1970 год отмечен рядом выдающихся достижений советской космонавтики. Рекордный по продолжительности полет пилотируемого корабля «Союз-9» позволил преодолеть еще одну важную ступень на пути создания долговременных орбитальных станций.

«Луна-16», привезшая на Землю образцы лунного грунта, и «Луна-17», доставившая на лунную поверхность самоходную научную лабораторию «Луноход-1», еще раз продемонстрировали всему миру достоинства автоматических аппаратов.

Всего за прошедший год в космос запущено 87 советских космических аппаратов. Многие из них предназначались не только для научных исследований, но и для сбора информации, непосредственно использующейся в народном хозяйстве страны. Укрепилось и расширилось космическое содружество СССР с социалистическими странами – успешно осуществляется программа «Интеркосмос».

В канун 1971 года, когда первый в истории «Луноход» уже второй лунный день передавал уникальные данные с поверхности Луны, советская автоматическая станция «Венера-7» совершила посадку на поверхность другой планеты. Впервые в истории космонавтики Земля одновременно получала информацию с поверхности двух других небесных тел.

Успешная реализация планомерной программы советских исследований Венеры привела к качественному скачку в знаниях о природе этой ближайшей к Земле планеты.

Венера привлекает внимание ученых уже несколько столетий. Однако традиционные исследования ее с помощью наземных телескопов сдерживались естественным «барьером» – Венера постоянно окутана плотным слоем облаков. В последние десятилетия использовались более плодотворные методы инфракрасной спектрометрии, которые позволили изучить некоторые особенности атмосферы Венеры вблизи облаков. Но и они не дали никаких сведений о самой поверхности Венеры.

Существенно новую информацию принесли результаты радиоастрономических и радиолокационных исследований Венеры. Были установлены характеристики собственного вращения планеты. Предполагалось, что температура ее поверхности может существенно превосходить земную, при этом мнения ученых в оценке температуры у поверхности Венеры расходились.

Такие фундаментальные характеристики планеты, как химический состав и давление атмосферы, вообще не были известны. Большинство специалистов считало, что атмосфера Венеры состоит в основном из азота. Что касается давления у поверхности, то назывались значения от единиц до нескольких сотен атмосфер.

Прямое изучение атмосферы Венеры было начато в октябре 1967 года историческим полетом станции «Венера-4», которая передала научную информацию на Землю во время снижения спускаемого аппарата в атмосфере этой планеты. Станции «Венера-5» и «Венера-6» продолжили исследования в мае 1969 года. Эти полеты были следующим важным этапом в изучении планеты и позволили ученым значительно уточнить представления о физико-химических свойствах ее атмосферы.

В результате полетов станций «Венера-4», «Венера-5», «Венера-6» были определены химический состав атмосферы, температура, давление и плотность на различных высотах над поверхностью планеты. Было установлено, что атмосфера Венеры состоит из углекислого газа (около 97 процентов), азота (не более 2 процентов), водяного пара (около одного процента вблизи облаков) и кислорода (не более 0,1 процента).

Станции «Венера-5» и «Венера-6» завершили измерения, когда до поверхности планеты оставалось еще приблизительно 20 километров. Измеренная на этой высоте температура составила 325 градусов Цельсия, а давление – 27 атмосфер.

Анализ всех переданных данных показал, что у поверхности планеты можно было ожидать давлений порядка 100 атмосфер и температур около 500 градусов Цельсия.

Изменение температуры практически во всей области измерений станций «Венера-4», «Венера-5» и «Венера-6» соответствовало адиабатическому закону, для которого характерно перемешивание газа по вертикали (конвекция). Однако нельзя было с уверенностью сказать, сохраняется ли такой закон вплоть до поверхности или становится иным. От этого зависели оценки температуры и давления у поверхности, которые получались из расчетов соответствующих моделей атмосферы Венеры.

Основной целью запуска автоматической станции «Венера-7» было осуществление посадки на планету, изучение атмосферы в процессе спуска вплоть до самого «дна» и проведение измерений непосредственно на поверхности. Кроме того, на участке межпланетного перелета предусматривалось изучение интенсивности космических лучей.

Для измерения интенсивности космических лучей в орбитальном отсеке был установлен радиационный дозиметр. После посадки «Луны-17» исследование велось одновременно на «Венере-7» и «Луноходе-1». Это позволило выявить интересные закономерности распространения потоков солнечных частиц в межпланетной среде, на различных расстояниях от Земли. Приборами «Венеры-7», «Лунохода-1», спутников и наземными обсерваториями регистрировались вспышки на Солнце и прослеживалась динамика их развития в пространстве и времени. Велось наблюдение за мощной хромосферной вспышкой, начавшейся 10 декабря 1970 года.

Для измерения давления и температуры атмосферы Венеры на спускаемом аппарате станции «Венера-7» была установлена специальная аппаратура, которая позволяла измерять температуру в диапазоне от 25 до 540 градусов по Цельсию и давления от 0,5 до 150 атмосфер.

Поскольку предыдущие измерения станций «Венера-4», «Венера-5» и «Венера-6» показали, что атмосфера планеты весьма разогрета, было целесообразно дойти до не исследованных еще областей как можно быстрее. Это обеспечивало наиболее благоприятный температурный режим спускаемого аппарата станции «Венера-7» на главном конечном участке спуска и на поверхности Венеры. Поэтому конструкция парашютной системы спускаемого аппарата была подвергнута значительным изменениям, и верхние участки атмосферы «Венера-7» прошла значительно быстрее, чем ее предшественницы.

По мере снижения аппарата в атмосфере скорость его меняется. При этом благодаря эффекту Допплера для наземных наблюдателей меняется и частота принимаемого радиосигнала. По величине изменения частоты можно проследить скорость снижения аппарата, а зная время спуска, определить величину пройденного пути.

Спускаемый аппарат был оборудован высокостабильными генераторами частоты. Во время полета несколько раз проводилась их калибровка и сравнение с частотой эталонных наземных генераторов. Все это позволило измерять скорость снижения аппарата в атмосфере Венеры с высокой точностью.

В конце участка спуска по изменению частоты радиосигнала было установлено, что скорость снижения аппарата относительно планеты стала нулевой – аппарат совершил посадку. Регистрировавшееся после этого момента изменение частоты бортового передатчика в точности соответствовало скорости движения относительно Земли участка поверхности Венеры, где по расчетам опустился аппарат.

Сигналы спускаемого аппарата после посадки принимались еще в течение 23 минут. При этом величина сигнала была примерно в 100 раз меньше, чем во время спуска. Это, вероятнее всего, объясняется отклонением оси антенны аппарата от направления на Землю после посадки на поверхность. Специальная методика с использованием электронно-вычислительных машин позволила выделить этот слабый сигнал и расшифровать переданную информацию.

Анализ телеметрической информации, принимавшейся в течение всего времени спуска аппарата и после посадки, показал, что бортовой коммутатор, предназначенный для очередного опроса различных приборов, оставался в одном и том же положении. Поэтому со спускаемого аппарата станции «Венера-7» передавалась информация только о температуре окружающей среды – наиболее важной характеристике структуры атмосферы планеты. Во время снижения аппарата происходило постепенное возрастание температуры. После посадки температура окружающей среды не изменялась в течение всего времени работы радиопередатчика на поверхности планеты.

По характеру изменения измеренных температур и скорости во времени была определена зависимость температуры атмосферы от высоты вплоть до поверхности планеты. Оказалось, что закон изменения температуры близок к адиабатическому до самой поверхности. Этот факт имеет принципиально важное научное значение.

Измерения, ранее проводившиеся советскими автоматическими станциями в атмосфере Венеры, дали возможность установить связь между температурой и давлением атмосферы до двадцатикилометровой высоты. По измерениям, проведенным «Венерой-7», используя уравнения гидростатического равновесия и газового состояния и данные измерений предыдущих станций, было рассчитано распределение давления и плотности в атмосфере Венеры по высоте вплоть до самой поверхности.

Учет возможных погрешностей измерений позволил оценить допуски на полученные значения температуры и. давления. Значения атмосферных параметров на поверхности планеты в месте посадки спускаемого аппарата станции «Венера-7» составляют:

– температура 475 плюс минус 20 градусов Цельсия,

– давление 90 плюс минус 15 атмосфер.

Таким образом, в результате полета автоматической станции «Венера-7» проведены непосредственные измерения параметров атмосферы Венеры вплоть до поверхности. Окончательно установлено, что Венера обладает необычайно сильно разогретой атмосферой, плотность которой у поверхности примерно в 60 раз превышает плотность атмосферы у поверхности Земли.

Впервые научная информация передавалась непосредственно с поверхности другой планеты Солнечной системы.

Полетом станции «Венера-7» положено начало прямым экспериментам на поверхности Венеры. Решена сложная инженерная задача – получение научных данных в условиях исключительно высоких давлений и температур.

Более подробные материалы о результатах проведенного эксперимента будут опубликованы в научных журналах.

Автоматическая межпланетная станция «Венера-7» стартовала к Венере с промежуточной орбиты искусственного спутника Земли 17 августа. 1970 года.

На трассе полета (рис. 19) было проведено две коррекции траектории движения, обеспечившие попадание в планету и прилет станции во время радиовидимости с наземных измерительных пунктов. Предварительно с использованием бортовых и наземных радиотехнических средств проводились измерения параметров траектории движения станции, а с помощью наземных радиолокационных средств уточнялось положение Венеры относительно Земли. При этом расстояние измерялось с точностью 1 километр, а радиальная скорость ракеты относительно Земли – с точностью два сантиметра в секунду. По результатам этих измерений были рассчитаны исходные данные для проведения коррекции – положение станции в пространстве, величина корректирующего импульса и время проведения коррекции.

Рис. 19. Схема полета и проведение сеансов радиосвязи и коррекции межпланетной автоматической станции «Венера-7» 1 – приземный сеанс; 2 – сеанс связи через малонаправленную антенну; 3 – сеанс астрокоррекции; 4 – сеанс связи через остронаправленную антенну; 5 – подлетный припланетный сеанс

Результаты расчетов в сеансах радиосвязи передавались из Центра дальней космической связи на борт станции. Процесс ориентации станции перед коррекцией, включение двигательной установки в заданное время и отработка корректирующего импульса происходили автоматически с помощью бортовой системы управления. Первая коррекция была проведена 2 октября, вторая – 17 ноября.

Завершающий этап полета станции «Венера-7» протекал аналогично полету станций «Венера-4», «Венера-5» и «Венера-6».

На расстоянии около 600 тысяч километров от Венеры станция вошла в сферу притяжения этой планеты. Скорость сближения станции «Венера-7» с планетой при этом начала увеличиваться и продолжала расти до момента входа ее в атмосферу.

Перед входом станции в атмосферу Венеры и отделением спускаемого аппарата автоматически по заранее заложенной программе был проведен специальный подлетный (припланетный) сеанс. В этом сеансе была передана на Землю телеметрическая информация о состоянии бортовых систем, а затем осуществлена ориентация станции параболической остронаправленной антенной на Землю.

После 120-дневного полета 15 декабря 1970 года в 7 часов 58 минут 38 секунд по московскому времени при входе в атмосферу планеты произошло отделение спускаемого аппарата от орбитального отсека.

Под воздействием аэродинамических сил спускаемый аппарат развернулся носовой частью навстречу набегающему потоку и надежно удерживался в этом положении специальным демпфирующим устройством.

Во время аэродинамического торможения скорость спускаемого аппарата относительно планеты уменьшилась с 11,5 километра в секунду до 200 метров в секунду. При этом перегрузки достигали 350 единиц, а температура между ударной волной и корпусом аппарата достигала 11 000 градусов Цельсия.

Ввод парашюта осуществлялся системой автоматики при внешнем давлении порядка 0,7 атмосферы на высоте около 60 километров от поверхности Венеры.

15 декабря в 8 часов 34 минуты 10 секунд по московскому времени спускаемый аппарат совершил посадку на поверхность Венеры.

В день посадки спускаемого аппарата расстояние между Землей и Венерой составляло 60,6 миллиона километров, и радиосигналы, передаваемые автоматической станцией, достигали Земли лишь через 3 минуты 22 секунды. В данной статье во всех случаях указывается время свершения событий на Венере.

Автоматическая межпланетная станция «Венера-7» (рис. 20) была разработана с учетом накопленного опыта создания межпланетных станций и проведенных исследований Венеры. Она состоит из орбитального отсека и спускаемого аппарата, а ее конструкция аналогична станциям «Венера-4», «Венера-5» и «Венера-6».

Рис. 20. Межпланетная автоматическая станция «Венера-7» 1 – спускаемый аппарат; 2 – панели солнечных батарей; 3 – датчик астроориентации; 4 – защитная панель; 5 – корректирующая двигательная установка; 6 – коллекторы пневмосистемы с управляющими соплами; 7 – счетчик космических частиц; 8 – орбитальный отсек; 9 – радиатор-охладитель; 10 – малонаправленная антенна; 11 – остронаправленная антенна; 12 – блок автоматики пневмосистемы; 13 – баллон сжатого азота

В связи с тем, что по результатам измерений станций «Венера-5» и «Венера-6» значения параметров атмосферы у поверхности планеты были уточнены, спускаемый аппарат был разработан заново и рассчитан на внешнее давление до 180 атмосфер и температуру до 530 градусов Цельсия. Это привело к увеличению его веса по сравнению со спускаемыми аппаратами станций «Венера-5 и «Венера-6» примерно на 100 килограммов. Общий вес станции равен 1180 килограммам.

