20 липня 1976 року на поверхню Марса опустився апарат Viking-1. Цей зонд не був першим створеним людиною апаратом, що досяг поверхні Червоної планети, однак саме він першим успішно виконав усі поставлені завдання та передав на Землю зображення з марсіанської поверхні.
Перші марсіанські перегони
Сьогодні світ завмер в очікуванні того, чи розпочнуться, нарешті, польоти на Марс. Чи зможе Ілон Маск переселити туди мільйон людей до 2050 року. Тим часом 20 липня можна буде відзначити значний ювілей — рівно 50 років тому Viking-1 став першим космічним апаратом, що здійснив успішну м’яку посадку на іншу планету, хоча й не був першим, який досяг її поверхні.
Його історія розпочалася ще в середині 1960-х років. Тоді у NASA існував проєкт Voyager Mars Program і він був дуже простий: узяти посадковий модуль для місячної програми Apollo, поставити його на ракету Saturn IB і відправити на Марс у безпілотному варіанті. Однак у 1965 році повз планету пролетів Mariner-4 і встановив, що вона має дуже тонку атмосферу. Тож замість одного великого посадкового апарата краще відправити менший у тандемі з орбітальним апаратом на основі все того ж Mariner. А для цього їх разом треба було запускати за допомогою значно більшого носія — Saturn V.
Справа ця була непростою, всі ресурси спрямовувалися на місячні перегони. Тому реалізація Voyager Mars Program затримувалася, аж поки на початку 1970-х не стало зрозуміло, що збудувати ще одну гігантську ракету для цієї місії не вийде, і проєкт закрили.
Тим часом із закінченням місячних перегонів стартували марсіанські. Протягом травня 1971 року до Марса стартували одразу чотири автоматичні апарати: два американських і два рядянських.
Докладно про це можна прочитати тут, але якщо коротко резюмувати, то попри аварію Mariner-8 США все ж вдалося першими досягти орбіти Марса. Однак далі виявилося, що на «Марс-2» та «Марс-3» вже є посадкові апарати, тож питання, хто перший сяде на Марс, могло вирішитися вже тоді на користь СРСР.
Однак СРСР катастрофічно не щастило із Червоною планетою. Модуль «Марса-2» увійшов в атмосферу не під тим кутом і просто врізався в поверхню, увійшовши в історію як перший штучний об’єкт, що досяг поверхні іншої планети. «Марс-3» сів як слід і вже почав було передавати історичний знімок, як зв’язок із ним перервався назавжди.
У 1973 році СРСР спробував вирватися вперед у марсіанських перегонах, запустивши в бік Червоної планети аж чотири космічні апарати. Перші два з них не несли на собі посадкових апаратів, «Марс-4» мав вийти на її орбіту 10 лютого 1974-го, однак збій у роботі бортових систем змусив інженерів відмовитися від гальмування, і він просто пролетів повз планету, встигнувши здійснити лише деякі дослідження. Однак усього за два дні це вдалося зробити однотипному з ним «Марсу-5», і він зробив чимало знімків марсіанської поверхні з космосу.
12 березня до нього приєднався «Марс-6». Цей апарат був оснащений посадковим апаратом, однак ще під час польоту до Червоної планети у нього виникли проблеми із телеметрією, тож, частину команд довелося передавати фактично всліпу. Однак це не завадило успішно відділити спускний апарат, той увійшов у атмосферу і навіть встиг передати на Землю перші дані про гази, що її складають, однак на фінальній фазі зниження зв’язок із ним перервався і схоже, що він на повній швидкості врізався в поверхню.
Магазин від Universe Space Tech
Комплект журналів Сонце, Місяць та Марс
До товаруДублеру «Марс-6», «Марсу-7», вдалося підлетіти до Червоної планети трохи раніше — 9 березня 1974 року. Однак помилка в розрахунках розвороту призвела до неправильної траєкторії посадкового апарату і він просто пролетів повз Марс.
Конструкція Viking-1
Чотири поспіль невдалі спроби посадити зонд на Марс настільки розчарували радянських інженерів, що вони надовго припинили спроби підкорити Червону планету. Однак ці перегони ще не були виграні США, бо інженери тільки готували до польоту реалістичний варіант місії, що має досягти поверхні Марса.
Програму назвали Viking, і багато в чому у ній застосовувалися ті самі підходи, що й у програмі «Марс»: два ідентичні апарати, що стартують із Землі з мінімальним проміжком часу. Кожен складається з орбітальної платформи та посадкового апарата.
Фахівці не стали вигадувати зайвого і як орбітальний компонент взяли перевірену конструкцію Mariner. Та сама восьмикутна основа, ті самі сонячні панелі, що стирчать вусібіч, той самий набір вимірювальних приладів.
До нього причепили посадковий апарат, який, крім двох камер для отримання зображень, ніс на собі датчики атмосферного тиску, температури та густини повітря, мав мас-спектрометр для визначення хімічного складу речовин, сейсмометр для визначення коливань поверхні, а також обладнання для пошуку мікроскопічного життя на поверхні.
