Марс не стал "советским" из-за плохих транзисторов - ученый

21 февраля 2011 года

Советский "штурм" Марса, предпринятый в 1960-х - начале 1970-х годов, провалился из-за технологического отставания СССР в сфере электроники, что не позволило создать достаточно надежные аппараты и привело к череде болезненных неудач, рассказал академик Михаил Маров, один из разработчиков советских марсианских и венерианских проектов.

В августе 2010 года исполнилось 35 лет со дня старта первой успешной посадочной марсианской станции, зонда "Викинг-1" (проект НАСА), проработавшего на Марсе 6 лет и 116 дней. Однако самую первую мягкую посадку на поверхность соседа Земли за пять лет до "Викинга" совершил советский аппарат "Марс-3".

"У нас была посадка, но аппарат проработал лишь 20 секунд. Мы начали даже получать телевизионную развертку, и вдруг все оборвалось", - вспоминает Маров.

Эта и другие предпринятые СССР попытки исследовать Красную планету приводили, в лучшем случае, к частичному успеху. В нынешнем году в России после почти 15-летнего перерыва в подобных исследованиях должна стартовать межпланетная станция "Фобос-Грунт", призванная доставить на Землю вещество со спутника Марса. Такой амбициозный проект в случае успеха может вернуть нашу страну в число лидеров в исследовании космоса.

ЗАКОЛДОВАННАЯ ПЛАНЕТА

Марсианская программа, в отличие от успешных проектов по исследованию Венеры и Луны, принесла советским ученым только разочарования.

Аппараты для изучения Марса в СССР начали разрабатывать еще в 1959 году, а первые из них отправились в путь уже в 1960 году, за четыре года до американских зондов. Однако из 17 аппаратов, запущенных с 1960 по 1996 год, частичного успеха достигли лишь пять, а восемь были потеряны еще во время запуска или почти сразу после старта.

Американские ученые также потеряли довольно много зондов: из 20 запущенных к Марсу аппаратов были потеряны шесть. И все-таки на долю США выпало много громких удач, в том числе два успешно работавших на поверхности планеты марсохода и несколько успешно выполнивших программу посадочных модулей.

"На Венеру (лететь) все-таки в определенном смысле было попроще, потому что (там) плотная атмосфера, и можно было в полной мере использовать аэродинамику. А на Марсе все достаточно сложнее. Кстати, американцы сейчас используют в своих аппаратах нашу идею, айрбэги - надувные амортизаторы", - сказал Маров.

Однако главной проблемой для советской программы, по его мнению, стало технологическое отставание.

ВОПРОСЫ НАДЕЖНОСТИ

Маров считает, что в 1960-70-е годы советские инженеры и ученые не обладали настолько развитыми технологиями, какими СССР владел в конце 1980-х годов, во времена создания "Бурана". По его мнению, дело было не только в финансировании, которое в советской программе по исследованию планет было далеко не таким щедрым, как в США.

"Нас губили проблемы с надежностью, в первую очередь, с надежностью электроники. Именно поэтому мы никогда даже не предпринимали попытку слетать к планетам-гигантам - Юпитеру, Сатурну. Наши аппараты просто не могли бы выжить в течение такого времени. Даже наши орбитальные спутники имеют ресурс в три, иногда в пять раз меньше, чем у "басурман", - сказал он.

По его мнению, дело было не столько в технологиях, сколько в самом отношении к работе. "Мы же российские люди, у нас никогда такого не было отношения к качеству, как на Западе. До сих пор в ряде отраслей главный инструмент нашей технологии часто - это кувалда. А электроника - это очень тонкие вещи", - сказал Маров.

В какой-то мере советская программа была обречена на проигрыш, считает ученый.

"Я, конечно, лично огорчен тем, что советская пилотируемая лунная программа не состоялась, но одновременно испытываю и некоторое чувство спокойствия. Я не верю, что мы могли бы успешно слетать. Что-нибудь, но отказало бы", - добавил собеседник агентства.