Орбитальный отсек предназначен для доставки спускаемого аппарата станции к планете Венера вплоть до входа в атмосферу. Он выполнен в виде цилиндрического герметичного корпуса, внутри которого размещены приборы радиокомплекса, системы астроориентации, управления, терморегулирования, химические источники тока и электронный блок радиационного дозиметра.

К верхнему днищу орбитального отсека крепится спускаемый аппарат, а на нижнем днище установлена корректирующая двигательная установка. На боковых поверхностях размещены панели солнечных батарей, остронаправленная параболическая антенна радиокомплекса, оптические приборы и исполнительные органы системы астроориентации. Малонаправленные спиральные антенны радиокомплекса вынесены на концы панелей солнечных батарей.

Энергопитание станции в сеансах радиосвязи осуществлялось от химических источников тока, запасы электроэнергии аккумуляторов пополнялись в промежутках между сеансами за счет тока солнечных батарей.

Радиосвязь с Землей и траекторные измерения обеспечивались аппаратурой бортового радиокомплекса, в состав которого входят антенные устройства, приемники, передатчики, дешифраторы, программно-временное устройство и другая вспомогательная электронная аппаратура. Во время сеансов связи с Землей автоматически производилось включение передатчика радиокомплекса. Этим же автоматическим устройством приемники и передатчик подключались к малонаправленной или остронаправленной антенне в зависимости от режима ориентации.

Бортовое программно-временное устройство обеспечивало последовательность выполнения операций и функционирования бортовых систем в соответствии с программой полета.

Система ориентации состоит из оптико-электронных приборов солнечной, солнечно-земной и солнечно-звездной ориентации, блоков автоматики и исполнительных органов – газореактивных микродвигателей.

В течение всего полета станция в основном находилась в режиме постоянной солнечной ориентации. Этот режим является наиболее экономичным, так как требует небольших расходов запаса газа. Связь с Землей в этом случае осуществлялась через малонаправленную антенну. При значительных удалениях от Земли для увеличения энергетического потенциала радиолинии при необходимости передачи большого объема информации осуществлялся переход на остронаправленную антенну. По окончании этого сеанса связи станция возвращалась в режим полета с постоянной солнечной ориентацией.

Спускаемый аппарат (рис. 21) автоматической станции «Венера-7» в отличие от аппаратов предыдущих станций предназначен не только для зондирования и исследования атмосферы Венеры, но и для обеспечения работы научной аппаратуры непосредственно на поверхности планеты. Его конструкция должна была гарантировать устойчивую работу бортовой аппаратуры в условиях весьма высоких внешних давлений и температур как во время спуска в атмосфере, так и после посадки на поверхность планеты.

Рис. 21, Спускаемый аппарат станции «Венера-7» 1 – передающая антенна; 2 – радиопередатчик; 3 – опорное кольцо; 4 – демпфер; 5 – силовой корпус; 6 – блок коммутации; 7 – теплоизоляция; 8 – теплообменник; 9 – крышка парашютного отсека; 10 – парашют

В связи с этим была создана новая конструкция корпуса и разработана специальная композиционная теплоизоляция, обеспечившие защиту спускаемого аппарата от весьма высоких температур и давлений, возникающих при входе в атмосферу планеты, при снижении на парашюте и после посадки на ее поверхность.

Кроме того, было установлено амортизационное устройство для уменьшения перегрузки при соприкосновении спускаемого аппарата с поверхностью планеты.

Внутри герметичного приборного отсека спускаемого аппарата размещены радиотехническая, телеметрическая и измерительная аппаратура, блоки автоматики и источники питания, а также вентилятор системы терморегулирования.

В верхней части спускаемого аппарата над приборным отсеком размещена парашютная система. Купол парашюта изготовлен из термостойкой ткани, рассчитанной на работу при температурах до плюс 530 градусов Цельсия.

На спускаемом аппарате были установлены вымпелы с изображением Владимира Ильича Ленина и Государственного герба Советского Союза (рис. 22).

Рис. 22. Вымпелы с изображением В. И. Ленина и Государственного герба СССР, установленные на спускаемом аппарате

Успешное завершение полета «Венеры-7» подтвердило правильность выбранных конструктивных решений при создании автоматического аппарата, предназначенного для работы в сложных условиях окружающей среды. Получены новые ценные данные для дальнейшего совершенствования аппаратуры межпланетных станций.

Научные результаты, переданные автоматической станцией «Венера-7», значительно расширили наши знания о ближайшей к Земле планете. Сделан очередной важный шаг в изучении космического пространства и планет Солнечной системы.

Новое достижение советских ученых и конструкторов, инженеров, техников и рабочих, коллективов всех организаций, участвовавших в разработке, создании, запуске и обеспечении полета автоматической станции «Венера-7», совершено в преддверии важнейшего события в жизни советского народа – XXIV съезда Коммунистической партии Советского Союза.

В соответствии с программой исследования космического пространства и планет Солнечной системы 19 мая 1971 года в 19 часов 23 минуты московского времени в Советском Союзе осуществлен запуск автоматической межпланетной станции «Марс-2».

Основной целью запуска станции является проведение комплекса научных исследований планеты Марс и окружающего ее пространства. Кроме того, будет проводиться изучение характеристик солнечной плазмы, космических лучей и радиационной обстановки во время полета станции по трассе Земля – Марс.

Вес автоматической станции 4650 килограммов.

Станция «Марс-2» была выведена на траекторию полета к планете Марс с промежуточной орбиты искусственного спутника Земли. Старт с околоземной орбиты был произведен в 20 часов 59 минут по московскому времени. При этом последняя ступень ракеты-носителя сообщила станции скорость, превышающую вторую космическую.

Параметры траектории полета автоматической станции близки к расчетным. На трассе полета намечается проведение коррекций траектории ее движения. Полет межпланетной станции «Марс-2» до планеты Марс будет продолжаться свыше 6 месяцев. Станция достигнет окрестности Марса в ноябре 1971 года, преодолев расстояние около 470 миллионов километров.

Радиосвязь со станцией в полете и прием телеметрической информации будут осуществляться на частоте 928,4 мегагерц.

Аппаратура, установленная на борту межпланетной станции, работает нормально.

Управление полетом автоматической межпланетной станции «Марс-2» осуществляется из Центра дальней космической связи.

Поступающая информация обрабатывается в координационно-вычислительном центре и в институтах Академии наук СССР.

Марс – единственная планета в Солнечной системе, на которой мы можем надеяться найти жизнь, подобную земной. Правда, в последние годы складывается неутешительная картина. Чем больше мы узнаем об этой планете, тем труднее и труднее становится «вписать» земноподобную биосферу в марсианский пейзаж. Но отказываться от надежд еще рано. Сегодня наши сведения о Марсе куда точнее, чем пять лет назад, и все же мы должны сознавать, что только начали наше путешествие к царству Аэлиты. Что же мы знаем о нем сегодня и какими дорогами рассчитываем идти дальше?

Марс примерно в 10 раз меньше земного шара по массе и вдвое меньше по радиусу (около 3380 километров). Ускорение силы тяжести примерно в 2,5 раза меньше, чем на Земле. Космонавты на поверхности Марса будут чувствовать себя легкими и сильными. Очень любопытно, что период вращения Марса вокруг своей оси довольно близок к земному: 24 часа 37 минут 22,62 секунды. И наклон экватора к плоскости орбиты тоже близок к земному – 23 градуса 57 минут. Поэтому смена времен года протекает на Марсе почти так же, как и на Земле. Различия вызваны тем, что орбита Марса более вытянута, чем у Земли. Южный полюс наклонен в сторону Солнца, когда планета находится на минимальном расстоянии от него (в перигелии); поэтому лето в Южном полушарии жарче и короче, чем в Северном. Среднее расстояние от Марса до Солнца в 1,5 раза больше, чем от Земли. Поэтому Марс получает от Солнца примерно вдвое меньше тепла, чем наша планета.

В результате средняя температура на поверхности Марса на 70 градусов ниже, чем на Земле. Один оборот вокруг Солнца Марс делает за 687 дней, т. е. марсианский год почти вдвое больше земного.

Момент, когда Солнце, Земля и Марс (именно в такой последовательности) оказываются приблизительно на одной прямой линии, называется противостоянием. В это время наблюдать Марс с Земли наиболее удобно, так как расстояние от Марса до Земли минимально. Диск планеты освещен в это время полностью.

Что же видит астроном на оранжево-красном диске планеты? Большую часть диска, примерно две трети, занимают светлые области – лишенные контрастов и оттенков поля, которые часто называют континентами или пустынями. Около трети диска заполняют темные области, или «моря». Это название чисто условное, так же как условно называют «морями» темные области Луны. При марсианских давлениях и температурах вода не может существовать в жидком виде – она может присутствовать только в виде льда или пара.

Вблизи полюсов различаются яркие белые пятна, подверженные отчетливым сезонным изменениям. Осенью и зимой они увеличиваются, а весной и летом уменьшаются. Южная полярная шапка вследствие более жаркого лета исчезает даже целиком. С циклом сезонных изменений полярных шапок связаны и сезонные изменения в темных областях – летом они темнеют и выделяются на фоне континентов наиболее контрастно, зимой светлеют, некоторые становятся едва различимыми. Весной, когда начинается «таяние» полярной шапки, к экватору распространяется своего рода волна потемнения. Скорость ее движения около 30 километров в сутки.

Все это, на первый взгляд, легко и естественно объясняется, если предположить, что темные области – часть планеты, занятая растительным покровом, пробуждающимся весной и увядающим осенью. Кроме регулярных сезонных изменений, в темных областях наблюдаются и изменения необратимые. Изменяются очертания отдельных областей, одни области внезапно исчезают, другие появляются. С точки зрения гипотезы о растительности тут нет ничего удивительного – ведь и на Земле границы пустынь изменяются со временем.

При наблюдениях с Земли можно различить на поверхности Марса в лучшем случае образования размером до 100 – 150 километров. Это удается сделать во время великих противостояний, когда расстояние между Марсом и Землей меньше 60 миллионов километров. В 1965 году американский космический аппарат «Маринер-4» сфотографировал поверхность Марса, пролетая мимо него на расстоянии около 10 000 километров. В 1969 году это повторили в более широких масштабах «Маринер-6» и «Маринер-7». Они подошли к поверхности Марса на 3400 километров.

Оказалось, что марсианская поверхность очень похожа на лунную: она покрыта множеством кольцевых гор – кратеров. Однако на Марсе есть отдельные области очень гладкие, лишенные всяких деталей, и есть области, покрытые непонятными нагромождениями скал. Каналы, которые когда-то вызвали много шума, оказались фикцией, обманом зрения. На снимках, переданных с борта станций, их не видно.

Важные сведения о Марсе были получены в результате наземных наблюдений с помощью инфракрасных спектрометров и фотометров. В сочетании с достаточно мощными телескопами эти приборы позволили исследовать химический состав атмосферы Марса, измерить температуру атмосферы и поверхности, а также атмосферное давление.

Основная составляющая атмосферы Марса – углекислый газ, его относительное содержание оценивается в пределах от 50 до 100 процентов. Водяной пар присутствует, но в очень небольших количествах – его содержание в 1000 раз меньше, чем в земной атмосфере. Что касается кислорода, то можно уверенно говорить о верхнем пределе его содержания – по крайней мере в 3000 раз меньшем, чем на Земле.

Очень малым оказалось полное атмосферное давление – примерно в 100 – 200 раз меньше, чем на Земле. Эта величина, первоначально полученная спектроскопически, была подтверждена измерениями преломления радиоволн в атмосфере Марса.

О средней температуре Марса мы уже говорили – она заметно ниже земной, по измерения указывают также на большие суточные и сезонные ее колебания. На экваторе в полдень температура достигает плюс 30 градусов Цельсия, а утром и вечером она падает примерно до минус 40 градусов. Ночная температура достигает на экваторе минус 70 градусов Цельсия.

В полярных областях во время полярной ночи температура опускается до минус 120 градусов Цельсия. При такой температуре углекислый газ конденсируется. Твердая углекислота, видимо, – основной материал, из которого состоят полярные шапки. Замерзшая вода также должна присутствовать в виде небольшой примеси.

Низкие температуры на поверхности Марса и являются причиной его необычайной сухости. Если вода выделяется из недр Марса с такой же скоростью, как на Земле, то под поверхностью планеты должен присутствовать очень мощный слой вечной мерзлоты.

