Маринер-2: Первый космический исследователь Венеры

Маринер-2 - первая попытка исследовать другую планету - Какие научные сведения о Венере передал Маринер-2 - Конструкция космического аппарата «Маринер-2»

У нас в стране подавляющее большинство жителей сможет без проблем назвать и первый сотворенный руками человека спутник Земли и первого человека в космосе и даже наверняка помнит имена “космических собак” Белки и Стрелки.  Но вот на вопрос – какой космический аппарат первым передал на Землю сведения о другой планете, ответят не все.

Маринер-2 – первая попытка исследовать другую планету

Потому что аппарат этот был не нашим, а американским. Назывался он достаточно странно для космического аппарата: “Маринер-2“, “моряк” если по-русски. Именно Маринер-2 действительно был первым космическим аппаратом, приблизившимся к другой планете (к Венере) в 1962 году. И хотя сведения полученные им о нашей “соседке” по Солнечной системе не отличались особой точностью и подробностью, сам факт, что землянам удалось вывести рукотворный аппарат в глубоки космос, управлять им и получить какие-то сведения – был для науки большим шагом вперед.

Макет межпланетной автоматической станции «Маринер-2»

Начало 1960-х годов явилось временем рождении космической эры человечества. Первый искусственный спутник Земли был запущен Советским союзом в 1957 году, и в следующем году этот успех повторили Соединенные штаты. Для обеих стран запуск космических аппаратов еще был не отлаженным, новым делом, в котором было множество неудач.

Поэтому американцы сразу пришли к простой стратегии, позволяющей значительно увеличить надежность каждой миссии. Вместо того, чтобы запустить один аппарат, проводился запуск сразу двух идентичных. Если бы один и сломался, второй должен был справиться. Именно поэтому два “Вояджера” (Вояджер-1 и -2) сейчас соревнуются на финишной прямой на границе Солнечной системы, а ещё совсем недавно мы получали последние сигналы от двух “Пионеров” (10 и 11).

Сейчас такой подход покажется дорогим – ведь стоимость космической миссии увеличивается почти вдвое, но в начале космической гонки, такой подход не был удивительным.

И этот подход оправдался в первой же межпланетной миссии NASA. Как можно догадаться, “Маринеров” тоже было построено 2.

Какие научные сведения о Венере передал Маринер-2

Первая станция – “Маринер-1” отправилась в космос 22 июля 1962 года. Правда, покинуть нашу планету аппарату не удалось. Через несколько минут полета ракета-носитель начала отклоняться от курса и подошла близко к обитаемым зонам неподалеку от мыса Канаверал.

В результате офицер, ответственный именно за этот момент – потенциальную опасность ракеты для населения – взорвал носитель.

Маринер 1 пробыл в полете 293 секунды – менее 5 минут. Комиссия по расследованию причин потери аппарата нашла ошибки в компьютерном коде в части, ответственной за ориентацию и навигацию аппарата и его носителя. Также были обнаружены ошибки в программном обеспечении радиооборудования, которое было ответственно за навигацию аппарата в полете.

В результате всех этих ошибок компьютер автоматически несколько раз переключился в неверный режим ориентации и провел корректировки траектории, которые и привели ракету на опасный курс.

“Маринер-2” стартовал к Венере 27 августа 1962 года и на этот раз все прошло гладко. “Маринер-2” был успешно запущен и примерно через полчаса после отрыва от Земли выведен на расчетную орбиту, а затем начал полет к цели.

Венера – очень простой для наблюдения даже в любительский телескоп объект. Единственная проблема заключается в плотных облаках, из-за которых на самом деле невозможно увидеть, что творится на поверхности. Благодаря этому многие писатели-фантасты высказывали надежду, что под покровом облаков скрывается жизнь.

Эти надежды были разрушены в 1956 году, когда радиолокационные наблюдения поверхности планеты (облака закрывают ее в оптическом диапазоне, и поэтому Маринер 2 даже не имел камеры на борту) показали, что температура на поверхности составляет около 315 градусов Цельсия.

С учетом того, что на Земле жизнь неразрывна связана с водой, превышение ее температуры кипения в три раза сделало Венеру сомнительным кандидатом на поддержание жизни. Сразу было высказано предположение, что такая температура объясняется парниковым эффектом, но для подтверждения такой догадки надо было исследовать планету ближе.

Примерно через неделю после запуска, 4 сентября 1962 года, Маринер начал первую корректировку траектории межпланетного перелета. Маневр прошел с ошибкой, а 8 сентября 1962 года произошла первая поломка.

