A primeira missão marciana soviética bem-sucedida foi o envio ao "planeta vermelho" da estação interplanetária automática de terceira geração Marte-2. Mars-2 tinha como objetivo explorar Marte tanto de sua órbita quanto diretamente da superfície do planeta.
Mars-2
O AMS consistia em uma estação orbital (um satélite artificial para a exploração de Marte) e um veículo de descida. A navegação no espaço foi realizada com orientação ao Sol, à estrela Canopus e à Terra. A União Soviética planejava realizar pesquisas sérias em Marte, para isso o AMS tinha todo o equipamento necessário: um fotômetro infravermelho para estudar o relevo da superfície medindo a quantidade de dióxido de carbono, um fotômetro ultravioleta para determinar a densidade da alta atmosfera. Contador de partículas de raios cósmicos e muitos outros dispositivos. O veículo de descida também foi automatizado e configurado para operação e controle autônomo.
A estação foi lançada do cosmódromo de Baikonur em 19 de maio de 1971. O vôo da estação para Marte durou mais de 6 meses. O voo foi realizado de acordo com o programa e, como dizem, nada prenunciava problemas, apenas na última etapa (o mais importante, convém admitir), devido a cálculos incorretos, o veículo de descida entrou na atmosfera com um ângulo maior do que o especificado, o sistema de pára-quedas foi ineficaz nessas condições e depois de passar pela atmosfera de Marte, o dispositivo caiu. Para crédito de nosso país, nosso módulo de pouso, embora tenha quebrado, tornou-se o primeiro objeto artificial do planeta. Por mais de oito meses, a estação orbital realizou estudos abrangentes de Marte, tendo completado 362 revoluções ao redor do planeta durante sua operação.
Mars-3
A próxima missão russa a Marte foi mais bem-sucedida. Ao desenvolver o programa Mars-3, foram levadas em consideração as deficiências do lançamento anterior. Lançada 9 dias após Mars-2, a estação Mars-3 alcançou com sucesso a órbita marciana seis meses depois. A sonda, pela primeira vez na história, fez uma aterrissagem suave na superfície do "planeta vermelho".
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Após um minuto e meio do período preparatório, o dispositivo começou a funcionar e começou a transmitir um panorama da superfície circundante, mas após 14 segundos e meio, o "show marciano" terminou. Esse “show”, é claro, pode ser chamado de trecho: o AMC transmitia apenas as primeiras 79 linhas do sinal da foto-televisão, que eram um fundo cinza sem um único detalhe, o mesmo acontecia com a transmissão do segundo telefotômetro. Várias versões de operação incorreta dos dispositivos foram assumidas: descarga de corona nas antenas do transmissor, danos à bateria … mas a decisão final sobre os motivos da falha não foi tomada. Não de outra forma, os marcianos fizeram algo inteligente.
Mars-4
Em 21 de julho de 1973, o Mars-4 AMS foi lançado do cosmódromo de Baikonur. 204 dias após o lançamento, em 10 de fevereiro de 1974, a espaçonave voou a uma distância de 1844 km da superfície de Marte. 27 minutos antes desse momento, foram ligados scanners ótico-mecânicos de uma linha - telefotômetros, com o auxílio dos quais panoramas de duas regiões da superfície de Marte (nas faixas laranja e infravermelho vermelho).
Pela primeira vez na prática da cosmonáutica russa, quatro espaçonaves participaram do vôo. Muitas tarefas foram atribuídas a Marte-4: estudar a distribuição do vapor d'água no disco do planeta, determinar a composição do gás e a densidade da atmosfera, medir os fluxos de elétrons e prótons ao longo da trajetória de vôo e perto do planeta, estudar os espectros do brilho adequado da atmosfera de Marte e muitos outros. A principal tarefa do Mars-4 era entrar em contato com estações automáticas na superfície de Marte. A espaçonave Mars-4 tirou fotos de Marte da trajetória de sobrevôo. Nas fotografias da superfície do planeta, de altíssima qualidade, podem-se perceber detalhes de até 100 m, o que faz da fotografia um dos principais meios de estudo do planeta. Com sua ajuda, usando filtros de cores por meio da síntese de negativos, foram obtidas imagens coloridas de várias áreas da superfície de Marte. As imagens coloridas também são de alta qualidade e são adequadas para estudos areológico-morfológicos e fotométricos. Infelizmente, Mars-4 não cumpriu todas as tarefas atribuídas a ele.