Радиолокация Марса с помощью больших наземных антенн показала, что поверхность его имеет значительные неровности. Разность высот между наиболее высокими и низкими точками превышает 10 километров. Это подтвердили и спектроскопические измерения интенсивности полос углекислого газа в разных местах планеты (над низкими местами слой атмосферы толще и полосы интенсивней).

Теперь вернемся к проблеме сезонных изменений темных областей. То, что мы узнали о физических условиях на Марсе, заставляет задуматься: а нельзя ли подыскать для сезонных изменений другие объяснения, не связанные с растительностью?

Наземные радиолокационные исследования показали, что томные области часто совпадают со склонами, переходными зонами между плоскогорьями и низменностями. Можно предположить, что на склонах пылевой слой, покрывающий, по-видимому, поверхность Марса, тоньше и состоит из более крупных частиц, поэтому их отражательная способность меньше. Отсюда также некоторое различие в окраске. Изменения же отражательной способности можно объяснить изменением направления ветров. Летом ветры уносят более мелкую пыль со склонов, и они темнеют, а зимой мелкая пыль там снова накапливается.

Гипотеза такого рода имеет свои трудности. На Марсе иногда наблюдаются пылевые бури – большая часть планеты заволакивается желтой пеленой. Во время бури темные моря едва видны сквозь эту пелену. Казалось бы, когда буря кончается и пыль осядет равномерно в темных и светлых областях, разница в их яркости должна сглаживаться. Но в действительности контраст быстро восстанавливается. Это легко понять, если предположить, что в темных областях имеется растительный покров, и гораздо труднее, если считать их безжизненными плоскогорьями.

Заметим, что сами по себе суровые климатические условия Марса не являются препятствием для развития жизни. Границы ее приспособляемости очень широки. И если в отдаленные времена физические условия на Марсе были благоприятны для возникновения жизни, то образовавшаяся тогда биосфера в дальнейшем уже могла приспосабливаться в ходе своей эволюции к изменениям условий на планете.

Земная жизнь возникла в океанах. Имел ли Марс когда-либо океаны? Тщательное изучение фотографий поверхности Марса, полученных с близкого расстояния, позволит, возможно, ответить на этот вопрос – ведь если были океаны и плотная атмосфера, они должны были вызвать разрушение древних геологических форм.

Не исключено, что распространение жизни на Марсе имеет «очаговый» характер, т. е. биосфера занимает ограниченные участки планеты с более благоприятным микроклиматом, создаваемым, например, вулканической деятельностью. Очень важно поэтому оптическими методами детально исследовать распределение температуры и содержания водяного пара в атмосфере по поверхности планеты с борта космического аппарата. Заметим, что оптическими методами можно обнаружить также и органические соединения на поверхности планеты.

Какими они будут, эти гипотетические марсианские живые организмы, если мы с ними встретимся? Люди осторожные решаются говорить только о микроорганизмах, в лучшем случае о растениях, но мы должны отдавать себе отчет в возможности встретить и нечто совсем неожиданное. Правда, автор этой статьи придерживается пессимистической точки зрения: на его взгляд, вероятность того, что Марс вообще окажется мертвой планетой, достаточно велика. Однако в любом случае усилия, затраченные на исследование Марса, не пропадут даром. Мы узнаем о Марсе много такого, что поможет попять строение и развитие пашей собственной планеты, а также Солнечной системы в целом. Поэтому ученые с волнением будут ждать данных советской автоматической станции, только что ушедшей к Марсу.

Едва ли будет преувеличением сказать, что в течение столетий Марс привлекал к себе особенно пристальное внимание ученых и больше других планет волновал воображение человечества. Эта планета, с которой еще в недавнем прошлом земляне связывали надежды на встречу с разумными существами – марсианами, действительно вызывает очень большой интерес.

По размерам Марс почти вдвое меньше Земли, масса его составляет около 0,1, а плотность – немногим более 0,7 от земной. Предметы на Марсе весят приблизительно втрое меньше. Марс не закрыт облаками, и в телескоп хорошо различаются отдельные детали его поверхности. Наблюдение за ними позволило установить, что планета вращается вокруг своей оси в ту же сторону, что и Земля, а период ее вращения лишь на 41 минуту больше средней длительности земных суток. Смена времен года там происходит примерно так же, как и у нас, причем сезонные изменения выражены резче, так как орбита Марса более вытянута.

На Марсе прежде всего отчетливо выделяются яркие белые области вблизи полюсов – северная и южная полярные шапки, размеры которых в течение года заметно изменяются. Вся остальная часть поверхности по окраске обычно разделяется на области двух типов: красно-желтые пространства, условно называемые «материками», или «континентами», и относительно более темные районы, получившие название «морей». Выделяются даже еще более мелкие детали, именуемые «озерами», «заливами», «оазисами». Доля «материков» составляет около ⁵/₆ всей поверхности.

На некоторых картах и многочисленных зарисовках деталей поверхности по наблюдениям в телескоп наносилась регулярная сетка темных сравнительно узких линий. Обнаружение в конце прошлого столетия такой «геометричности» деталей марсианской поверхности было сенсационным, а сами детали получили название «каналов». В течение определенного периода некоторые астрономы даже защищали гипотезу их искусственного происхождения. Были выдвинуты и другие разнообразные гипотезы для объяснения многочисленных наблюдательных данных, которые давали возможность предполагать, что условия на Марсе не очень сильно отличаются от земных.

Совершенствование методов оптических и радиоастрономических наблюдений в течение последних десяти лет, исследования при полетах космических аппаратов «Маринер» дали возможность существенно продвинуться вперед в понимании физических условий на Марсе. На смену разрозненным данным наблюдений и отдельным гипотезам постепенно приходят новые экспериментальные факты, а их обобщение в рамках теоретических моделей позволяет нарисовать более определенную картину. Вместе с тем ученым еще предстоит дать ответ на множество вопросов.

Сложную проблему представляют прежде всего структура и динамика марсианской атмосферы. Данные, полученные до настоящего времени, к сожалению, ограничены во времени и пространстве, сведения о составе атмосферы касаются преимущественно основных компонентов.

Установлено, что атмосфера Марса, как и Венеры, состоит в основном из углекислого газа. Не обнаружено даже следов азота, во всяком случае его не более нескольких процентов. Воды очень немного, общее содержание ее в тысячи раз меньше, чем в атмосфере Земли. Тем не менее относительная влажность атмосферы Марса при таком содержании воды в среднем около 50 процентов. Кислород на Марсе, как и на Венере, – малая примесь. Среднее давление у поверхности Марса оценивается в 5 – 7 миллибар – в сто с лишним раз меньше, чем у поверхности Земли. Температура атмосферы на дневной стороне вблизи экватора плюс 10 – 20 градусов Цельсия. На ночной она быстро падает примерно до минус 60 – 70 градусов, что свидетельствует об очень низкой теплопроводности марсианских грунтов.

Тепловой режим атмосферы Марса сильно отличается от теплового режима атмосфер Земли и Венеры. Запас тепла в разреженной атмосфере планеты очень мал, и она оказывает слабое влияние на теплообмен с поверхностью. Из-за высокой прозрачности атмосферы для видимой и тепловой радиации, слабой теплопроводности марсианского грунта днем поверхность быстро нагревается. После захода Солнца она быстро остывает, охлаждаясь даже сильнее атмосферы, так что может создаваться инверсионный слой. Еще более значительные перепады температур на поверхности Марса возникают вследствие сезонных изменений: разность температур в летнем и зимнем полушариях может превышать 100 – 120 градусов.

Неравномерность разогрева поверхности и атмосферы планеты приводит к возникновению перепадов давления, циркуляционным и ветровым движениям. Так как сезонные и суточные вариации температуры на Марсе больше, чем на Земле, следует ожидать и более значительных скоростей ветров. По существующим теоретическим оценкам, они значительно изменяются в течение года и могут достигать 60 – 80 метров в секунду. Возможно, что еще более сильные ветры дуют на некоторых ограниченных участках из-за дополнительного влияния марсианской топографии.

Как показали радиолокационные, а позднее оптические измерения в ближней инфракрасной области спектра, Марс обладает весьма сложным рельефом. Перепады высот на поверхности планеты в экваториальной зоне достигают 12 – 14 километров. Это вызывает, в частности, значительные вариации в величине поверхностного давления атмосферы – до 2 – 3 раз.

На фототелевизионных изображениях поверхность Марса выглядит приблизительно так же, как поверхность Луны. Отчетливо различается очень много кратеров, число которых на всей поверхности, видимо, достигает 10 – 12 тысяч. Их размеры колеблются от нескольких до почти 400 километров. По характеру террас, кромок они очень напоминают лунные. По эрозии кромок можно полагать, что возраст большинства кратеров исчисляется миллиардами лет. Однако часто встречаются молодые кратеры, возраст которых, но оценкам, не превышает десятков миллионов лет. Вообще по результатам анализа фототелевизионных изображений можно прийти к выводу, что Марс больше похож на Луну с атмосферой, чем на Землю с кратерами: формы кратеров не сглажены, как произошло на Земле, хотя много кратеров эродировано.

Однако сколь далеко можно распространить такую аналогию? На Марсе известна большая область Геллас размером около 1000 километров в поперечнике, которая существенно меняет свою яркость в течение марсианского дня. В отличие от соседних районов она совершенно не имеет кратеров. Возможно, они засыпаны пылью, перенос которой ветром («пылевые бури») приводит к изменению яркостных характеристик Гелласа. Уже одно только существование таких аномальных образований не дает возможности говорить сейчас о том, что Марс аналогичен Луне. Метеорологические процессы в атмосфере, се сглаживающее влияние на характер рельефа, сезонные изменения и другие особенности больше роднят эту планету с Землей.

Специфичный рыжий цвет «материков» планеты очень похож на окраску земных пустынь. По своей химической природе вещества, обусловливающие характерный цвет пустынь, представляют собой гидроокислы железа (лимонит, бурый железняк). Несколько десятков лет назад было выдвинуто предположение, что этот материал преимущественно образует кору Марса, что, конечно, требует экспериментальных подтверждений. Во всяком случае марсианский ландшафт можно представить себе в виде изобилующей кратерами безводной пустыни. Наблюдения в инфракрасной области спектра и радиодиапазоне свидетельствуют о том, что его поверхностный слой состоит из тонкодисперсного материала. Это усиливает сходство с песками пустынь.

В свете новых данных о характере марсианской поверхности более остро встает вопрос о природе темных и светлых областей – «материков» и «морей». Что вызывает их контрастность – различия в химическом составе поверхности, размерах частиц или относительные перепады высот? Последнее, правда, маловероятно, поскольку попытки отождествить радиолокационный профиль Марса с видимыми деталями поверхности пока не привели к успеху. Это, кстати говоря, не позволяет распространить данные радиолокационного зондирования экваториальной области на всю поверхность планеты. В чем-то фототелевизионные изображения отдельных участков Марса напоминают поверхность дна океанов. Поскольку на Земле такие структуры возникли вследствие интенсивных тектонических процессов, можно думать, что и Марс в геологическом отношении продолжает оставаться активным. Получение детальных карт поверхности Марса, исследования тепловых и цветовых аномалий, сейсмические наблюдения позволили бы более уверенно ответить на эти вопросы.

Измерения температуры поверхности Марса показывают, что экваториальные области на 100 – 130 градусов теплее полярных. Температура южной полярной шапки по радиометрическим измерениям составляет около минус 125 градусов Цельсия. При характерных для Марса значениях температуры и давления атмосферы углекислота у поверхности должна находиться в твердой фазе. По-видимому, полярные области на Марсе состоят из твердой углекислоты («сухого льда»), возможно, с небольшими примесями льда обычного, и толщина их составляет несколько метров. Вывод этот, однако, зависит от того, насколько точно измерена температура. Если, например, допустить, что температура в области полярной шапки на несколько десятков градусов выше, то в таком случае они скорее должны целиком состоять из обычного льда, хотя это трудно совместить с данными о крайне низком общем содержании воды на планете.

Изучение фототелевизионных изображений Марса не обнаружило каких-либо линейных или прямоугольных форм, названных «каналами». Наиболее простое объяснение «каналов» состоит в том, что при наблюдении с Земли многочисленных разбросанных по поверхности Марса кратеров с темным дном, хребтов и отдельных пятен различных масштабов и контрастности они воспринимаются на пределе видимости с Земли как регулярные структуры, вытянутые в линии.

Наконец, очень интересен вопрос, который волнует не только ученых: есть ли жизнь на Марсе, понимая под этим теперь лишь простейшие живые формы? К сожалению, проведенные эксперименты пока не дают возможности ответить на этот вопрос. Вместе с тем уже появились определенные сомнения. Так, в приполярной области зарегистрировано интенсивное ультрафиолетовое излучение, отраженное поверхностью Марса. Сам факт проникновения ультрафиолета до поверхности означает, что он должен губительно действовать на живые организмы, по крайней мере аналогичные земным, и препятствовать их существованию. Это не исключает, конечно, присутствия живой материи в приповерхностном слое, либо возможности ее приспособления к таким условиям. Например, можно представить жизнеспособные организмы, извлекающие воду, связанную в марсианских породах, и использующие ультрафиолет в процессе фотосинтеза, или другие еще более биологически сложные модели.

