МАРС-96Краткое описание проекта экспедиции автоматического космического аппарата к Марсу
Содержание
Введение
Научные задачи
Схема экспедиции
Космический аппарат
Орбитальный аппарат
Состав научной
аппаратуры ОА
Научные задачи
экспериментов
Описание
экспериментов
Малые станции
Пенетраторы
Заключение
ПЕНЕТРАТОРЫ

ИЗУЧЕНИЕ ПОВЕРХНОСТИ, КОРЫ И АТМОСФЕРЫ МАРСА С ПОМОЩЬЮ ДВУХ ЗОНДОВ, ВНЕДРЯЕМЫХ В ГРУНТ МАРСА

Оглавление Основные научные задачи:В начало раздела

  • получение телевизионных изображение поверхности Марса;
  • накопление данных о метеорологических условиях на планете;
  • определение элементного состава пород;
  • определение содержания воды в марсианской породе;
  • изучение сейсмоактивности Марса;
  • исследование физико-механических характеристик грунта на Марсе;
  • определение магнитного поля и магнитных свойств породы.
Состав научной аппаратуры:В начало раздела
  • ТВ-камера;
  • гамма-спектрометр;
  • метеокомплекс;
  • магнитометр;
  • термозонд;
  • рентген. спектрометр;
  • нейтронный детектор;
  • альфа-р-спектрометр;
  • сейсмометр;
  • акселерометр.


Основные технические характеристики пенетраторов:В начало раздела

Скорость входа зондов в атмосферу5,6 км/с
Скорость соударения с поверхностью 80±20 м/с
Перегрузки на аппаратуре при соударении с поверхностью 500 g
Максимальная глубина внедрения 5 6 м
Масса внедряемого зонда 45 кг
Масса научной аппаратуры 4,5 кг
Время активного существования 1 год
Источники питания
- радионуклидный термо-электрогенератор на основе плутония-238,
- литиевые батареи
0,4 Вт
10 А.ч.
Скорость передачи информации на КА 8 кбит/с.

Программа работы:В начало раздела

Отделение от космического аппарата и автономный полет пенетраторов начинается за 3 - 5 сут. до подлета к Марсу, в результате чего зонды переходят на попадающую траекторию, обеспечивающую их внедрение в заданных районах Марса. По достижении атмосферы зонды сначала с помощью жесткого конуса, а затем надувного тормозного устройства совершают аэродинамическое торможение до заданной скорости и внедряются в грунт Марса. При касании поверхности происходит разделение носовой и хвостовой частей. Внедряемая часть зонда с научной и служебной аппаратурой проникает в грунт на глубину 5-6 м, а хвостовая часть с остальной аппаратурой остается на поверхности. После внедрения зонда начинаются научные исследования. Передача информации осуществляется на орбитальный аппарат. Длительность сеанса связи около 6 мин.

Предполагаемые районы посадки пенетраторов:В начало раздела
  • 36° N и 161° W (в районе посадки одной из малых станций)
  • 36° N и 125° W.

Кооперация при создании пенетраторов:В начало раздела
Россия, Финляндия, Германия, Болгария, Румыния, Великобритания,
Дополнит. информ.: Ю.А.Сурков (PI), тел. +7-095-137-4763, факс: +7-095-939-0186

