция могла быть либо спутником планеты, либо средством доставки к Марсу спускаемого аппарата для посадки на поверхность. Для одновременного полета готовились четыре станции Старты этой «армады» были проведены в июле-августе 1973 года.
«Марс-4» и «Марс-5» прошли в космосе путь более 450 миллионов километров и в феврале 1974 года достигли окрестностей планеты. «Марс-5» был переведен на орбиту искусственного спутника, а с «Марсом-4» этого сделать не удалось: не включилась его двигательная установка и на расстоянии 2200 километров от Марса, пролетев мимо, он успел только передать на Землю несколько фотографий планеты.
«Марс-6» и «Марс-7» достигли окрестностей планеты в марте 1974 года. Спускаемые аппараты были отделены от орбитальных отсеков. Один из аппаратов пошел к поверхности и при спуске 150 секунд вел репортаж на Землю, но потом замолчал. А другой не удалось перевести на траекторию встречи с Марсом, и он прошел в 1300 километрах от поверхности.
Так завершилась программа исследований Марса станциями второго поколения. Для продолжения исследований загадочной планеты по более сложной программе предстояло создание новых космических аппаратов третьего поколения.
К середине 80-х годов в нашей фирме под руководством Генерального конструктора Вячеслава Михайловича Ковтуненко был разработан космический аппарат нового поколения «Фобос». С помощью двух таких аппаратов планировалось продолжить исследования
Марса, одного из его естественных спутников — Фобоса и, впоследствии, — Солнца.
Почему спутники планет представляли для ученых особый интерес? Считается, что именно в этих телах заложена информация о том, из какого материала формировались планеты Солнечной системы.
Великий англичанин Джонатан Свифт еще в XVII веке, вроде бы шутя, предположил наличие у Марса двух спутников и назвал их «Фобос» и «Деймос», — «Страх» и «Ужас». Шутка обернулась реальностью: через 150 лет Фобос и Деймос действительно были открыты! С той поры и сам Марс и его спутники манили землян своими тайными, не желая открывать их даже в малой степени.
Итак, Фобос. И новый проект «Фобос». Это и имя аппарата, и программа исследований, сложность которой превосходила все, до сих пор осуществлявшиеся программы.
Планировался перелет двух аппаратов к Марсу, выведение их на орбиту спутников, затем сближение с Фобосом, торможение близ него, зависание и дрейф на малой высоте над его поверхностью, телевизионная съемка, радиопросвечивание внутренней структуры, лазерное, и ионно-пучковое облучение поверхности с испарением проб вещества для химического и изотопного анализов на борту и, самое интересное — десантирование на поверхность Фобоса спускаемых аппаратов.
После этого — уход от Фобоса, продолжение полета вокруг Марса, и прямые наблюдения центров солнечной активности на невидимой с Земли стороне Солнца, исследование структуры его хромосферы и короны.
История космонавтики, пожалуй, еще не знала столь сложной и многоцелевой станции, отправлявшейся в космос.
Продолжительность экспедиции — более одного года, перелет от Земли к Марсу должен был занять около 200 суток.
Аппаратура для реализации этой сложной программы научных исследований разрабатывалась Институтом космических исследований Академии наук СССР в кооперации с Научными космическими центрами и институтами Австрии, Болгарии, Венгрии, ГДР, Польши, Финляндии, Франции, ФРГ, Чехословакии, Швейцарии, Европейского космического агентства, академических и отраслевых институтов СССР.
Даже столь лаконичное перечисление задач и участников дает представление о сложности программы и широчайшей международной научной кооперации.
Конструктивно «Фобос» состоял из двух основных частей: автономной двигательной установки и собственно космического аппарата. Автономная двигательная установка использовалась для вывода космического аппарата на трассу перелета к Марсу, коррекций на перелете и выведения на орбиту искусственного спутника Марса. Затем, после ее отделения космический аппарат самостоятельно продолжал полет и маневрирование с помощью своей прецизионной двигательной установки, систем ориентации и стабилизации.
«Фобос-1» стартовал 7 июля 1988 года, его собрат — «Фобос-2» через пять суток. Полет проходил довольно спокойно и особых тревог не вызывал, хотя это был первый полет нового поколения межпланетных автоматических станций. В июле были проведены коррекции их траекторий. А что же дальше?
Замечу, что аппараты должны были не только выполнять все те команды, которые на их борт передавались с Земли, но и многие задачи решать своими «мозгами». Такие функции должны были выполняться космическими станциями впервые.
Но застрахованы ли «обе стороны» от ошибок? Оказалось, что люди…нет!
«А было так, — вспоминая о происшедшем писал Юрий Зарецкий, — 25 августа управленцы проводили планирование рядового сеанса связи с«Фобосом-1».
Разработчики гамма-спектрометра обратились с просьбой включить их прибор.. Обычная, тривиальная задача… Инженер-оператор приступил к составлению программы сеанса с учетом рекомендаций «науки»... Оператор после указания адреса одной из ячеек бортовой программно-временной системы забыл подставить одну-единственную букву. Его непосредственный начальник, проверяя программу, ошибку не заметил.
А дальше пошла цепь драматических событий. 29 августа в сеансе связи программу ввели на борт «Фобоса-1». Без той единственной буквы безобидная команда на включение научного прибора превратилась не в абракадабру, а в «команду-убийцу» и выключила пневмосистемы ориентации и стабилизации.