В группе планет земного типа Земля занимает промежуточное положение. Ближе к Солнцу Венера, дальше Марс – планеты, в общем похожие на Землю по целому ряду прежде всего «внешних» характеристик. Существует и более глубокое сходство: в состав их атмосфер входят космически наиболее распространенные элементы – водород, углерод, кислород, азот, находящиеся преимущественно в окисленном состоянии. Из того факта, что плотности вещества этих планет очень близки, следует, что сами они также, по-видимому, состоят из космически наиболее распространенных элементов – магния, кремния, железа, кальция, алюминия, серы и их окислов. Вместе с тем во многом Венера и Марс принципиально отличаются от Земли. На Венере давление атмосферы в 100 раз больше, на Марсе в 100 раз меньше. Средняя температура у поверхности Марса примерно минус 30 – 40 градусов, у поверхности Венеры плюс 475 градусов Цельсия. В атмосфере Земли преобладает азот, газовые оболочки Венеры и Марса почти целиком состоят из углекислоты. Воды на обеих планетах практически нет. Венера имеет совершенно аномальный характер вращения, отличающий ее от всех других планет. Видимо, «промежуточное» положение Земли сделало ее уникальной планетой, обеспечило зарождение и развитие ее биосферы. Какие процессы привели к столь различному характеру эволюции соседних планет – остается пока до конца невыясненным. Изучение каждой планеты в отдельности, сравнение их общих черт и различий помогут выявить интереснейшие закономерности и развить представления о зарождении и эволюции всей планетной системы.

В соответствии с программой изучения планет Солнечной системы и в целях проведения более полных исследований планеты Марс 28 мая 1971 года в 18 часов 26 минут по московскому времени в Советском Союзе осуществлен запуск автоматической межпланетной станции «Марс-3».

Схема вывода станции «Марс-3» на гелиоцентрическую траекторию полета к планете аналогична схеме вывода автоматической межпланетной станции «Марс-2».

Вес автоматической межпланетной станции без последней ступени ракеты-носителя – 4650 килограммов.

На станции «Марс-3» установлен комплекс научных приборов, предназначенных для исследований планеты Марс и окружающего ее пространства, а также аппаратура для изучения структуры радиоизлучения Солнца в метровом диапазоне волн, разработанная и изготовленная специалистами Франции в соответствии с советско-французской программой сотрудничества по исследованию космического пространства в мирных целях. На трассе межпланетного полета будут проводиться измерения характеристик солнечной плазмы и космических лучей. Одновременное измерение характеристик межпланетной среды на станциях «Марс-2» и «Марс-3» позволит получить более полные данные о динамике процессов, протекающих в космическом пространстве.

Обе станции успешно выведены на траекторию полета к Марсу в период оптимального относительного расположения Земли и Марса. Полет автоматической станции «Марс-3» до планеты Марс так же, как и станции «Марс-2», будет продолжаться около шести месяцев.

Движение автоматической станции «Марс-3» происходит по траектории, близкой к расчетной. На 22 часа московского времени 28 мая 1971 года станции «Марс-2» и «Марс-3» находились соответственно на расстоянии 2 миллиона 495 тысяч и 44 тысячи километров от Земли.

Управление полотом двух межпланетных станций осуществляется из Центра дальней космической связи. Поступающая информация обрабатывается в координационно-вычислительном центре и в институтах Академии наук СССР.

Центр дальней космической связи, 8. (ТАСС). Две советские межпланетные автоматические станции «Марс-2» и «Марс-3» продолжают полет. На 6 часов московского времени 8 июня станции «Марс-2» и «Марс-3» находились соответственно на расстоянии 4 897 000 и 2 880 000 километров от Земли.

За время, прошедшее после старта, с межпланетной станцией «Марс-2» было проведено 14, а со станцией «Марс-3» – 19 сеансов связи. Во всех сеансах радиосвязь с межпланетными станциями была устойчивой.

По данным телеметрической информации, бортовые системы и научная аппаратура станций работают нормально.

В соответствии с намеченной программой 8 июня 1971 года в 4 часа 20 минут была проведена коррекция траектории станции «Марс-3». С помощью системы астроориентации автоматическая станция перед коррекцией была сориентирована в пространстве и в заданное время была включена корректирующая двигательная установка. По данным траекторных измерений, коррекция прошла успешно.

Полет советских автоматических межпланетных станций к Марсу продолжается.

Центр дальней космической связи, 17. (ТАСС). Советские межпланетные автоматические станции «Марс-2» и «Марс-3» к 6 часам по московскому времени 17 июня удалились от Земли соответственно на 7 миллионов и 5 миллионов 93 тысячи километров.

По данным телеметрической информации, получаемой со станций в сеансах радиосвязи, все бортовые системы работают нормально. С помощью научной аппаратуры станций продолжаются исследования межпланетного космического пространства.

В соответствии с программой 17 июня 1971 года в 4 часа 30 минут была проведена коррекция траектории движения станции «Марс-2». По данным траекторных измерений, коррекция прошла успешно. Полет двух советских межпланетных станций к Марсу продолжается.

Центр дальней космической связи, 27. (ТАСС). Советские автоматические станции «Марс-2» и «Марс-3», выведенные на межпланетные траектории 19 и 28 мая этого года, продолжают полет. К 6 часам московского времени 27 июля их удаление от Земли составило соответственно 17 миллионов 580 тысяч и 16 миллионов 400 тысяч километров. За время полета со станцией «Марс-2» проведено 43 сеанса связи, со станцией «Марс-3» – 38 сеансов.

По данным баллистических измерений, параметры траекторий межпланетных станций находятся в. заданных пределах. Телеметрическая информация подтверждает нормальное функционирование бортовых систем и научной аппаратуры.

В соответствии с программой по трассе полета к планете Марс продолжаются научные эксперименты по исследованию физических характеристик межпланетного космического пространства и небесных тел. В частности, проводятся измерения корпускулярных потоков солнечного и галактического космического излучения. Получаемые при этом данные хорошо согласуются с результатами таких же исследований, выполняемых с автоматического аппарата «Луноход-1».

Координационно-вычислительный центр ведет прием и обработку поступающей информации. Полет автоматических межпланетных станций «Марс-2» и «Марс-3» продолжается.

Советская автоматическая станция «Марс-2», выведенная на межпланетную траекторию 19 мая 1971 года, преодолев расстояние около 470 миллионов километров, 27 ноября вышла на орбиту искусственного спутника Марса.

Космический полет автоматической станции к планете Марс продолжался 192 дня. На трассе полета Земля – Марс с помощью установленной на станции научной аппаратуры проводились исследования межпланетного космического пространства. В соответствии с программой полета 17 июня, 20 и 27 ноября были проведены коррекции траектории движения. Последняя коррекция была выполнена без использования наземных средств с помощью бортовой автоматики. При этом система автономной астронавигации станции обеспечила ее ориентацию и определила положение станции относительно Марса. Полученные данные были автоматически введены в бортовую электронно-вычислительную машину, которая рассчитала величину и направление корректирующего импульса и выдала необходимые команды для проведения коррекции.

После проведения маневра станция вышла на траекторию, проходящую на расстоянии 1380 километров от поверхности Марса.

При подлете автоматической станции к планете от нее была отделена капсула, доставившая на поверхность Марса вымпел с изображением Герба Советского Союза.

Согласно программе полета в 23 часа 19 минут было проведено торможение станции, после чего ее скорость уменьшилась и она перешла на орбиту искусственного спутника Марса.

По результатам траекторных измерений, проведенных 28 ноября, параметры орбиты составляют:

– максимальное удаление от поверхности планеты в апоцентре 25 000 километров;

– минимальное удаление от поверхности планеты в перицентре 1380 километров;

– наклонение орбиты к плоскости марсианского экватора 48 градусов 54 минуты;

– период обращения 18 часов 00 минут.

По данным телеметрической информации, системы и агрегаты автоматической станции «Марс-2» работают нормально.

Продолжается полет станции «Марс-3». 29 ноября на 21 час московского времени станция находилась на расстоянии 138,3 миллиона километра от Земли, пролетев около 472 миллионов километров.

Дальнейшие сведения о работе станций «Марс-2» и «Марс-3» будут передаваться на Землю в очередных сеансах радиосвязи во время нахождения их в зоне прямой радиовидимости с территории Советского Союза.

Центр дальней космической связи продолжает управление полетом станций «Марс-2» и «Марс-3». Координационно-вычислительный центр ведет обработку поступающей информации.

В течение многих десятилетий объектом детальных исследований ученых было магнитное поде Земли. За ото время удалось выяснить, что оно имеет дипольный характер, т. е. похоже на поле, которое создает намагниченная сфера или обычный двухполюсный магнит. Правда, картина осложняется тем, что на магнитную оболочку Земли «накладываются» нерегулярности различного масштаба – так называемые геомагнитные аномалии. Известно также, что источник земного магнетизма находится внутри земного шара.

Магнитное поле подвержено медленным, так называемым вековым вариациям. Кроме того, приборы, установленные на Земле, регистрируют и сравнительно быстрые его изменения – магнитные бури и возмущения. Они в основном связаны с изменениями солнечной активности. Анализ распределения по поверхности планеты величины и направления этих возмущений показывает, что их причиной служат токи, циркулирующие в окружающем Землю пространстве.

Однако путем наблюдений, проводимых с Земли, невозможно получить многие сведения об уникальном образовании, окружающем нашу планету, – ее магнитосфере. Поэтому с появлением искусственных спутников и автоматических межпланетных станций начался новый период в изучении магнитного поля Земли. Приборы, установленные на космических лабораториях, принесли много новой информации. Обнаружилось, в частности, что магнитосфера представляет собой своеобразную полость, образованную в межпланетной среде магнитным полем. Его напряженность резко падает по мере удаления от Земли: при увеличении расстояния вдвое оно уменьшается почти в десять раз.

До космических полетов считалось, что влияние этого ноля, несмотря на то, что его напряженность быстро падает, должно ощущаться на очень больших удалениях. Однако, когда был открыт солнечный ветер – поток заряженных частиц, идущий от Солнца, стало ясно, что влияние магнитного поля ограничено в пространстве. Граница земной магнитосферы – так называемая магнитопауза – проходит там, где поле еще достаточно сильно, чтобы сдерживать поток набегающих на него частиц. Таким образом, ближайшее расстояние до границы магнитосферы в направлении к Солнцу составляет около 60 тысяч километров, или десять земных радиусов. С увеличением углового расстояния от Солнца эта граница также отдаляется от Земли. Искусственные спутники показали, что магнитные силовые линии, которые выходят из околополюсных областей земного шара, солнечным ветром сносятся в направлении от Солнца. В результате образуется геомагнитный хвост Земли. Из-за этого наша планета напоминает комету, голова которой соответствует ядру магнитосферы, а силовые линии, относимые потоком заряженных частиц, образуют ее хвост. Диаметр геомагнитного хвоста измерен на относительно небольших расстояниях. Он составляет около 40 радиусов Земли. Но протяженность его в пространстве пока неизвестна. Структура хвоста довольно хорошо изучена на расстояниях лишь до орбиты Луны: именно в этом районе пролегли трассы многих космических аппаратов с научными приборами. Чтобы исследовать хвост на больших удалениях, требуется запускать специальные зонды.

Американские автоматические станции «Пионер-7» и «Пионер-8» пересекали геомагнитный хвост на расстоянии 500 и 1000 радиусов Земли. Сделанные ими измерения показали, что магнитные силовые линии здесь носят нерегулярный характер. Еще одна автоматическая станция «Маринер-4» прошла район, где может быть хвост, на расстоянии в 3300 радиусов Земли, но признаков его не обнаружила.

В связи с запуском автоматических станций «Марс-2» и «Марс-3» советские ученые получили замечательную возможность провести подобный эксперимент на очень больших расстояниях. Обе автоматические станции пересекли предполагаемый район хвоста в 20 миллионах километров от Земли, что составляет 3000 ее радиусов. Предварительная обработка информации, полученной от прибора для измерения потока солнечного ветра, который установлен на борту «Марса-3», показала, что аппарат пересек геомагнитный хвост.

Солнечный ветер характерен тем, что в определенный момент и в определенном месте составляющие его различные частицы – электроны и ионы разных масс и зарядов – двигаются приблизительно с одинаковой скоростью. Отличие индивидуальной скорости частицы от скорости потока невелико. Это равенство средних скоростей различных компонентов связано с тем, что солнечный ветер благодаря имеющемуся в межпланетной среде магнитному полю ведет себя как жидкость.

Прибор, установленный на автоматической станции «Марс-3», в течение полутора суток регистрировал потоки ионов, распределение которых по скоростям резко отличалось от того, которое наблюдается в солнечном ветре. Наиболее вероятное объяснение этого явления состоит в том, что автоматическая станция в это время пролетала через область перемешивания плазмы солнечного ветра и геомагнитного хвоста.