НАЧАЛО

Два первых отечественных аппарата для исследования Марса начали разрабатываться под руководством Сергея Королева в ОКБ-1 в 1959 году. Марсианские зонды должны были исследовать межпланетное пространство и изучать Марс на пролетной траектории. В октябре 1960 года эти станции были запущены, однако из-за неполадок с третьей ступенью ракет-носителей ни один из них не смог выйти на траекторию к Красной планете.

Весной 1961 года Королев распорядился начать разработку новой многоцелевой космической станции для исследования Венеры и Марса. Проект, получивший обозначение 2МВ, предусматривал создание не только пролетных аппаратов, но и посадочных модулей. Первый из пары зондов, "Марс-1", был запущен 1 ноября 1962 года. Он успешно вышел на марсианскую траекторию, однако телеметрическая информация, поступавшая с борта, обескураживала: в одном из клапанов топливной системы двигателей ориентации обнаружилась течь, что неминуемо должно было привести к потере аппарата.

В конце концов, 21 марта 1963 года радиоконтакт с зондом был потерян. В этот момент "Марс-1" находился в 108 миллионах километров от Земли и уже успел передать важную информацию о межпланетном пространстве на большом расстоянии от нашей планеты.

Следующий аппарат, "Зонд-2", отправился к Марсу 30 ноября 1964 года, однако потерпел неудачу из-за того, что его солнечные батареи не раскрылись полностью.

КОСМИЧЕСКАЯ ГОНКА

Первые американские аппараты - Mariner 3 и Mariner 4 - были отправлены к Марсу в 1964 году. Второму из них удалось выполнить поставленную задачу - исследовать Красную планету на пролетной траектории. Зонд передал на Землю снимки Марса.

Советским ученым было известно, что американцы во время следующего сближения двух планет предпримут новую попытку отправить зонды к Марсу. В июне 1967 года, всего за 20 месяцев до старта, началась разработка новых аппаратов проекта М-69. Разработка велась в крайне напряженных условиях. Чтобы успеть вовремя, инженеры работали круглосуточно (как и столовая) и спали на раскладушках прямо на рабочем месте. Первый аппарат был запущен 27 марта 1969 года.

За месяц до этого на космодроме произошел взрыв "лунной" ракеты Н-1, в цехах еще не успели вставить выбитые стекла и специалисты работали практически на 30-градусном морозе. А через несколько минут после запуска аппарата произошел взрыв в третьей ступени ракеты. Остатки первого зонда М-69 упали в горах Алтая.

Еще через несколько дней, 2 апреля 1969 года, был запущен его "близнец", однако и эта попытка окончилась катастрофой из-за дефекта одного из двигателей ракеты.

ПОЧТИ УСПЕХ

Советские ученые не сдавались. В следующее "окно" в 1971 году было решено отправить к Марсу три аппарата, в состав которых должны были войти орбитальные и посадочные модули.

Первоначально планировалось, что запущенные в 1969 году аппараты уточнят параметры орбиты Марса, свойства его атмосферы, чтобы их "последователи" смогли совершить мягкую посадку. Их неудача заставила ученых запланировать на 1971 год запуск не двух, а трех аппаратов, чтобы первый из них достиг Марса несколько раньше "напарников" и помог им точно выйти на цель, играя роль радиомаяка.

Много сил ушло на разработку посадочных модулей, которые должны были совершить мягкую посадку на Марс. Пришлось, например, создать специальную катапульту, чтобы смоделировать этот процесс.

"Первопроходец", аппарат "Марс-71С", стартовал 5 мая 1971 года. Однако зонд не вышел на межпланетную орбиту из-за ошибки оператора, выдавшего разгонному блоку ракеты неверную команду. Останавливаться было уже поздно: "Марс-2" стартовал 19 мая, а "Марс-3" - через десять дней после него. Ученым оставалось надеяться, что система навигации на этих аппаратах позволит обойтись без информации с "проводника".