И вот спокойно летящий, «ничего не подозревающий» аппарат оказался без «рук, без ног». Он «увидел», что Солнце отворачивается от его солнечных батарей, но спасти себя не смог... В ночь с 1 на 2 сентября управленцы приступили к намеченному научному сеансу, но ответного сигнала не получили. Утром они поняли, что натворили…».
Так закончил жизнь «Фобос-1».
«Фобос-2» не без трудностей продолжал полет к Марсу. Две коррекции траектории обеспечили подлет в окрестности Марса в расчетное время. С помощью автономной двигательной установки 20 января 1989 года аппарат был выведен на эллиптическую орбиту вокруг Марса. Следующим маневром «Фобос-2» изменил перицентр орбиты и около 20 суток проводил исследования Марса.
Но главные события были впереди. Аппарат был переведен на круговую экваториальную орбиту над Марсом и 25 суток наблюдал за Фобосом, уточняя его орбиту. Предстояло сближение, подход и зависание в 50 метрах от его поверхности. По телевизионным «картинкам» ученые стали выбирать район зависания для спуска зондов на поверхность. Эти операции заняли почти три месяца.
Затем проведение дистанционного 15-минутного комплексного исследования Фобоса с облучением его поверхности для химического анализа слоев грунта а затем… затем фантастическая часть программы — десант на его поверхность автономных исследовательских станций.
27 марта 1089 года аппарат вел очередную телевизионную съемку Фобоса. В Центре управления полетом ожидали программного включения бортового передатчика и приема новой информации. Но… сигнала от «Фобоса-2» не было. Через час вдруг появился сигнал, но не содержащий ни телевизионной, ни телеметрической информации, и вскоре пропал. И пропал навсегда!
20 дней и ночей бились управленцы, пытаясь возобновить диалог, но безуспешно.
Что случилось? Оставалось лишь гадать и предполагать… Могли быть причины и внешние — соударение с микрометеоритом, воздействие солнечного излучения… Но и внутренние — отказ каких-либо служебных систем.
Причину однозначно установить не удалось. А гипотезы... да Бог с ними, гипотезами. Хватало их на нашем веку.
Каковы же были итоги работы «Фобосов»? Если кратко, то статистика такова: из намечавшихся 26 крупных экспериментов остались не выполненными всего 6. Многие ученые отмечали, что только обработка полученной информации займет несколько лет и что «настойчивость русских, которые столкнулись на марсианских дорогах с неоднократными неудачами, является их отличительной чертой в реализации космической программы. Русские всегда предпочитают вести конструкторские разработки на основе летных испытаний».
Не могу найти слов для рассказа о тяжелейшей драме для коллектива нашей фирмы в1996 году. С громадными трудностями, со страшным напряжением готовили к экспедиции на Марс новый интереснейший аппарат «Марс-96»…
Не везло нам с марсианскими программами. Не везло...
Ну а как же в отношении существования жизни на Марсе?
В США были созданы космические станции «Викинг». В июле 1976 года «Викинг-1» совершил посадку на поверхность Марса. А через несколько недель в другом районе Марса опустился «Викинг-2». Программа работы этих аппаратов предусматривала исследования поверхности планеты, передачу телевизионных панорам и, конечно, поиск ответа на вопрос: «Есть ли жизнь на Марсе хотя бы в виде микроорганизмов?» Ученые считали, что вероятность обнаружения форм жизни, аналогичных земным микроорганизмам оценивается не менее 40%. Надежды найти микрофлору в образцах грунта не увенчались успехом. Особо чувствительный прибор не обнаружил продуктов разложения органических веществ. Но… было обнаружено выделение большого количества кислорода, водяного пара и углекислого газа.
Так есть ли жизнь на Марсе? Считается, что трудно найти и обосновать причины, по которым её там не могло бы быть!
Что же интересного принесли искусственные спутники, исследовавшие поверхность Марса? Прежде всего, то, что на поверхности есть «материковые» участки и «океанические депрессии». «Материки» приподняты на 3-4 километра, имеют ударные кратеры громадных размеров. (Кратер Скиапарелли имеет диаметр 400 км.)
Граничные области между «материками» и «океаническими» районами имеют уступы высотой до 2 километров. Есть гигантские купольные поднятия. В пределах поднятия Фарсида находятся крупнейшие на Марсе и, пожалуй, в Солнечной системе вулканы — Гора Олимпа — высота 26 километров!!! Гора Арсия — 25, Гора Аскрейская — 25, и Гора Павлина — 22 километра! На поверхности Марса выявленным рельефным образованиям помимо других присвоены личные наименования «Бабакин», «Барабашов», «Виноградов», «Королев», «Ломоносов», «Дарвин», «Сытинская», «Тихов», «Тихонравов», «Фесенков».
Установлено, что Фобос является монолитным космическим телом размером 27х19 километров, на его поверхности обнаружен кратер Стикни, диаметром 11 километров.
В 1990 году президент США Дж.Буш обнародовал американскую программу освоения космического пространства на предстоящие 30 лет. Буш заявил о своей уверенности в том, что через 30 лет человек ступит ногой на Марс, что еще до 50-й годовщины посадки «АПОЛЛОНА» на Луну, американский флаг будет поднят на Марсе.
История свидетельствует, уже если президент страны назвал цель и сроки ее достижения, то специалисты сделают все возможное, чтобы слова не разошлись с делом. -->