Изучение геомагнитного хвоста представляет значительный научный интерес. Такие исследования позволяют проследить взаимодействие разреженной плазмы и магнитного поля в больших линейных и временных масштабах. Эти эксперименты могут иметь и практическое значение. Дело в том, что магнитный хвост Земли, хотя величина его поля мала, благодаря своим размерам содержит большое количество энергии. Ее достаточно, например, для создания значительных возмущений в магнитном поле и ионосфере Земли. Но какова действительная роль геомагнитного хвоста в магнитосферных процессах, покажут будущие исследования.

Наши сегодняшние знания об условиях на поверхности этой очень интересной для биологов планеты основаны на результатах астрономических наблюдений, а также на изучении фотографий, полученных при помощи космических зондов, траектория которых позволила произвести «аэросъемку» с разрешением порядка нескольких километров. Имеющиеся данные говорят о том, что климат Марса весьма суров. Атмосферное давление у поверхности планеты очень низкое – его значение оценивается величиной от четырех до десяти миллибар, что соответствует давлению воздуха на высоте приблизительно 30 километров над поверхностью Земли. Марсианская атмосфера состоит главным образом из углекислого газа с незначительными примесями окиси углерода и воды.

Одевающая Землю достаточно плотная «шуба» воздушных масс способствует сохранению тепла, полученного ее поверхностью от Солнца. Разреженная атмосфера Марса не может выполнить этой роли: ночью температура на почве падает здесь ниже 100 градусов холода по Цельсию. Следует учесть еще, что Марс отстоит от Солнца значительно дальше, чем Земля. Тепла ему достается меньше. И только днем в экваториальных областях температура поднимается до 25 градусов тепла по Цельсию. Поверхность планеты получает достаточно высокую дозу солнечных ультрафиолетовых лучей, а это не слишком благоприятно для живых организмов. По крайней мере для земных: ведь они защищены от коротковолнового ультрафиолетового излучения экраном из озона, слой которого лежит в нашей атмосфере на больших высотах.

На первый взгляд столь суровые природные условия исключают возможность существования живых организмов. Но не следует торопиться с таким выводом. Формы жизни многообразны. В марсианском воздухе, например, нет кислорода. Но не для всех живых существ он необходим. Ведь и на Земле существует несколько видов микроорганизмов, развитие которых происходит в бескислородных условиях. Для некоторых же из них кислород – яд. Жесткое ультрафиолетовое излучение, бесспорно, смертельно для живых обитателей Земли. Но если жизнь на Марсе однажды зародилась, то миллиарды лет эволюции могли выработать целый ряд защитных механизмов, предохраняющих здешние существа от губительных лучей. Такой защитой могли бы стать, например, толстые оболочки или поглощающие ультрафиолет пигменты.

Наиболее суровым природным фактором, ограничивающим возможность существования жизни на Марсе, следует признать чрезвычайно малое содержание воды в атмосфере и полное ее отсутствие – по крайней мере в жидком виде – на поверхности. Но и на этот случай можно представить себе ряд приспособительных механизмов, которые обеспечили бы жизнедеятельность микрофлоры.

Астрономы, наблюдавшие поверхность Марса в телескопы, давно уже обнаружили любопытное явление – так называемую сезонную волну потемнения. По мере наступления марсианской весны от полюса к экватору планеты распространяется темная полоса. Это можно сравнить с изменением окраски нашей планеты, на которой весной оживает зеленое царство растений, и связать с сезонным изменением окраски гипотетических марсианских растений. Однако существуют и другие объяснения сезонной волны потемнения, не требующие привлечения биологических факторов.

Загадки Марса ждут своего решения. Новая отрасль биологии и космонавтики – космическая биология, или, как ее еще называют, экзобиология, – занимается, в частности, разработкой методов и аппаратуры для обнаружения на Марсе живых систем. Для этого предполагается использовать такие критерии живого, как размножение и обмен веществ.

Поиск живых систем на Марсе – задача огромной общенаучной значимости. Изучение неведомых еще организмов – если они будут обнаружены – позволит понять закономерности развития жизни в Солнечной системе. Не исключено, что инопланетные формы жизни выработали в процессе эволюции ряд принципиально новых биологических механизмов обмена, регуляции и прочих. Исследование их откроет перед биологами новые пути развития живой материи. Не меньшее значение для науки будет иметь и строгое доказательство отсутствия жизни на Марсе. Этот факт предоставит в будущем возможность проведения биологических экспериментов в условиях полностью стерильной планеты.

Не менее интересная, чем поиск живых организмов, задача экзобиологии и космологии – исследование на поверхности Марса органических соединений. Они могут быть остатками когда-то существовавших на планете живых организмов, но могут иметь и абиогенное происхождение – образоваться под воздействием ультрафиолетового излучения из атмосферных газов и минералов, залегающих в поверхностном слое планеты. Наконец, определенные виды органических соединений, обнаруженные на марсианской поверхности, могли бы свидетельствовать в пользу существования на планете простейших организмов.

Постановка этих задач на экспериментальную основу становится возможной только с использованием специально оборудованных автоматов. Почву для них сегодня готовят советские космические станции «Марс-2» и «Марс-3».

Советская наука и техника добились нового замечательного успеха. 2 декабря 1971 года впервые в истории космонавтики спускаемый аппарат автоматической станции «Марс-3» совершил мягкую посадку на поверхность планеты Марс.

Полет автоматической станции «Марс-3» по межпланетной траектории продолжался 188 дней. 2 декабря была проведена заключительная коррекция траектории. При этом так же, как и на станции «Марс-2», операции выполнялись автономно с помощью бортовой системы космической астронавигации и электронно-вычислительной машины. Они осуществляли расчет величины и направления корректирующего импульса, что обеспечило необходимые условия отделения спускаемого аппарата в заданный момент времени, его вход в атмосферу и мягкую посадку на поверхности планеты.

После отделения спускаемый аппарат вошел в атмосферу планеты, совершил снижение на парашюте и мягко опустился в южном полушарии Марса между областями Электрис и Фаэтонтис в районе с координатами 45 градусов южной широты и 158 градусов западной долготы. На борту аппарата установлен вымпел с изображением Герба Союза Советских Социалистических Республик.

Орбитальная станция «Марс-3» после отделения спускаемого аппарата продолжала полет по траектории, проходящей на минимальном расстоянии – 1500 километров от поверхности планеты. Тормозная двигательная установка обеспечила перевод станции на орбиту искусственного спутника Марса с периодом обращения около одиннадцати суток.

Сигналы с аппарата, совершившего посадку на поверхность планеты в расчетное время, были приняты и записаны на борту искусственного спутника «Марс-3» и затем в сеансах радиосвязи 2 – 5 декабря были переданы на Землю. Принятые с поверхности Марса видеосигналы были непродолжительными и резко прекратились.

В соответствии с разработанной комплексной научной программой с помощью орбитальных станций «Марс-2» и «Марс-3» будут проводиться исследования планеты Марс и околопланетного космического пространства на существенно различных орбитах. Научная информация, полученная со станций «Марс-2» и «Марс-3» во время их межпланетного полета, в том числе с помощью аппаратуры, разработанной и изготовленной специалистами Франции в соответствии с советско-французской программой сотрудничества, изучается.

Управление полетом станций, прием научной информации и данных о работе бортовой аппаратуры проводится Центром дальней космической связи в сеансах радиосвязи во время нахождения станций в зоне прямой радиовидимости с территории Советского Союза. Координационно-вычислительный центр ведет обработку поступающей информации.

Новое выдающееся достижение советской космонавтики открывает широкие перспективы для дальнейшего изучения планет Солнечной системы с помощью автоматических аппаратов.

Когда спускаемый аппарат «Марса-3» приближался к району посадки, там было утро. Точка посадки на диске Марса находится в южном полушарии в левом нижнем углу. На языке координат это 45 градусов южной широты и 158 западной долготы. На Земле точка с такими координатами расположена в Тихом океане напротив южного побережья Чили.

Если взглянуть на марсианскую карту, составленную астрономами, на ней выделяются темные области, именуемые морями, и светлые – континенты. Так вот, точка посадки лежит между двумя областями в поясе «пустынь» в южном полушарии, где находятся, пожалуй, наиболее светлые образования на Марсе. Протяженность этих областей – Электриса и Фаэтонтиса – полторы-две тысячи километров. Почти между ними расположена несколько более темная область, названная «Проливом Симоис». Моря, заливы, проливы – названия условные. Открытых водоемов, таких, как на Земле, на Марсе нет.

Методы классической астрономии из-за большого удаления Марса не позволяли определить характер рельефа на Марсе. Считалось, что это довольно гладкая планета. Перепады высот – примерно с километр. Причем полагали, что моря располагаются пониже, континенты – повыше, как на Земле.

Радиолокация Марса в конце 60-х годов принесла неожиданности: оказалось, что перепады высот вблизи экватора достигают 13 – 14 километров. Появившийся несколько позднее метод определения толщи атмосферы по поглощению инфракрасной радиации углекислым газом, составляющим основную часть марсианской атмосферы, подтвердил эти данные. Но марсианские перепады высот не резкие, как горы, а плавные, напоминающие картину перехода наших континентов в океан. И в среднем они такие же, как между гористыми областями на Земле и океаническими котловинами.

Первые снимки, переданные с борта автоматических станций «Маринер», позволили рассмотреть детальную структуру марсианской поверхности. Оказалось, что она изрыта кратерами, подобно лунной. В среднем число их на заснятых участках марсианской поверхности сохраняется примерно одинаковым. И можно предполагать, что всего их на планете 10 – 12 тысяч с диаметрами от одного до 400 километров. Детальная структура марсианской поверхности была выявлена при полете космических аппаратов и с использованием другого интересного метода – по величине рассеяния ультрафиолетовых лучей атмосферы над областями, где они слабо отражаются поверхностью. Именно таковы зоны пустынь. Идея эта внешне проста: там, где атмосфера глубже, там больше молекул, рассеивающих солнечную ультрафиолетовую радиацию, – значит, больше давление, которое естественно отнести за счет понижения поверхности. Таким методом можно рассмотреть детали с весьма высоким разрешением. «Снимки»в ультрафиолетовых лучах также показывают большую изрытость марсианской поверхности кратерами. Данные различных методов определения марсианской топографии довольно хорошо согласуются.

Но бытовавшее раньше мнение, что «моря» – это низменности, а «континенты» – возвышенности, не оправдалось. Однозначного соответствия между интенсивностью отражения света от поверхности и ее высотой установить не удалось.

К сожалению, эти исследования охватили лишь небольшую зону экваториальной области Марса, в основном в северном полушарии. Районы, где сел спускаемый аппарат «Марса-3», изучены слабо. По астрономическим наблюдениям, эти районы отличаются от северного полушария – там больше преобладают материки. Вообще на долю «морей» Марса приходится примерно одна шестая часть марсианской поверхности. На темном фоне «морей» выделяются отдельные яркие «острова» – наиболее красные на общем красноватом фоне Марса. Именно к таким «островам» относятся области Электрис и Фаэтонтис, между которыми сел спускаемый аппарат. Они не исследованы со сравнительно близкого расстояния, но похожи внешне на более изученную область Геллас. Это тоже яркий материк размером около полутора тысяч километров в поперечнике. Он существенно меняет свою яркость в течение дня. Зондирование Гелласа на пределе разрешения приборов космических аппаратов (это примерно около 300 метров) показало, что там нет никаких кратеров, хотя в соседних областях их, как уже говорилось, множество. Видимо, это гигантская котловина, засыпанная мелкой пылью. За счет перемещения пыли можно объяснить изменение яркости этой области в течение марсианского дня. Марс – очень сухая планета. Весь запас воды, имеющейся, по современным оценкам в атмосфере Марса, если его осадить на поверхность, дал бы слой толщиной не более двух сотых долей миллиметра. Песок при такой сухости становится «текучим». На Луне частицы грунта «цементирует» вакуум, а здесь есть атмосфера, и поэтому пыль не слипается и, видимо, засыпает кратеры, поэтому их не видно в области Геллас.

Глубина Гелласа относительно среднего уровня марсианской поверхности примерно 4 километра. Следовательно, здесь больше давление атмосферы «на дне». По аналогии можно предполагать, что то же самое имеет место и для Электриса и Фаэтонтиса. Значит, там должны быть более благоприятные условия для торможения спускаемых аппаратов. В углублениях при большем давлении можно ожидать и относительно большую влажность атмосферы.

Интересно, что в зимний период южная полярная шапка доходит почти до южной границы этих материков. Сейчас там лето, которое на Марсе вдвое длиннее нашего, как и остальные времена года.

Существует интересная концепция, что в марсианской атмосфере есть не только сильные ветровые перемещения, но и изменения химического состава «воздуха». Можно, в частности, предполагать, что мощные полярные шапки, состоящие скорее всего из углекислоты, адсорбируют на себе малые атмосферные примеси, например, такие, как озон и аммиак. А таяние полярных шапок в весенне-летний период, видимо, приводит к испарению примесей, их переходу в атмосферу. По этой причине и ряду других метеорология на Марсе может сильно отличаться от земной.

