К 35-летию запуска первой АМК для исследования Фобоса – спутника Марса

7 и 12 июля 1988 г. впервые в мире были запущены автоматические станции (АМК) для исследования Фобоса – спутника Марса. Российский государственный архив научно-технической документации (РГАНТД) впервые публикует рассекреченные документы по этому проекту.

Фобос является одним из двух спутников Марса (второй – Деймос). Он имеет размеры 26,8×22,4×18,4 км и вращается вокруг Марса на расстоянии всего 6000 км. У Фобоса очень малая средняя плотность вещества – около 1,86 г/см³, что указывает на его пористую структуру с пустотами, составляющими 25–45% объема этого космического тела. Столь загадочный космический объект всегда привлекал повышенное внимание исследователей.

Советские ученые и конструкторы первыми в мире создали и запустили космические аппараты для всестороннего исследования Фобоса. В РГАНТД хранится исторически важный, до недавнего времени секретный документ, в котором подробно изложена программа по исследованию Фобоса. Этот документ называется «Техническое задание на разработку автоматического космического комплекса 8К82К-Ф для исследования Фобоса». В нем изложены цели и задачи проекта, состав всего комплекса и научной аппаратуры, схемы полета, а также различные технические требования.

Техзадание (ТЗ) было окончательно утверждено в начале 1981 г.

Основанием для разработки комплекса 8К82К-Ф явилось постановление ЦК КПСС и Совета Министров СССР от 8 мая 1980 г. № 379-115. Предполагалось, что в 1984 г. будут запущены два космических аппарата (КА) – 1Ф для научных исследований Фобоса с орбиты искусственного спутника Марса (ИСМ) и вблизи поверхности Фобоса с дистанционным отбором и исследованием на борту КА образцов грунта. В 1986 г. должны были быть запущены еще два КА – 2Ф для доставки на Землю образцов грунта Фобоса в спускаемых аппаратах с помощью ракет возвращения. Время перелета к Земле – 850 суток.

В ТЗ были также определены основные научные задачи и состав комплекса научной аппаратуры. Ответственными за разработку научных приборов являлись организации Академии наук СССР – Институт космических исследований (ИКИ), Институт геохимии и аналитической химии (ГЕОХИ), Институт земного магнетизма, ионосферы и распространения радиоволн (ИЗМИРАН) и другие институты. Общий вес научной аппаратуры для КА 1Ф составлял 155 кг, а для КА 2Ф – 20 кг.

Состав научных приборов, их вес и потребляемая мощность приведены в ТЗ на листах № 3-5.

Проект «Фобос» для тех лет являлся сложнейшей научно-технической задачей. Конструкторы столкнулись с серьезными проблемами, как в проектировании КА, так и в разработке научных приборов. Первоначальные, крайне сжатые, сроки выдержать не удалось. В 1985 г. проект был пересмотрен. Создание аппарата 2Ф было отложено до лучших времен. В то же время была поставлена задача полностью сконцентрироваться на изготовлении КА 1Ф с десантируемыми на поверхность Фобоса посадочными зондами. Измененный проект был утвержден Постановлением ЦК КПСС и Совета Министров СССР от 1 марта 1985 г. № 202-75 и решением Государственной комиссии по военно-промышленным вопросам от 31 октября 1986 г. № 397.

Космический аппарат «Фобос» (1Ф) был создан в НПО им. С.А. Лавочкина. Силовым элементом конструкции аппарата являлся герметичный торовый приборный отсек, к которому снизу крепилась автономная двигательная установка (АДУ), а сверху – отсек научной аппаратуры (цилиндрический приборный отсек). На специальной платформе размещались отделяемые исследовательские зонды, которые должны были быть сброшены на поверхность Фобоса – ДАС (долгоживущая автономная станция) и ПРОП-Ф (прибор оценки проходимости Фобос). Стартовая масса КА 1Ф составляла 5500 кг.