Усе це було оточене теплозахисним екраном, який захищав апарат від згоряння під час входження в атмосферу. Посадковий модуль важив близько 600 кг, ще 900 кг припадало на орбітальний апарат. Однак після виведення на траєкторію польоту до Марса маса всього зонда становила 3527 кг, адже, крім усього іншого, він ніс майже дві тонни палива й окиснювача, необхідних для гальмування біля Червоної планети та посадки на її поверхню.
Хід місії
Viking-1 стартував із Землі 20 серпня 1975 року за допомогою ракети Titan III-Centau з мису Канаверал. 9 вересня слідом за ним вирушив і його близнюк Viking-2. Старт обох апаратів був успішний, і 19 червня 1976 року перший із них вийшов на орбіту Марса.
Однак одразу скидати посадковий апарат, як це робили радянські апарати перед ним, він не поспішав. Місяць він кружляв навколо планети, фотографуючи її.
Розділення та вхід в атмосферу відбулися 20 липня. Ця дата була символічною: саме виповнювалося 7 років із дня посадки на Місяць Apollo-11, тож вона мала розглядатися як продовження перемог над Радянським Союзом. Тепловий щит спрацював як слід і був скинутий. На висоті 6 км апарат розкрив парашути, які уповільнили його падіння до 60 м/с. Однак атмосфера Червоної планети була занадто тонкою, аби покладатися тільки на них, тож на висоті 1,5 км Viking-1 розсунув посадкові опори й увімкнув реактивні двигуни. Торкання поверхні відбулося об 14:53 за київським часом 20 липня 1976 року. Однак офіційно цю посадку на Марс визнали успішною за кілька годин, коли Viking-1 передав «чисте» зображення з однієї зі своїх камер. На першому фото, отриманому з іншої планети, видно каміння і посадкову опору самого апарата.
Згодом Viking-1 почав передавати й панорамні фото і вони стали сенсацією в усьому світі. Загалом посадковий апарат пропрацював на поверхні Червоної планети цілих шість років, до 11 листопада 1982-го. Зв’язок з орбітальним апаратом перервався 17 серпня 1980-го, тобто більш ніж через 4 роки після виходу на орбіту. І аналіз даних показує, що навіть зараз він все ще може кружляти навколо Червоної планети.
Досягнуті результати
Головним результатом місії Viking-1 стало те, що люди вперше побачили, який вигляд має поверхня іншої планети. Те, що це позбавлена життя кам’яниста пустеля, не стало ні для кого несподіванкою. Такі висновки були загалом зроблені ще за десяток років до того. Viking-1 зміг уточнити хімічний склад атмосфери та ґрунту, і стало зрозуміло, що життя там могло бути в принципі, але його там немає.
Щоб переконатися в цьому, на борту були цілих три прилади, які аналізували те, що відбувається зі зразками марсіанського ґрунту, якщо їх помістити в умови гарного сонячного освітлення, близької до земної температури, а головне — якщо додати до них рідку воду та поживні речовини.
Перший із цих експериментів визначав, як змінюється газова суміш навколо зразка при створенні умов, схожих на земні. Зрештою, переважна більшість організмів на землі дихають, а деякі ще й навпаки, фотосинтезують. І тест показав, що у марсіанському ґрунті нічого такого немає.
Другий експеримент полягав у тому, що до зразків ґрунту вводили радіоактивний ізотоп вуглецю-14, а через деякий час нагрівали їх до високої температури. Якщо в ґрунті існували живі організми, вони мали б засвоїти ізотоп, і його кількість у зразках зменшилася б. Однак цього не сталося.
Третій експеримент полягав у тому, що в зразки вводили кілька достатньо складних сполук, які при цьому вступають у дуже розповсюджені на Землі біохімічні реакції. При цьому їхні молекули були «помічені» тим, що в їхньому складі були атоми того самого вуглецю-14.
Якби згодом цей вуглець виявили в газі над зразками, це означало б, що щось у ґрунті розклало органічні речовини. І саме це й сталося, неабияк здивувавши науковців. Зрештою, результат пояснили недосконалим дизайном експерименту, однак суперечки навколо нього не вщухають і досі.
Крім біологічних експериментів, місія дала змогу перевірити загальну теорію відносності в тій її частині, що описує вплив гравітації на поширення світла. Для цього використовували радіосигнали, які надсилали із Землі до апаратів і приймали у відповідь. Під час проходження сигналу поблизу Сонця, коли воно опинялося між Землею та Марсом, виникала невелика затримка. Її величина точно відповідала передбаченій теорією.
Нові марсіанські перегони
Посадка Viking-1 стала остаточною перемогою США над СРСР у марсіанських перегонах. Протягом 50 років, що минули відтоді, абсолютна більшість місій, пов’язаних із цією планетою, — американські.
Саме тому плани Ілона Маска переселити на Марс мільйон землян до 2050 року здаються такими привабливими, хоча фахівці вже кілька років ставляться до них скептично.
Тим часом уявлення про Марс як «американську» планету незабаром може втратити актуальність. Туди вже дісталися китайські та індійські апарати. Тож цілком можливо, що невдовзі на нас чекають нові космічні перегони.