В этот раз все ступени ракет "Протон" и разгонные блоки отработали штатно, и оба аппарата легли на межпланетную траекторию. Однако при подлете к Марсу из-за ошибки бортового компьютера "Марс-2" вышел на неверную орбиту, и его посадочный модуль врезался в поверхность планеты раньше, чем сработала парашютная система.

Зонд "Марс-3" вышел на запланированную орбиту с периодом обращения 25 часов. Его посадочный модуль вошел в атмосферу планеты и совершил посадку. Аппарат начал передавать информацию, но через 20 секунд связь прервалась. По мнению специалистов, не исключено, что электронная начинка модуля была "убита" сильнейшим разрядом статического электричества, которое накапливается в экстремально сухих марсианских условиях.

"Мы садились в условиях очень мощной пылевой бури. Аппарат был рассчитан на то, чтобы устоять и при довольно большой вертикальной составляющей скорости при посадке, и при боковой. Сама посадка прошла достаточно успешно. Но в условиях такой пылевой бури подымается огромное количество пылевых частиц. И, видимо, антенны комплекса были очень сильно электризованы. Статическое электричество - это, видимо, то, что нас погубило", - сказал Маров.

По его словам, мог произойти мощный разряд напряжением сотни вольт, который вывел из строя передатчик.

Маров отметил, что на борту этого посадочного модуля был первый в истории марсоход - аппарат, который был способен перемещаться по поверхности Марса, правда, не на колесах, а "ползком".

"Это было практически одновременно, потому что первый луноход - 1971 год, и первые "Марсы" - 1971. Но луноход - это, конечно, несравненно более сложная машина", - сказал ученый.

ПОСЛЕДНИЙ ШТУРМ

Следующее окно для путешествия на Марс, которое "открывалось" в 1973 году, выглядело значительно "хуже", чем в 1971 году. Расстояние до Марса было больше, соответственно для запуска требовалось больше топлива, меньше можно было взять полезной нагрузки.

Поэтому советское правительство еще до неудачного завершения проекта М-71 приняло решение отправить в 1973 году к Марсу не два, как обычно, а четыре аппарата: два из них должны были стать спутниками Марса, а другая пара - доставить посадочные модули на поверхность.

Это усилие не в последнюю очередь было связано с планами США отправить на Марс посадочные зонды "Викинг".

Однако еще во время тестирования бортовой аппаратуры советских зондов проекта М-73 неожиданно было обнаружено, что электроника выходит из строя. Причиной сбоев, как было установлено, стали транзисторы 2Т-312 производства Воронежского завода полупроводниковых приборов.

"Там были введены некие рацпредложения, которое заключалось в экономии драгметаллов: вводы транзисторов делали не из золота, а из алюминия. Оказалось, что эти вводы окислялись по прошествии примерно полугода", - сказал Маров.

Вся аппаратура зондов, по его словам, была практически начинена такими транзисторами. Их полная замена на "правильные" заняла бы около шести месяцев.

"Мы знали перед запуском, что такая ситуация возникла. И стоял вопрос о том, запускать их или нет. Я очень хорошо помню, как мы обсуждали это на совещании у Келдыша, с участием представителей НПО Лавочкина. В конечном итоге, под давлением руководства, ЦК, Совмина, было принято решение аппараты все-таки пускать "на авось", - вспоминает Маров.

"Вот так получилось, что мы сильно оскандалились в глазах мировой общественности. Два аппарата было потеряно полностью, а два работали частично успешно. Сэкономили копейки на драгметаллах, а в результате погубили колоссальные средства, которые были потрачены на этот проект", - говорит ученый.

"Марс-4" и "Марс-5" были запущены 21 и 25 июня 1973 года, "Марс-6" и "Марс-7" полетели 5 и 9 августа. Спустя два месяца полета прекратилась передача телеметрической информации с "Марса-6", возможно, как раз из-за транзисторов 2Т-312. В течение следующих пяти месяцев аппарат продолжал автономный полет, выполнял коррекцию траектории и даже отправил на Марс посадочный модуль, который во время спуска передавал на Землю информацию и совершил посадку в районе долины Самара.