Исследования атмосферы и поверхности Марса с орбиты наших спутников комплексом научных приборов, а также американским спутником «Маринер-9», несомненно, позволят расширить наши представления о планете и, в частности, о тех областях на ее поверхности, где опустился спускаемый аппарат «Марса-3».

К сожалению, видеосигнал с аппарата прервался. Мы пока только можем строить предположения, почему это произошло. Не следует, в частности, забывать о том, что о физических условиях среды, в которую совершил посадку аппарат, мы знаем чрезвычайно мало. В этом полете работоспособность спускаемого аппарата проверялась вместе с решением другой принципиально важной задачи – вывода на существенно различные орбиты двух искусственных спутников Марса для выполнения комплексной научной программы.

Успешное осуществление этих операций и прежде всего первая в мире мягкая посадка аппарата на поверхность Марса, передача видеосигнала с поверхности имеют громадное научное значение.

Эксперимент с «Марсом-3» показал, что принципиальная схема посадки и конструкция спускаемого аппарата выбраны правильно, и это открывает большие перспективы для будущих полетов на Марс и исследований этой планеты.

Великие противостояния Марса, в период которых он находится на самом близком расстоянии от Земли, всегда вызывали волну активности исследователей этой планеты. Однако если раньше ее изучение велось только в оптическом и инфракрасных диапазонах, то в нынешнем году ученые получили новый мощный источник научной информации. Впервые на орбиту спутников Марса выведены научные лаборатории. Советская космонавтика впервые в мире осуществила мягкую посадку космического аппарата на поверхность Марса. Это выдающееся достижение открывает широкие перспективы для дальнейшего изучения планет Солнечной системы с помощью автоматических аппаратов.

Чем богаче арсенал средств, с помощью которых наука ведет наступление на непознанное, тем вероятнее успех в накоплении новых знаний. Бесспорно, космическим автоматам будет принадлежать решающая роль в исследовании далеких планет. Используя достижения космонавтики и современные методы наземных исследований, наука намного продвинется в изучении небесных тел.

Во время противостояния 1971 года впервые применялись радиофизические методы исследования – в предыдущее великое противостояние 1956 года ученые делали в этой области только первые робкие шаги. Имеется в виду исследование планет по их собственному радиоизлучению и методом радиолокации. Изучается собственное излучение Марса в инфракрасном и в особенности радиодиапазоне. К настоящему времени в ряде стран созданы большие радиотелескопы, достигающие шестидесяти и даже ста метров в диаметре, способные надежно регистрировать собственное радиоизлучение Марса. Оно несет сведения о температуре не только на поверхности Марса, но и на некоторой глубине, а также дает сведения о химических свойствах вещества верхнего покрова, его структуре, плотности, теплопроводности.

Активно используются сейчас методы радиолокации Марса. В этом случае посланные с Земли электромагнитные волны, отражаясь от поверхности Марса, несут ряд сведений о веществе, таких, как плотность, диэлектрическая постоянная, дают точное расстояние от Земли.

В результате исследований предыдущих лет, проводившихся в обычные противостояния, когда Марс был в полтора раза дальше от Земли, чем сейчас, был получен ряд данных о физических условиях на Марсе. Так, фотографии поверхности Марса, сделанные американской станцией «Маринер» в 1969 году, показали, что мир Марса похож на мир Луны – на фотографиях видны такие же, как и на Луне, кольцевые горы и их цепи. Это было неожиданным открытием, хотя сейчас даже трудно понять, почему такое заключение никем не высказывалось ранее. Ведь давно было ясно, что поверхность Марса под очень разреженной атмосферой, как и поверхность Луны, должна хранить следы далеких исторических событий.

Отсутствие сколько-нибудь значительного количества воды в атмосфере Марса всегда создавало трудности в объяснении природы белых полярных шапок, подверженных, как и на Земле, сезонным изменениям. Недавние измерения температур марсианских полярных областей и фотографии заставляют считать, что полярные шапки образованы не снегом и инеем, а «сухим льдом» – твердым замерзшим углекислым газом.

Однако и здесь не все еще ясно. Дело в том, что, как показывают расчеты, проведенные у нас в институте научными сотрудниками В. Алешиным и О. Щуко, образование и удержание твердой углекислоты на достаточно теплопроводящем грунте невозможно. Аналогичное явление можно наблюдать на Земле. Когда начинаются заморозки, то иней держится только на плохо проводящих тепло предметах – траве, кустах древесины, но отсутствует на голой земле. Авторы выдвинули гипотезу и показали, что сначала выпадает некоторое количество замерзшей влаги, а затем на ней (снег – плохой проводник тепла) может удержаться и замерзшая углекислота.

По результатам изучения собственного радиоизлучения Марса, проведенного в нашей стране, можно уже сейчас сделать некоторые новые предварительные выводы. Эти исследования проводились Научно-исследовательским радиофизическим институтом (НИРФИ) Министерства высшего и среднего специального образования РСФСР совместно с Крымской астрофизической обсерваторией АН СССР, старшими научными сотрудниками, кандидатами физико-математических наук А. Кисляковым и П. Моисеевым, а также в Физическом институте АН СССР под руководством профессора А. Кузьмина. В обоих случаях использовались радиотелескопы диаметром 22 метра.

Теория радиоизлучения Марса, ранее разработанная в НИРФИ, свидетельствовала о том, что наиболее эффективным диапазоном волн для исследования теплового режима структуры и свойств вещества верхнего покрова является миллиметровый диапазон. Физические принципы исследования Марса в этом диапазоне явились практически тождественными принципам, примененным при исследовании Луны по ее собственному радиоизлучению.

Что же мы узнали о свойствах вещества верхнего покрова Марса в результате исследований его радиоизлучения?

Можно утверждать, что за марсианский день, длящийся столько же, сколько на Земле, поверхность Марса прогревается на три-четыре сантиметра, т. е. почти на столько же, на сколько за целый месяц на Луне. Это говорит о довольно высокой теплопроводности марсианского вещества, приближающегося к теплопроводности земных силикатных пород. Отсюда следует и существенно большая плотность и меньшая их пористость, чем у лунного покрова. Наиболее вероятно, что в большей своей части верхний покров Марса находится в тонкодисперсном пылевом состоянии.

Раньше астрономы на основании оптических исследований предполагали, что красноватый оттенок Марса обусловлен тем, что его поверхность сложена из таких минералов, как лимонит, биотит, представляющих разновидность окислов железа. Лабораторные исследования диэлектрических свойств этих пород и сравнение с измеренными диэлектрическими постоянными верхнего покрова Марса с помощью радиолокации показывают, что сплошные твердые породы лимонита не удовлетворяют полученным данным. Скорее всего мы имеем дело с обычными силикатными породами, пылинки которых покрыты топким слоем окиси железа.

Более полный анализ полученных данных позволит сделать определенные выводы и из такой важной характеристики марсианского вещества, как его эффективная электропроводность в диапазоне миллиметровых волн. А это, как уже показано на примере исследования Луны, позволяет при некоторых очень вероятных предположениях оценить химический состав и ответить на вопрос, к какому типу относятся марсианские породы.

Все сведения, полученные различными методами, создадут в ближайшее время наиболее объективное представление о еще загадочной планете Марс. Но самым фундаментальным результатом было бы определение того, есть ли какая-нибудь форма жизни на этой планете и была ли она когда-либо. Обнаружение жизни на Марсе было бы чрезвычайно волнующим открытием, поворотным пунктом в наших представлениях о возникновении и развитии жизни во Вселенной.

Космические автоматические аппараты выполняют большой объем полезной работы, исследуя планеты Солнечной системы, межпланетное пространство, Луну, околоземное пространство, нашу планету. Они помогают решать и чисто «земные» задачи – в области метеорологии, навигации, связи. Но все, что они «видят» и «слышат», не становилось бы достоянием людей, если бы автоматы были «немыми», не могли передавать полученные результаты на Землю. Поэтому на космических аппаратах устанавливаются радиосистемы для передачи информации на Землю. Но тут возникает ряд проблем, отличающихся для разных классов аппаратов.

Бортовые передатчики и наземные приемные устройства по своим техническим характеристикам позволяют передавать (и принимать) с искусственных спутников Земли практически сколь угодно мощные потоки информации. Поскольку принимать ее сразу со всех «работающих» спутников неудобно, а передача может идти только при попадании их в зону радиовидимости, обычно данные накапливаются в бортовом запоминающем устройстве и периодически «сбрасываются» на Землю. Чем больше проводится экспериментов на спутнике и чем они сложнее, тем больше должен быть объем запоминающего устройства.

Иначе выглядят проблемы передачи информации с лунных и межпланетных станций. Если поставить на лунную станцию передатчик со спутника Земли и использовать те же самые приемные пункты на Земле, то скорость передачи информации придется уменьшить в миллион раз. А передача с орбиты спутника Марса велась бы в сто тысяч раз медленнее, чем с Луны, или в сто миллиардов раз медленнее, чем с орбиты спутника Земли: мощность радиосигнала уменьшается обратно пропорционально квадрату расстояния и его все труднее выделить на фоне радиошумов космоса, тепловых шумов антенны и т. д. Если бы не предпринимались специальные меры, то информация с Луны стала бы «течь» не «потоком», а «ручейком», а с орбиты вокруг Марса – «сочилась бы по капелькам». Однако на лунных и межпланетных станциях находятся сложные комплексы научных приборов и очень важно суметь принять все полученные ими данные.

Эти проблемы частично решаются путем совершенствования бортовых запоминающих устройств и разработки специальных передатчиков для лунных и межпланетных станций. Принимает информацию с больших расстояний специально созданный Центр дальней космической связи. Но все дальше в глубины Солнечной системы уходят космические станции, все больше становится поток информации, поступающей на Землю. В этих условиях важно не только как передать, по и что передать.

В самом деле, проводя опыты в обычных «земных» условиях, экспериментатор может регистрировать показания измерительного прибора лишь периодически, когда они представляют определенный интерес, дают необходимую информацию. Это позволяет исследователю экономить усилия, упрощать последующий анализ и обработку данных.

Для эксперимента в космосе ученые разрабатывают приборы, определяют состав измерительной аппаратуры и режимы ее работы, а регистрация результатов производится на борту космического аппарата автоматически. Наиболее простой способ – запрограммировать достаточно частую периодическую запись показаний всех приборов. Но, как уже упоминалось, в этом случае большая часть данных не представит интереса, тем не менее они также будут введены в бортовое запоминающее устройство, переданы на Землю, записаны на магнитных лентах и обработаны на вычислительных машинах. Весь этот бесполезный труд вызывается заменой экспериментатора простейшим автоматом.

Выход состоит в том, чтобы создать хотя и более сложный автомат, но способный достаточно точно воспроизводить поведение экспериментатора, избегать сбора и регистрации неинформативных данных. В такой «разумно разборчивый» автомат необходимо заложить критерий, по которому экспериментатор признает измерения существенными или несущественными и управляет экспериментом. Поскольку для различных экспериментов критерии различны, в целом эта задача очень нелегка.

Однако и этим проблема не исчерпывается. Следующая задача состоит в наиболее экономном, наиболее сжатом описании зарегистрированных данных.

Предположим, на борту космического аппарата получена фотография. Обычно она разбивается на маленькие клетки (элементы) и данные о яркости каждого элемента передаются последовательно (так передается и телевизионное изображение, когда движение от элемента к элементу осуществляется вдоль «строки» и затем следует переход на следующую «строку»). В общем случае для описания фотографии необходимо затратить большой объем данных. Но если, например, она содержит только черный круг на белом фоне, то достаточно указать лишь положение центра круга, его радиус и «степень черноты». В результате фотография будет описана сжато и абсолютно точно.

Конечно, это очень простой пример. Реальная задача сжатия полученных данных несравнимо сложнее. Однако сжатие позволяет получить большой эффект, и исследованиями в новой области занимаются сейчас во всем мире.

Зарегистрированные и сжатые данные записываются в запоминающее устройство, а затем передаются на Землю. В процессе передачи изредка возникают искажения данных. Для того чтобы практически полностью исключить их влияние, необходимо еще на борту космического аппарата «защитить» передаваемые данные с помощью корректирующих кодов, которые позволяют обнаружить и исправлять наиболее часто возникающие искажения. Такое кодирование составляет третий, заключительный этап бортовой обработки данных. Он значительно проще двух предыдущих.

Выполняют эту работу сложные бортовые устройства, фактически представляющие собой специализированные вычислительные машины. И чем сложнее программы обработки, тем сложнее такие устройства. По-видимому, недалеко время, когда целесообразнее будет поручать решение этих задач универсальной бортовой вычислительной машине.

В Советском Союзе исследуются и внедряются эффективные методы всех этапов бортовой обработки информации. Совершенствуются методы сбора и помехоустойчивого кодирования. Правда, до последнего времени на борту космических аппаратов не применялись устройства сжатия данных, несмотря на большое количество работ в этом направлении. Однако на автоматической межпланетной станции «Марс-3» такое устройство впервые в мире было установлено для сжатия данных от французского прибора «Стерео», исследующего радиоизлучения Солнца. Устройство разработано в Институте космических исследований Академии наук СССР. Результаты его применения поразили даже специалистов. Во многих случаях оно позволяло уменьшить объем данных в сто и более раз и увеличило возможности исследований.