Mars-5
O Mars-5 AMS foi lançado quatro dias após o lançamento do Mars-4. As tarefas atribuídas a ele não diferiam muito da missão anterior. A estação Mars-5 entrou em órbita ao redor do planeta com sucesso, mas o compartimento do instrumento foi imediatamente despressurizado, como resultado a operação da estação durou apenas cerca de duas semanas. Os instrumentos científicos localizados na estação Mars-5 destinavam-se principalmente ao estudo de uma série das características mais importantes da superfície do planeta e do espaço quase planetário da órbita. O dispositivo foi equipado com um fotômetro Lyman-alfa, projetado em conjunto por cientistas soviéticos e franceses, e projetado para pesquisar hidrogênio na atmosfera superior de Marte. Um magnetômetro instalado a bordo mediu o campo magnético do planeta.
Um radiômetro infravermelho operando na faixa de 8-40 mícrons foi planejado para medir a temperatura da superfície. O satélite artificial de Marte, a espaçonave Mars-5, transmitiu à Terra novas informações sobre o planeta e o espaço circundante; Fotografias de alta qualidade da superfície marciana, incluindo as coloridas, foram obtidas da órbita do satélite. Os estudos do campo magnético no espaço próximo de Marte realizados pela espaçonave confirmaram a conclusão tirada com base em estudos semelhantes da espaçonave Mars-2, -3 de que existe um campo magnético de cerca de 30 gama próximo ao planeta (7-10 vezes maior do que o interplanetário não perturbado campos carregados pelo vento solar). Foi assumido que este campo magnético pertence ao próprio planeta, e "Marte-5" ajudou a obter argumentos adicionais a favor desta hipótese. Pela primeira vez, a temperatura do hidrogênio atômico na alta atmosfera de Marte foi medida diretamente por medições semelhantes da espaçonave Mars-5. O processamento preliminar dos dados mostrou que esta temperatura está próxima de 350 ° K. Apesar de o trabalho da estação não durar muito, durante o seu funcionamento, foram obtidas inúmeras informações sobre Marte, sua atmosfera e campo magnético.
Marte 6
Outro de nosso módulo de pouso acabou em Marte graças ao Mars-6 AMS lançado do cosmódromo de Baikonur em 5 de agosto de 1973. Infelizmente, desta vez também não houve pouso suave. Durante a descida, não havia informações digitais do dispositivo MX 6408M, mas com o auxílio dos dispositivos Zubr, TI e ID foram obtidas informações sobre sobrecargas, variações de temperatura e pressão. Imediatamente antes do pouso, a comunicação com a aeronave foi perdida.
A última telemetria recebida confirmou a emissão de um comando para ligar o motor de pouso suave. O reaparecimento do sinal era esperado 143 segundos após o desaparecimento, mas isso não aconteceu, porém, os dados obtidos durante a descida já trouxeram resultados significativos e deram uma grande contribuição para o estudo de Marte. O veículo de descida Mars-6 pousou no planeta, transmitindo à Terra pela primeira vez dados sobre os parâmetros da atmosfera marciana obtidos durante a descida. Mars 6 mediu a composição química da atmosfera marciana usando um espectrômetro de massa do tipo RF. Logo após a abertura do pára-quedas principal, o mecanismo de abertura do analisador funcionou e a atmosfera de Marte ganhou acesso ao dispositivo. Uma análise preliminar sugere que o conteúdo de argônio na atmosfera do planeta pode ser cerca de um terço. Este resultado é de fundamental importância para a compreensão da evolução da atmosfera de Marte. O veículo de descida também foi usado para medir a pressão e a temperatura ambiente; os resultados dessas medições são muito importantes para expandir o conhecimento sobre o planeta e para identificar as condições em que as futuras estações marcianas devem operar.