СХЕМА ПЕНЕТРАТОРА


ХАРАКТЕРИСТИКИ НАУЧНОЙ АППАРАТУРЫ:В начало раздела

ТЕЛЕВИЗИОННАЯ КАМЕРАВ начало раздела

Основные задачи:
  • получение панорамного изображения поверхности;
  • исследование процессов, происходящих в районах внедрения зондов, таких как эоловая активность, флювиальное воздействие на поверхность, вулканизм и т.д. (съемка в разные сезоны дает информацию о динамике этих процессов).
Основные характеристики:
  • ТВ-панорамная съемка выполняется камерой на основе спектрозональной линейки ПЗС, имеющей в каждом канале по 2048 чувствительных элементов;
  • устанавливается на расстоянии 1 м от поверхности;
  • границы спектральных диапазонов:
    • 0,44-0,46 мкм (в синей области),
    • 0,54- 0,56 мкм (в зеленой области),
    • 0,69-0,75 мкм (в красной области) и
    • 0,96-1,02 мкм (в ближней ИК-области);
  • съемка осуществляется в вертикальном угле 60°;
  • съемка круговой панорамы достигается вращением оптико-механического узла камеры вокруг вертикальной оси пенетратора;
  • длительность измерений 0,3 часа;
  • энергопотребление 2,2 Вт;
  • масса 1,2 кг.
Кооперация: Россия
Дополнит. информ.: Э.И. Чумак тел: 095-137-8627
МЕТЕОКОМПЛЕКСВ начало раздела

Основные задачи:
проведение прямых измерений метеорологических параметров на поверхности Марса.

Методика измерений основана на определении температуры, давления, направления и скорости ветра, влажности атмосферы.

Основные характеристики:
  • измерение температуры в диапазоне 160-300 К, точность 0,5К;
  • измерение давления в диапазоне 4-12 мбар, точность 0,2%;
  • измерение скорости ветра в диапазоне 1-40 м/с, точность 0,4 м/с;
  • измерение влажности в диапазоне 5-10 %;
  • длительность измерений в первые сутки - 4 раза по 1 мин, далее - периодически (1 мин два раза в сутки);
  • энергопотребление (среднее) <1,3 Вт;
  • масса 0,48 кг.
Кооперация: Россия, Финляндия, США.
Дополнит. информ.: В.Н. Лебедев, тел. 095-972-3664


ГАММА-СПЕКТРОМЕТРВ начало раздела

Основные задачи:
определение элементного состава пород Марса. Регистрируемое прибором гамма-излучение позволяет определить в породах концентрацию H, Na, Mg, Al, Si, K, Cl, Ca, Ti, Mn, Fe, Th, U.

Методика измерений основана на регистрации гамма-излучения естественных радионуклидов K, Th, U и гамма-излучения, обусловленного ядерными взаимодействиями космических лучей с элементами, входящими в состав марсианских пород.

Основные характеристики:
Диапазон измерений спектров гамма-излучений0,3-9,0 МэВ
Энергетическое разрешение для Е=0,661 МэВне хуже 8%
Точность измерения:
- для основных породообразующих элементов
- для минорных элементов
не хуже 5%
не хуже 10%
Длительность измерений16,5 ч
Энергопотребление1,6 Вт
Масса 1,3 кг

Кооперация: Россия.
Дополнит. информ.: Л.П. Москалева, тел. 095-939-7048

РЕНТГЕНОВСКИЙ СПЕКТРОМЕТРВ начало раздела

Основные задачи:
определение элементного состава подповерхностных пород, в том числе содержания породообразующих (Mg, Al, Si, Ca, Ti, Fe), летучих (S, Cl) и минорных элементов.
Методика измерений основана на возбуждении радиоизотопными источниками Fe55, Cd109 флюоресцентного излучения в пробе породы.

Основные характеристики:
Энергетический диапазон 0,9-7,8 кэВ;3,0-24 кэВ
· Чувствительность 0,2-0,5 %
· Длительность измерений 0,5 ч
· Энергопотребление1,7 Вт
· Масса0,8 кг

Кооперация: Россия. Германия.
Дополнит. информ.: А.Г. Дунченко, тел. 095-939-7088


АЛЬФА-Р-СПЕКТРОМЕТРВ начало раздела

Основные задачи:
определение элементного состава пород, в том числе содержание легких элементов (C, N, F) и основных породообразующих элементов (O, Na, Mg, Si, S, K, Ca, Fe) в пробе грунта малого объема.

Методика измерений основана на облучении пробы породы альфа-частицами радиоизотопного источника Cm244 активностью 60-80 мКu. Прибор регистрирует спектр рассеянных альфа-частиц и вторичных протонов.