В соответствии с намеченной программой автоматические станции «Марс-2» и «Марс-3», выведенные на околомарсианские орбиты 27 ноября и 2 декабря с. г., продолжают успешно выполнять научные исследования планеты Марс и околопланетного космического пространства на существенно различных орбитах.

В процессе полета автоматические станции «Марс-2» и «Марс-3» с помощью автономных систем астронавигации были сориентированы, и по командам с Земли проведено фотографирование поверхности планеты Марс с различных расстояний. После обработки этих фотоснимков на борту станций они по радиолинии были переданы на Землю.

Наряду с фотографированием поверхности планеты Марс автоматические станции «Марс-2» и «Марс-3» выполняют комплексную научную программу исследования этой планеты.

За время полета со станцией «Марс-2» проведено 153 сеанса радиосвязи и со станцией «Марс-3» – 159 сеансов. Во время сеансов связи со станций передаются на Землю результаты научных измерений, данные о работе бортовой, аппаратуры, о температурном режиме отсеков, а также проводится контроль параметров орбит станций.

По данным телеметрических измерений, все системы станций «Марс-2» и «Марс-3» функционируют нормально.

Получаемые со станций научные данные обрабатываются и анализируются институтами Академии наук СССР.

Координационно-вычислительный центр продолжает контроль за полетом станций «Марс-2» и «Марс-3» и прием с них научных данных о Марсе и околопланетном космическом пространстве.

Ученым и конструкторам, инженерам, техникам и рабочим, всем коллективам и организациям, принимавшим участие в создании автоматических станций «Марс-2» и «Марс-3» и осуществлении межпланетного полета к Марсу

Дорогие товарищи!

Впервые в истории космонавтики, 27 ноября 1971 г., автоматическая станция «Марс-2» доставила на поверхность Марса капсулу с вымпелом, на котором изображен Герб Советского Союза, и вслед за этим в результате полета станции «Марс-3» 2 декабря 1971 г. была решена сложная задача по осуществлению мягкой посадки на поверхность Марса спускаемого аппарата.

Советские автоматические межпланетные станции «Марс-2» и «Марс-3» переведены на орбиты искусственных спутников Марса и в совместном полете продолжают выполнение комплексной научной программы исследований этой планеты, в том числе проводят ее фотографирование.

Успешное осуществление полета двух автоматических станций к Марсу, мягкая посадка на его поверхность спускаемого аппарата и проведение одновременно двумя станциями с орбит искусственных спутников планеты сложнейших научных экспериментов по исследованию Марса и околопланетного космического пространства – это новое выдающееся достижение советской науки и техники, важнейший вклад в мировую науку.

Проведение уникального космического эксперимента еще раз наглядно демонстрирует большие возможности автоматических аппаратов в решении новых и сложных задач по дальнейшему освоению космического пространства и убедительно подтверждает высокий уровень развития науки и техники в нашей стране.

Весь советский народ гордится тем, что новая победа в космосе одержана талантом и трудом ученых, конструкторов, инженеров, техников и рабочих Советского Союза, решивших ряд сложнейших научно-технических проблем и обеспечивших одновременный перелет к Марсу двух межпланетных автоматических станций и первую мягкую посадку спускаемого аппарата на поверхность этой планеты.

Центральный Комитет КПСС, Президиум Верховного Совета СССР и Совет Министров СССР горячо и сердечно поздравляют ученых и конструкторов, инженеров, техников и рабочих, коллективы организаций, принимавших участие в создании, запуске и управлении полетом двух автоматических станций «Марс-2» и «Марс-3» и обеспечивших мягкую посадку спускаемого аппарата на поверхность Марса.

Коллективы ученых, конструкторов, инженеров, техников, рабочих, принимавшие участие в создании, запуске и управлении полетом автоматических межпланетных станций «Марс-2» и «Марс-3», рады доложить Центральному Комитету КПСС, Президиуму Верховного Совета СССР, Совету Министров СССР, что первый год девятой пятилетки ознаменован выполнением еще одного важного задания партии и правительства.

Впервые в истории освоения космического пространства автоматическая станция «Марс-2», стартовавшая 19 мая 1971 года, доставила 27 ноября 1971 года на планету Марс капсулу с вымпелом, на котором изображен Герб Советского Союза, и вслед за этим станцией «Марс-3», запущенной 28 мая 1971 года, 2 декабря 1971 года решена сложная задача по осуществлению мягкой посадки спускаемого аппарата на поверхность планеты и передачи радиосигналов с Марса на Землю.

Автоматические станции «Марс-2» и «Марс-3» выведены на орбиту искусственных спутников Марса и выполняют комплексную научную программу по исследованию планеты и околопланетного космического пространства и проводят фотографирование планеты Марс.

Полет автоматических станций «Марс-2» и «Марс-3», осуществление мягкой посадки спускаемого аппарата станции «Марс-3», на планету Марс в сложных условиях, а также успешная работа обеих станций на орбитах спутников планеты полностью подтверждают правильность инженерно-конструкторских решений и принципов, положенных в основу создания этих новых межпланетных автоматических станций, и открывают широкие перспективы непосредственного исследования Марса и других планет Солнечной системы.

Как и весь советский народ, мы горды тем, что первый автоматический аппарат, совершивший мягкую посадку на поверхность Марса, так же как и первые автоматические станции, совершившие мягкую посадку на Луну и Венеру, созданы трудом советских людей.

Заверяем Центральный Комитет нашей партии, Президиум Верховного Совета СССР и Советское правительство, что ученые, конструкторы, инженеры, техники и рабочие будут и впредь настойчиво работать над решением новых сложных ответственных заданий партии и правительства, отдавая все свои силы делу мирного освоения межпланетного космического пространства во славу пашей социалистической Родины, на благо всего человечества.

Страна Советов добилась нового выдающегося успеха в исследовании космического пространства. Впервые в истории космонавтики советская автоматическая станция «Марс-2» доставила на поверхность далекой планеты капсулу с вымпелом, на котором изображен Государственный герб Советского Союза. Стартовавшая следом станция «Марс-3» решила сложнейшую задачу, осуществив мягкую посадку спускаемого аппарата на поверхность Марса. Обе автоматические станции переведены на орбиты искусственных спутников планеты и продолжают выполнять комплексную научную программу ее исследований, в том числе фотографирование.

Центральный Комитет КПСС, Президиум Верховного Совета СССР и Совет Министров СССР в своем приветствии горячо и сердечно поздравили ученых и конструкторов, инженеров, техников и рабочих, коллективы организаций, принимавших участие в создании, запуске и управлении полетом автоматических станций «Марс-2» и «Марс-3». «Успешное осуществление полета двух автоматических станций к Марсу, – говорится в приветствии, – мягкая посадка на его поверхность спускаемого аппарата и проведение одновременно двумя станциями с орбит искусственных спутников планеты сложнейших научных экспериментов по исследованию Марса и околопланетного космического пространства – это новое выдающееся достижение советской науки и техники, важнейший вклад в мировую науку».

Наша страна последовательно и планомерно исследует космическое пространство во имя прогресса и мира. Многие яркие страницы в истории космонавтики, начинающиеся словами «впервые в мире», вписаны трудом и гением советских ученых, специалистов, рабочих. Новое выдающееся достижение – мягкая посадка спускаемого аппарата на поверхность «красной планеты», как и первые в мире мягкие посадки автоматических аппаратов на поверхность Луны и Венеры, – лишь один из примеров, свидетельствующих о настойчивой целеустремленности советских покорителей космоса и гигантских шагах Советского Союза в исследовании глубин Вселенной.

Поистине сказочные замыслы превращаются в реальные инженерные решения. В ясные майские дни две мощные ракеты одна за другой стартовали с советского космодрома и устремились в неблизкий путь к Марсу. 470 миллионов километров полета в межпланетном пространстве! Более полугода «жизни» в космическом холоде! Но аппараты все вынесли, «выжили», дошли до цели и там, в районе далекой планеты, проявили удивительную работоспособность. Какая же могучая сила человеческого гения заложена в эти материализованные сгустки творческой мысли и вдохновенного труда!

Все в них поражает – обилие и сложность научного оборудования, надежность автоматических систем, управляющих его работой, устойчивость связи на огромном расстоянии, когда только сигналы, следующие со скоростью света, преодолевают путь туда и обратно более чем за четверть часа. И, наконец, – снайперская точность расчетов, которая привела автоматические станции к Марсу, помогла им опустить на его поверхность предметы, изготовленные на Земле, превратила станции в искусственные спутники Марса, в летающие исследовательские лаборатории. Столь уникальный космический эксперимент еще раз наглядно демонстрирует большие возможности автоматических аппаратов в решении новых и сложных задач по дальнейшему освоению космического пространства и убедительно подтверждает высокий уровень развития науки и техники в нашей стране. Он свидетельствует также о совершенстве и могуществе социалистической промышленности, способной создавать столь сложные автоматы.

В Директивах XXIV съезда КПСС по девятому пятилетнему плану предусматривается проведение научных работ в космосе, в том числе продолжение фундаментальных научных исследований Луны и планет Солнечной системы. Первый год пятилетки советские исследователи космоса ознаменовали новыми достижениями. Почти год «трудился» на поверхности нашего естественного спутника автоматический аппарат «Луноход-1», который начал свой поход по просторам лунного моря Дождей еще на рубеже новой пятилетки. Он передал эстафету исследований автоматической станции «Луна-19», которая продолжает полет по окололунной орбите. На околоземные орбиты вышли новые автоматические аппараты, спутники, предназначенные для обеспечения дальней связи, получения метеорологической информации. В первый рейс ушел научно-исследовательский корабль «Космонавт Юрий Гагарин», который будет изучать космическое пространство из океана. Космос все больше используется в интересах народного хозяйства.

Укрепляется и расширяется международное сотрудничество в исследовании и освоении космического пространства. Недавно был запущен очередной исследовательский спутник «Интеркосмос-5», на котором установлены приборы, созданные советскими и чехословацкими учеными и инженерами. Успешно осуществляется советско-французская программа сотрудничества в области науки и техники. Как символ ее развития, автоматическая станция «Марс-3» пронесла от Земли до Марса аппаратуру для изучения Солнца, которую разработали и изготовили специалисты Франции. Совместные исследования космоса, проводимые учеными разных стран, способствуют укреплению мира и дружбы между народами.

Советский народ горячо приветствует достижение нашей космонавтики, положившее начало новому этапу в исследовании Вселенной. «Полет автоматических станций «Марс-2» и «Марс-3», – пишет рабочий Московского автозавода имени Лихачева И. Ганиев, – вдохновляет нас на упорный труд во славу нашей Родины, для укрепления ее могущества». «От всей души поздравляем советских ученых с большим успехом, желаем им новых свершений в космосе», – пишет В. Курочкин из Читинской области. «Космической вершиной 1971 года» называют полет автоматических исследователей Марса зарубежные комментаторы. Весь мир воспринимает эту победу в космосе как свидетельство бурного научно-технического прогресса, высокого уровня культуры и образования в СССР.

Советские люди с большим воодушевлением трудятся над выполнением планов девятой пятилетки, грандиозной программы дальнейшего коммунистического строительства, разработанной XXIV съездом КПСС. Важный вклад в ее осуществление вносят исследователи космоса – ученые, инженеры, рабочие, чей гений и упорный труд воплощены в чудесных аппаратах, изучающих планету Марс.

Развернувшаяся на исходе 1971 года эпопея исследования Марса с помощью средств космической автоматики, пожалуй, не имеет прецедента во всей истории изучения Вселенной, заявил в беседе с корреспондентом ТАСС Герой Социалистического Труда академик И. И. Артоболевский.

Комплексный эксперимент, который осуществляется на наших глазах, продолжал академик, убедительно демонстрирует прогрессивность советской научной и конструкторской мысли, последовательность и целеустремленность нашей программы исследования космического пространства.

Мы называем марсианскую эпопею комплексной потому, что в ходе ее применяется сочетание двух способов исследования планеты: с орбиты искусственных спутников и путем посадки на поверхность. Как известно, автоматические станции «Марс-2« и «Марс-3» после многомесячного межпланетного путешествия были переведены на орбиты искусственных спутников Марса и в совместном полете продолжают выполнение научной программы исследования этой планеты. Ими проводится также фотографирование марсианской поверхности с передачей изображений на Землю.

Успешное осуществление полета обеих станций в сочетании с мягкой посадкой спускаемого аппарата на поверхность Марса расценивается учеными разных стран как новое выдающееся достижение советской науки и техники, как важнейший вклад в мировую науку.

Центральный Комитет КПСС, Президиум Верховного Совета СССР, Совет Министров СССР дали высокую оценку работе создателей замечательных аппаратов «Марс-2» и «Марс-3». Мы, ученые, работающие в области технических наук, развивающие современную теорию машин и управления ими, видим в этих автоматических станциях одно из вершинных достижений отечественной индустрии. Это – свидетельство огромных возможностей нашей науки и техники.