7 и 12 июля 1988 г. с помощью ракетоносителя «Протон-К» с разгонным блоком «ДФ» были запущены, соответственно, «Фобос-1» (1Ф № 101) и «Фобос-2» (1Ф № 102). Выведение прошло нормально и оба аппарата взяли курс на Марс.

Поначалу все шло хорошо. Однако, 29 августа при закладке управляющих программ на борт «Фобоса-1» была выдана ошибочная команда, из-за чего станция потеряла ориентацию в пространстве, а ее солнечные батареи перестали «смотреть» на Солнце. Оставшись без электроэнергии, все бортовые системы выключились. 2 сентября при попытке провести плановый сеанс с «Фобосом-1» аппарат на связь уже не вышел. Из-за досадной ошибки всего лишь в одной управляющей команде был потерян уникальный космический аппарат.

Тем временем «Фобос-2» продолжал свое путешествие к Красной планете и 29 января 1989 г. вышел на орбиту Марса. Начались исследования планеты и ее спутника. В конце февраля была проведена фотосъемка Фобоса, получены 38 кадров высокого качества с максимальным разрешением 40 метров с расстояния от 300 км до 1100 км. «Фобос-2» успешно провел коррекцию своей орбиты. До сброса зондов на поверхность Фобоса оставалось всего 10 суток, когда внезапно, 27 марта 1989 г., со станцией прервалась радиосвязь. Все попытки восстановить ее не увенчались успехом.

В РГАНТД хранится еще один важный документ – «Заключение комиссии по анализу выполнения программы "Фобос"». Комиссия, созданная 17 июля 1989 г., под председательством директора ЦНИИМаш Ю.А. Мозжорина с участием директора ИКИ АН СССР А.А. Галеева и генерального конструктора НПО им. С.А. Лавочкина В.М. Ковтуненко, работала в составе четырех рабочих групп из ведущих специалистов НИИ и КБ промышленности, а также Академии наук СССР.

Комиссия установила, что космический аппарат «Фобос-1» (1Ф № 101) прекратил функционирование 31 августа 1988 г. из-за ошибки оператора, приведшей к потере ориентации КА на начальном участке перелета к Марсу.

Связь с «Фобосом-2» (1Ф № 102) прекратилась 27 марта 1989 г. из-за остановки вычислительного процесса бортового цифрового вычислительного комплекса (БЦВК), приведшего к потере ориентации КА. В это время аппарат находился на орбите спутника Марса и осуществлялись операции сближения с Фобосом. Причину остановки работы БЦВК однозначно установить не удалось. Возможными причинами могли быть:

– сбой в работе бортового управляющего комплекса;

– кратковременная просадка напряжения по цепям питания от системы электропитания (СЭП);

– возникновение кратковременных помех по цепям питания или управления БУК;

– внешнее воздействие на КА (радиационная обстановка, пылевые и метеорные частицы).

Комиссия отметила, что несмотря на неполное выполнение программы «Фобос», был получен большой объем ценных научных данных по:

– телеизображениям Фобоса;

– динамике и структуре межпланетных магнитных полей;

– характеру взаимодействия солнечного ветра с Марсом;

– динамике марсианской магнитосферы;

– отражательным свойствам поверхности Марса и Фобоса и атмосферы Марса;

– теплофизическим свойствам реголита вдоль трассы и отдельных образований на Фобосе;

– элементному составу поверхности и атмосферы Марса.

Полученные научные результаты были высоко оценены международной научной общественностью.

Текст: С.Х. Шамсутдинов, Российский государственный архив научно-технической документации (РГАНТД).

Участники событий и другие указанные лица:

• Лавочкин Семен Алексеевич, советский авиаконструктор, генерал-майор инженерно-авиационной службы, дважды Герой Социалистического Труда, лауреат четырёх Сталинских премий, член-корреспондент АН СССР, автор первого в СССР самолёта, достигшего в полёте скорости звука.