Аппарат резко повернулся, а его инструменты, предназначенные для научных наблюдений во время полета, отключились. Точная причина не была установлена, но, возможно, в Маринер ударил небольшой астероид. Восстановление ориентации с Земли заняло 3 минуты, и до 29 сентября 1962 г., продолжалась “болтанка” – попеременные потеря и восстановление ориентации.

«Маринер-2»

Затем в течение месяца аппарат летел без проблем, но в конце месяца дала сбой телеметрическая система, что привело к потери части данных. 31 октября 1962 г. произошла новая напасть: случилось короткое замыкание в цепи одной из солнечных панелей аппарата, что снова вынудило персонал с Земли отключить научную аппаратуру зонда.

Нормальное питание было восстановлено в течение недели, 15 ноября 1962 г., правда, проблемная солнечная панель полностью вышла из строя. К счастью, Маринер-2 уже подлетел ближе к Солнцу и питания, обеспечиваемого одной оставшейся панелью, теперь было достаточно.

Последней проблемой в полете стали неполадки в магнитометре, который должен был определить силу и структуру магнитного поля Венеры. Тем не менее, к планете Маринер-2 подлетел в достаточно неплохой форме – во всяком случае большинство приборов функционировало, а аппарат был управляем.

14 декабря 1962 г. была проведена последняя коррекция траектории, и в этот день был совершен самый близкий пролет возле Венеры, на расстоянии 34 773 километров, но даже этого было достаточно для подтверждения существующих теорий.

• Маринер-2 подтвердил невероятную температуру на поверхности Венеры, определив ее в 462 градуса Цельсия.
• Было обнаружено чудовищно высокое давление атмосферы, в 80 раз превышающее земное.
• Была определена продолжительность суток Венеры – 243 земных.
• Было определено обратное направление вращения вокруг оси планеты, по сравнению с орбитальным движением.
• Подтверждено отсутствие магнитного поля у Венеры.
• Была выявлена однородность солнечного ветра и уменьшение плотности космической пыли по сравнению с околоземным пространством.

Маринер 2 перестал передавать данные 3 января 1963 года.

Конструкция космического аппарата «Маринер-2»

Космические аппараты «Маринер-1» и «Маринер-2» идентичных по устройству. Весил каждый аппарат чуть больше 200 кг (202,8 кг), имел в длину 1,04 м и 0,36 м в ширину.

Корпус аппарата был выполнен в виде шестиугольника, на каждой плоскости которого располагалось научное оборудование. Также в корпусе располагались батареи, емкости с газом для коррекции положения в пространстве и реактивный двигатель. Научное оборудование было вынесено за пределы корпуса на длинной штанге. Вместе со штангой, общая высота аппарата достигала 3,66 метров.

Конструкция космического аппарата «Маринер-2»

Маринер-2 имел на борту радиопередатчик мощностью 3 ватта, который обеспечивал непрерывный телеметрический контакт, большую высокочувствительную направленную параболическую антенну, цилиндрическую всенаправленную антенну на верхушке инструментальной штанги и две командных антенны, по одной на конце каждой солнечной батареи, получавших команды изменения курса и другие функции.

На боковые стороны основания крепились прямоугольные солнечные батареи с максимальным размахом в 5,05 метров и шириной в 0,76 метра.  Солнечные панели позволяли снабжать аппарат энергией напрямую или работали на зарядку 1000 ватт-часовой серебро-цинковой аккумуляторной батареи, использовавшийся как до раскрытия панелей, так и в те моменты, когда они не были освещены Солнцем.

Управление положением “Маринера-2” в пространстве осуществлялось системой азотных реактивных двигателей, а положение Солнца и Земли использовались для стабилизации курса. Общая синхронизация и контроль выполнялись цифровым центральным компьютером и контролером последовательности. Термоконтроль достигался с помощью использования пассивного отражения и поглощающих поверхностей, термических щитов и экранирующих решёток.

В состав научной аппаратуры установленной на борту обоих Маринеров входили:

• Магнитометр (на вершине штанги, пярмо над всенаправленной антенной).
• Детекторы частиц (на штанге).
• Детектор космических лучей (на штанге).
• Детектор космической пыли (на корпусе).
• Спектрометр космической плазмы (на корпусе).
• Микроволновый радиометр (в параболической антенне).
• Инфракрасный радиометр и его антенны (в параболической антенне).