Проведение уникального космического эксперимента еще раз наглядно демонстрирует перспективность использования автоматических средств в решении все более сложных научно-технических задач.

Хочется от души поздравить всех тех, кто порадовал наш народ в преддверии нового года замечательными успехами в освоении космоса.

Длительные исследования Марса методами наблюдательной астрономии, радиоастрономии, а в последние годы и с помощью космических средств дали возможность получить много научной информации о составе атмосферы, физических условиях на поверхности, сезонных изменениях. Наиболее надежная информация получена об атмосфере Марса. Основной ее компонент – углекислый газ, содержание которого не менее 50 процентов. Длительное время считалось, что другую половину атмосферного газа составляет азот. Однако по последним данным, его не более одного процента. Никаких других компонентов в больших количествах в марсианской атмосфере не обнаружено. Из общих геохимических соображений можно предсказать значительное содержание аргона.

В атмосфере Марса был обнаружен и водяной пар. И хотя количество воды незначительно, ее вполне достаточно, чтобы поддерживать довольно высокую относительную влажность атмосферы. Однако из-за больших суточных и сезонных изменений температуры относительная влажность также резко меняется.

Пожалуй, наибольшее число исследований Марса связано с попытками получить какую-либо информацию о составе и структуре марсианской породы. Мнения исследователей по этому вопросу чрезвычайно противоречивы. Одна из традиционных точек зрения сводится к тому, что на поверхности Марса существует порошкообразная порода с большим количеством гидрата окисленного железа – лимонита. Однако чем больше занимались изучением этой проблемы, тем больше возникало сомнений.

Высказываются соображения о наличии не только лимонита, но и других соединений. Некоторые исследователи наиболее вероятным веществом поверхности Марса считают оливин, железо, кальцит – содержащие пироксены, то есть наиболее распространенные элементы базальтов. Скорее всего это вещество состоит из силикатных частиц, окрашенных окислами железа.

Поверхность Марса выглядит довольно уныло и однообразно и во многом напоминает Луну. В основном это однообразная пустыня, лишенная водоемов и, очевидно, растительности. Наблюдаются светлые и темные районы, которые называются соответственно «континентами» и «морями». Вся поверхность покрыта кратерами различного размера, возраста и происхождения. Но на единицу площади их несколько меньше, чем на Луне. Причем в большинстве случаев они имеют меньшую глубину и более пологие склоны. Это свидетельствует о более активных процессах эрозии, вызываемых ветрами, термическим растрескиванием и смещением обломков вниз по склону.

Давно замечены сезонные изменения темных областей, которые достигают максимума к весне в соответствующем полушарии. Причины этого явления до сих пор не установлены. Долгое время его связывали с наличием на Марсе растительности или большого количества микроорганизмов. Однако за последние годы надежды обнаружить на этой планете какие-либо формы жизни значительно уменьшились. Теперь некоторые астрономы объясняют сезонные изменения колебаниями содержания воды в породе: испарение влаги может влиять на окраску органических и неорганических веществ. Называется и другая возможная причина – изменение структуры, размера частиц в результате пылевых бурь. При этом более крупные частицы должны оседать на высоких плато, а мелкие – в низменных районах.

Что касается внутреннего строения Марса, то до сих пор никакой убедительной информации по этому поводу не существует. Марс не имеет заметного магнитного поля, что, очевидно, свидетельствует об отсутствии у планеты металлического ядра. Поскольку наши представления о внутреннем строении Марса еще очень ограниченны, остается загадкой и вся история этой планеты. Но некоторые выводы можно сделать, опираясь на общие космохимические соображения и сопоставляя имеющиеся данные о других планетах. Не удивительно, что наиболее полные сведения мы имеем о своей планете – Земле. В последние годы усилиями советской космонавтики наука узнала много нового о Венере. Что роднит и что различает эти три планеты?

Несмотря на значительные различия их современного облика, трудно представить, что они развивались совершенно различными путями. Вероятнее всего, на всех этих планетах проходили одинаковые процессы, определявшие их тепловую историю. Очевидно, на Марсе и Венере, как и на Земле, в далеком прошлом – на ранних стадиях их существования – из-за распада радиоактивных элементов выделялось тепло, разогревались недра. В результате происходил так называемый процесс дифференциации (разделения) вещества планет на оболочки. На поверхность в виде лавы выходила наиболее легкоплавкая фракция первичного вещества, которая после остывания образовала твердую кору. Земля, например, имеет мощную кору, которая составляет около одного процента от всей массы планеты.

Данные, полученные в последние годы с помощью космических аппаратов, указывают на существование подобных эндогенных процессов на Венере и даже на Луне, которая значительно отличается от планет своим размером. Естественно предположить, что такова же в основных чертах история Марса. Но современные природные условия на каждой из этих планет оказались различными. Марс, например, обладает довольно разреженной атмосферой. У поверхности Земли атмосфера приблизительно в 100, а у поверхности Венеры в 10 000 раз плотнее, чем у поверхности Марса. Столь же резко эти планеты отличаются друг от друга и по составу атмосфер, по климатическим условиям.

Главная причина этих различий в том, что планеты находятся на разном расстоянии от Солнца. Как сейчас предполагается, современные компоненты газовых оболочек планет выделялись в процессе дегазации вещества коры. Чем дальше от Солнца планета, тем холоднее ее поверхность и тем большая часть атмосферы находится в связанном состоянии в покрывающих породах.

Этим объясняется слабая атмосфера Марса – планеты, удаленной от Солнца, – и, наоборот, чрезвычайно плотная газовая оболочка Венеры – планеты, расположенной ближе к Солнцу (температура на ее поверхности достигает около 500 градусов Цельсия). Земля занимает среднее положение по отношению к Солнцу. Соответственно этому сложились климатические условия планеты, ее атмосфера. Конечно, многие из этих соображений гипотетичны и нуждаются в экспериментальной проверке с помощью космических аппаратов.

Что же нового в изучении Марса могут дать автоматические станции, выведенные на орбиту спутников?

Прежде всего они позволяют вынести научную аппаратуру за пределы земной атмосферы и магнитосферы, которые в значительной мере ограничивают возможности исследований, ведущихся непосредственно с Земли. Кроме того, приближение измерительной аппаратуры к планете позволяет исследовать различные эффекты с точностью, избирательностью и чувствительностью, во много раз большей, чем с огромных расстояний. Наконец, с помощью спутников можно осуществить глобальный просмотр планеты и вместе с тем детальное изучение труднодоступных районов.

Сейчас накоплен большой опыт использования спутников для изучения пашей планеты. Если же говорить о Луне, то, пожалуй, большинство крупных открытий последних лет было сделано также с помощью спутников. Применительно к Марсу возможности спутников еще шире. Они помогут изучить марсианскую атмосферу – определить ее состав, измерить температуру и давление у поверхности. С помощью спутников, снабженных специальной аппаратурой, можно изучить рельеф планеты, исследовать ее гравитационное и тепловое поля.

Вывод на орбиту спутников Марса – автоматических станций «Марс-2» и «Марс-3» – знаменует, таким образом, не только новую веху в развитии космической техники, но и начало нового этапа в изучении Вселенной. Информация, которую наука получит благодаря работе автоматических исследователей Марса, внесет важный вклад в решение главной проблемы космогонии – вопроса о происхождении и эволюции планет Солнечной системы.

Когда на заключительном этапе Перелета бортовые системы станций «Марс-2» и «Марс-3» взяли управление «в свои руки», их действия были подчинены главной цели: траектории подхода к планете и орбиты вокруг нее должны обеспечить выполнение программы эксперимента. Здесь бортовой ЭВМ, скажем, станции «Марс-3» предстояло решить нелегкую задачу. С одной стороны, «встречу» с Марсом нужно было «организовать» так, чтобы спускаемый аппарат мог совершить снижение и мягкую посадку на поверхность планеты. Но вместе с тем орбита, на которую предстояло послать станцию, должна была обеспечить выполнение намеченных научных исследований, в том числе и фотографирование поверхности Марса.

Как известно, станции «Марс-2» и «Марс-3» выведены на орбиту с существенно отличающимися параметрами. Спрашивается: какие возможности открывают перед исследователями столь различные «маршруты» наблюдений? Здесь прежде всего следует сказать, что исследования планет, выполняемые с помощью автоматических станций, по своему характеру можно подразделить на два типа. К первому относится регистрация стабильных, устойчивых характеристик, определяющих, например, рельеф поверхности, форму и размеры планеты. Одним из пунктов таких исследований является фотографирование поверхности Марса с большим разрешением, позволяющим изучить объекты с более мелкими деталями, чем видимые при наблюдениях с Земли с помощью телескопа. Такие исследования позволят получить большой объем информации по структурным характеристикам поверхности, уточнить конфигурацию марсианских кратеров, определить наклон отдельных участков поверхности по различиям в их отражательной способности.

Иное дело – исследования переменных характеристик. Их цель – дать информацию об изменяющейся во времени окраске поверхности, о структуре и циркуляции потоков в атмосфере, о суточных и сезонных изменениях ее параметров, о характере и силе ветро-пылевых бурь. Сюда же примыкает и вопрос о возможности существования на планете каких-либо форм жизни. Скажем, детальное исследование с помощью фотографий сезонной волны потемнений поверхности может дать доказательства или, наоборот, опровергнуть предположения, что это явление связано с изменениями окраски гипотетических марсианских растений.

Понятно, что условия фотографирования поверхности Марса и его результаты существенно зависят от характера орбит, с которых ведутся наблюдения. Отсюда – и требования к выбору их параметров. Скажем, для получения фотографий поверхности планеты с высоким разрешением желательно иметь возможно более низкую круговую орбиту. Причем с небольшим наклонением к плоскости экватора это позволило бы охватить наблюдениями большую часть поверхности, поскольку на каждом витке станция бы проходила над все новыми участками поверхности планеты, вращающейся вокруг своей оси.

Однако у такой низкой орбиты есть свои недостатки. Прежде всего, хотя атмосфера Марса очень разрежена, она простирается на значительно большее расстояние от поверхности планеты, чем атмосфера Земли. Поэтому ее плотность уменьшается с высотой медленнее, чем у нашей планеты. А это означает, что, двигаясь по низкой орбите, станция испытывала бы значительное торможение и время ее активного существования резко сократилось бы. Второй недостаток состоит в том, что при движении по круговой орбите мы потеряли бы часть важной информации о марсианской магнитосфере (с этой точки зрения сильно вытянутая орбита «Марса-3» является наиболее удобной). Наконец, выход на круговую орбиту связан с более весомыми энергетическими затратами.

С точки зрения изучения переменных характеристик планеты важно, чтобы условия освещения Солнцем любого участка, обозреваемого с орбиты, были почти одинаковыми, когда станция проходит над ним. Иными словами, период обращения станции должен быть согласован с ходом марсианских солнечных суток. Как известно, у станции «Марс-2» период обращения составляет около 18 часов. У планеты же Марс он несколько больше – 24,66 часа. Поэтому планета не успевает сделать полный оборот вокруг своей оси за каждый орбитальный виток «Марса-2». И области, охватываемые наблюдениями с этой станции, находятся попеременно на противоположных сторонах планеты с некоторым сдвигом по долготе. Это позволяет покрыть наблюдениями поверхность Марса в значительном диапазоне широт.

Тот факт, что орбиты станций «Марс-2» и «Марс-3» представляют собой вытянутые эллипсы, позволяет так выбрать моменты фотографирования отдельных участков из точки периапсиса, чтобы между фотографиями, снятыми через определенные интервалы времени, существовала фронтальная накладка (соприкосновение). Это позволит получить фотоизображения не ограниченного участка марсианской поверхности, а некоторой полосы, что очень важно для исследования деталей поверхности, имеющих большую протяженность, например все тех же загадочных марсианских «каналов».

Наклонение орбиты станции «Марс-2» составляет 48 градусов 54 минуты. Эта цифра представляет собой компромисс между более высоким наклонением, обеспечивающим наблюдения за южным полярным районом, и более низким, необходимым для изучения явлений, происходящих вблизи от так называемой «подсолнечной» точки – точки пересечения с поверхностью планеты прямой линии, соединяющей центры Марса и Солнца.

Однако мало получить высококачественные фотоснимки поверхности Марса, необходимо их обработать на борту станции и передать по радиолинии связи на Землю. А сделать это можно далеко не в любое время: необходимо, чтобы в момент передачи данных космический аппарат находился в пределах радиовидимости с Земли. Таким образом, нужно точно согласовать время съемки, обработки фотоснимков и их передачи на Землю с движением станции по орбите. А отсюда – очередные сложности в выборе орбит искусственных спутников Марса.

Нужно ли говорить, сколь трудные задачи пришлось решить создателям «марсов»! Но уже сегодня их усилия вознаграждаются сторицей: наряду с фотографиями с борта станций идет ценнейшая научная информация.