Junto com cientistas franceses, um experimento de radioastronomia também foi realizado - medições da emissão de rádio solar na faixa do metro. A recepção de radiação simultaneamente na Terra e a bordo de uma espaçonave localizada a centenas de milhões de quilômetros de nosso planeta permite reconstruir o quadro volumétrico do processo de geração de ondas de rádio e obter dados sobre os fluxos de partículas carregadas responsáveis por esses processos. Nesse experimento, outro problema também foi resolvido - a busca por rajadas de curto prazo de emissão de rádio, que podem, como se presume, surgir no espaço distante devido a fenômenos explosivos em núcleos de galáxias, durante explosões de supernovas e outros processos.
Mars-7
O Mars 7 foi lançado em 9 de agosto de 1973. Esta missão a Marte não teve sucesso. O veículo de descida passou 1.400 quilômetros da superfície de Marte e foi para o espaço. Dessa forma, o programa de destino do Mars-7 não foi cumprido, mas, fazendo um vôo autônomo, o veículo de descida permaneceu operacional e transmitiu as informações ao veículo de vôo através das linhas de rádio KD-1 e RT-1. A comunicação com o veículo de vôo Mars-7 foi mantida até 25 de março de 1974.
Durante a operação do Mars-7 em setembro-novembro de 1973, foi registrada uma conexão entre o aumento no fluxo de prótons e a velocidade do vento solar. O processamento preliminar dos dados da espaçonave Mars-7 sobre a intensidade da radiação na linha de ressonância Lyman-alfa do hidrogênio atômico tornou possível estimar o perfil desta linha no espaço interplanetário e determinar dois componentes nela, cada um dos quais faz uma contribuição aproximadamente igual para a intensidade total da radiação. As informações obtidas permitirão calcular a velocidade, temperatura e densidade do hidrogênio interestelar fluindo para o sistema solar, bem como evidenciar a contribuição da radiação galáctica para as linhas de Lyman-alfa. Este experimento foi realizado em colaboração com cientistas franceses.
Projeto Phobos
O projeto Phobos foi o próximo passo no estudo de Marte e seu satélite. Foi lançado na sequência de uma cooperação bem sucedida com organizações científicas ocidentais no âmbito do projeto AMC "Vega". Apesar de a principal tarefa do projeto não ter sido cumprida, e a entrega dos veículos de descida ao satélite de Marte ter sido planejada, o projeto trouxe resultados. As explorações de Marte, Fobos e do espaço quase marciano, realizadas durante 57 dias na fase de movimento orbital em torno de Marte, permitiram obter resultados científicos únicos sobre as características térmicas de Fobos, o ambiente de plasma de Marte e a sua interação com o vento solar.
Por exemplo, a taxa de erosão da atmosfera marciana causada pela interação com o vento solar foi estimada usando o espectrômetro de íons instalado a bordo da espaçonave Phobos-2 com base no fluxo de íons de oxigênio deixando a atmosfera marciana, e o programa de exploração soviético de Marte terminou. O lançamento do próximo aparelho de exploração de Marte, já russo - a estação Mars-96, em 1996 - fracassou. O lançamento do próximo aparelho russo para o estudo de Marte e seus satélites (Phobos-solo) ocorreu em 9 de novembro de 2011. O objetivo principal deste dispositivo é entregar uma amostra do solo de Fobos à Terra. Naquele dia, o aparelho entrou na órbita de referência, mas por algum motivo o comando para ligar o sistema de propulsão não passou. Em 24 de novembro, as tentativas de restaurar a capacidade de trabalho foram oficialmente encerradas,e em fevereiro de 2012, o dispositivo entrou incontrolavelmente nas camadas densas da atmosfera e caiu no oceano.