"Он впервые передал данные прямых измерений параметров атмосферы Марса. На основе этих данных было создана первая модель атмосферы планеты", - вспоминает Маров.

"Марс-4" из-за неполадок с системой торможения не смог выйти на орбиту спутника планеты и пролетел мимо на расстоянии 2,2 тысячи километров, сделав по пути снимки Марса. Посадочный модуль "Марс-7" также из-за неполадок с электроникой не вышел на запланированную траекторию и промахнулся на 1,3 тысячи километров.

Только "Марс-5" сумел выйти на орбиту спутника Марса и выполнить запланированную программу, передав снимки среднего качества.

В 1975 году к Марсу были отправлены американские "Викинг-1" и "Викинг-2", которые работали долго и успешно.

ДОЛГИЙ ПЕРЕРЫВ

После этого провала советские ученые более десяти лет не пытались отправить к Марсу новые зонды. Впрочем, и США, удовлетворившись успехом "Викингов", не предпринимали попыток вновь штурмовать Красную планету.

Проектировались аппараты по доставке на Землю марсианского грунта (проект 5НМ), марсоходы, однако ни один из проектов не пошел дальше чертежей.

В июле 1988 года в космос были отправлены последние советские межпланетные станции, призванные изучить спутник Марса - "Фобос-1" и "Фобос-2".

"Один аппарат потеряли по глупости, потому что не до конца было выверено матобеспечение, и подали на борт аппарата команду, которая развернула его от Солнца. Не проверили, и, когда через неделю попытались выйти на связь, то аппарат молчал, потому что имел полностью разряженные батареи", - вспоминает Маров.

Второй аппарат, по его словам, должен был приблизиться к Фобосу на расстояние 50 метров.

"Первые этапы были достаточно успешные - сформировалась орбита спутника Марса. Но при сближении с Фобосом, уже на расстоянии 200 километров вышла из строя бортовая машина. И мы аппарат потеряли. Слава Богу, до этого удалось получить несколько изображений, получить некие данные по свойствам поверхности", - говорит ученый.

Первый российский межпланетный аппарат (и последний советский - его разработка началась в 1989 году) "Марс-96" потерпел неудачу при запуске - не сработал штатно разгонный блок, и аппарат упал в океан.

"ФОБОС-ГРУНТ": НОВАЯ НАДЕЖДА

В 1990-е годы исследования Марса пережили бурный ренессанс: к планете было запущено 13 исследовательских аппаратов, но из них только два - европейский "Марс-Экспресс" и японская "Планета-Б" - были не американскими. При этом было получено огромное количество информации.

Россия все еще надеется присоединится к исследованию планеты - в 1990-е годы была начата разработка проекта "Фобос-Грунт", аппарата, призванного совершить посадку на Фобос и доставить на Землю образцы его грунта. Его старт много раз переносился, последний такой перенос пришелся на 2009 год (с осени 2009 года запуск перенесли на ноябрь 2011-го из-за необходимости дополнительных проверок и испытаний).

"Я был одним из людей, которые воспрепятствовали его запуску в 2009 году, потому что я очень хорошо знал состояние дел и знаю: запускать его действительно было нельзя, это значило обречь его на неуспех. Сейчас очень многое делается. Сейчас многое удалось поправить", - сказал Маров.

Он констатировал, что проект столкнулся с утратой квалифицированных специалистов, утратой технологий. "За прошедшие 20 лет мы разрушили столько, что сейчас многое приходится создавать заново", - говорит ученый.

"Если нам удастся осуществить "Фобос-Грунт", то мы заполним очень важную нишу, которую мы для себя отыскали. У нас здесь есть хорошие заделы, и я думаю, что если мы "Фобос-Грунт" осуществим, это нас выведет на очень-очень значимые позиции в исследованиях планет", - заключил Маров.