Основные характеристики:
Энергетический диапазон 0,8-6,3 МэВ
Разрешение7%
Чувствительность 0,1 0,5 вес.%
Информативность 10 кбит/5 ч
Длительность измерений 10 ч
Энергопотребление0,5 Вт
Масса0,32 кг

Кооперация: Россия, Германия.
Дополнит. информ.: Г. Венке (PI), waenke@mpch-mainz.mpg.dbp.de


НЕЙТРОННЫЙ СПЕКТРОМЕТРВ начало раздела

Основные задачи:
определение содержания и изменения влажности и плотности породы с глубиной.
Методика измерений основана на регистрации нейтронов, рассеянных на ядрах элементов породы. Влагосодержание определяется в объеме породы 0,3 м3 .

Основные характеристики:
Диапазон регистрируемых энергий0,001 эВ-1 МэВ
Минимальное измеряемое содержание воды0,1 вес.%
Длительность измерений 2,5 ч
Энергопотребление0,25 Вт
Масса0,2 кг

Кооперация: Россия
Дополнит. инофом.: О.П. Щеглов, тел. 095-137-8674
АКСЕЛЕРОМЕТРВ начало раздела

Основные задачи:
Исследование механических свойств грунта. Предполагается получение следующих характеристик (соотношения):
  • сила сопротивления / время;
  • профиль / время;
  • траектория движения / глубина проникания пенетратора.
Методика измерений основана на определении трех компонент перегрузок при входе пенетратора в грунт.

Основные характеристики:
Чувствительный элемент приборапьезокристалл
Волновой диапазон3-10 кГц
Точность измерения100 м/с2
Длительность измерений 0,1 с
Масса0,03 кг
Кооперация: Россия, Великобритания. Дополнит. информ.: О.Б.Хаврошкин, тел. 095-254-9991


ТЕРМОЗОНДВ начало раздела

Основные задачи:
Теплофизические исследования приповерхностного слоя грунта. Измеряются:
  • теплоемкость;
  • теплопроводность;
  • температуропроводность;
  • глубина суточного и сезонного проникновения тепловой волны;
  • потоки тепла из недр планеты.
Методика измерений основана на определении временных и пространственных профилей температуры грунта.

Основные характеристики:
Чувствительный элемент прибораплатиновые термопары
Точность изм. теплопроводности и теплоемкости5%
Точность измерения абсолютной температуры1 К
Длительность измерений:
- первые сутки
- далее
каждые 50 с
каждые 1000 с
Энергопотребление4 Вт
Масса0,5 кг

Кооперация: Россия.
Дополнит. информ.: А.С. Охапкин, тел. 095-158-5865


СЕЙСМОМЕТРВ начало раздела

Основные задачи: Исследование структуры коры планеты, ее слоистости и неоднородностей. Регистрация сейсмических шумов и собственных колебаний планеты даст сведения об ее внутреннем строении и динамике недр.

Методика основана на измерении сейсмических шумов планеты.

Основные характеристики:
Рабочий диапазон частот 10-90 Гц
Длительность измерений:
- первые сутки
- далее
60 с
каждую мин.
Энергопотребление 0,03 Вт
Масса0,3 кг
Кооперация: Россия, Великобритания.
Дополнит. информ.: О.Б. Хаврошкин, тел. 095-254-9991


МАГНИТОМЕТРВ начало раздела

Основные задачи:
Изучение собственного магнитного поля Марса, намагниченности пород и их палеомагнетизма, возможной стратификации слоев (по магнитным данным).

Методика основана на измерении трех компонент магнитного поля на поверхности Марса.

Основные характеристики:
Разрешение 0,1 нТл
Длительность измерений 1 мин каждый час
Энергопотребление 0,8 Вт
Масса 0,4 кг
Кооперация: Россия, Болгария.
Дополнит. информ.: Л.Н. Жузгов, тел. 095-334-0921

Начало разделаНачало описания