Перший довгожитель Червоної планети: 48 років тому на Марс опустився апарат "Вікінг-1"

Це зараз на поверхні та орбіті Марса знаходиться одразу кілька апаратів, які досить добре його вивчили. А півстоліття тому Червона планета була сповнена загадок. До початку польотів на Марс NASA навіть продовжувало вважати, що на поверхні планети є канали!

Таємничості планеті додали часті невдачі перших місій, запущених СРСР та США. І якщо першим сісти, як розповідає книга на Марс, вдалося радянському апарату Марс-3, то передати осмислену інформацію з поверхні зміг зонд «Вікінг-1». Замість запланованих 90 днів він пропрацював на Червоній планеті цілих шість років!

М'яка посадка на Марсі

Преамбула. Я чудово знаю про радянський апарат Марс-3, якому вдалося здійснити м'яку посадку і протягом 12 секунд вести передачу з поверхні Марса. На жаль, корисних даних із тієї передачі витягти не вдалося. Орбітальний апарат тієї ж місії допоміг у вивченні, як у розказує на Марс книга, але лаври за передачу з Марса чесно дісталися зонду зі США.

«Вікінг-1» запустили із Землі у 1975 р., а 19 червня 1976 р. він вийшов на орбіту Марса. У місії був орбітальний супутник і апарат, що спускається, до того ж дублер — «Вікінг-2». Пам'ятаючи про низку невдалих місій, NASA відправило на Марс відразу два апарати, щоб збільшити ймовірність успіху.

На орбітальний апарат було встановлено:

• довгофокусна телевізійна камера для отримання знімків (роздільна здатність 40 м при зйомці з висоти 1500 км);
• ширококутна телевізійна камера для одержання знімків;
• інфрачервоний спектрометр для складання карт водяної пари у марсіанській атмосфері;
• інфрачервоний радіометр для укладання теплової карти планети.

Ретранслятор передавав дані із поверхні Марса на Землю. Пропускна спроможність складала всього 10 Кбіт/с — подумайте про це, коли наступного разу у вас повільно завантажуватиметься 4К-відео.

20 липня 1976 року апарат, що спускається, відокремився від орбітального і через кілька годин успішно сів на поверхню Марса. Конструкція захищала станцію від пилу, радіації та коливань температури. Вчені подбали, щоби земні мікроорганізми не потрапили на Марс.

Щоправда, зараз методи обробки тих років ставляться під сумнів. Можливо, деякі бактерії-екстремофіли могли вижити і зараз заселяють на Марс.

Після посадки вчені Землі отримали перші кадри поверхні Марса — можна тільки уявити, яке враження він справив на всіх. Навіть зараз панорами Червоної планети з Curiosity і Perseverance викликають захоплення, а тоді це були перші фото нового світу.

ІМХО, без підготовки можна сплутати з першими фото Венери, хоча умови на Марсі для апаратів не такі згубні.

Як було обладнано марсіанську станцію

Наукове обладнання автоматичної марсіанської станції на поверхні:

1. дві телевізійні камери із круговим оглядом;
2. прилади для метеорологічних досліджень, що вимірюють тиск, температуру, швидкість та напрям вітру біля поверхні;
3. сейсмометр;
4. суміщений газовий хроматограф з мас-спектрометром для ідентифікації молекулярної ваги органічних речовин, що входять до складу проб ґрунту, а також для аналізу проб атмосферних газів;
5. рентгенофлуоресцентний спектрометр для ідентифікації неорганічних речовин, що входять до складу проб ґрунту;
6. установка для пошуку життя в пробах ґрунту за такими ознаками, як фотосинтез, обмін речовин та газообмін.

Модулем керувала система Guidance Control and Sequencing Computer (GCSC), що використовувала два процесори Honeywell HDC 402. Пам'яті було цілих 36 Кбайт - дуже непогано для того часу. Ще одна особливість – відсутність асемблера для комп'ютера посадкових модулів.

Розробникам доводилося писати патчі у восьмибітному коді, враховуючи зміни в конфігурації та змінну адресацію (постійно виключалися з роботи несправні осередки пам'яті).

Живлення всієї системи забезпечували два РІТЕГ загальною потужністю 70 Вт. При цьому кожен важив 13,6 кілограма. Ще кілька нікель-кадмієвих акумуляторів забезпечували стабільність живлення під час пікових навантажень.

Що було далі?

Друга станція теж досягла пункту призначення без проблем і розпочала роботу. За планом обидва «Вікінга» мали збирати дослідницькі дані, надсилати Землю знімки поверхні на Марсі, виконувати дослідження.

Інженерам проекту вдалося розробити апарати з великим запасом міцності — таки вони з тієї ж школи, що й конструктори, які зробили «Вояджери». Наступні ровери теж ставили рекорди — найяскравішим із них став «Опортьюніті». Він працював 15 років та проїхав 45 кілометрів. Це багато для марсоходу: щоразу він проходить лише невелику ділянку колії, потім фотографує картину попереду себе, висилає на Землю і чекає зворотного сигналу. Туди-назад інформація може йти до 48 хвилин. У періоди, коли Земля ховається за Сонцем, ровер стоїть на місці, очікуючи на наступний сигнал.

Перші кілька років "Вікінг-1" функціонував без збоїв. Але потім різко знизилася ємність трьох із чотирьох батарей. Інженери почали думати, як вирішити проблему. В 1982 вдалося провести глибоку розрядку акумуляторів, і їх ємність відновилася (ось тільки не робіть так з вашими смартфонами - сучасні акумулятори літієві, їм протипоказана глибока розрядка). На жаль, через чотири місяці збій повторився.

Тоді вчені вирішили, що потрібно знизити кількість циклів зарядки-розрядки та повторити глибоку розрядку елементів живлення. Розробники написали код для керування акумулятором і розділили його на фрагменти — у комп'ютер «Вікінга-1» просто не містилася ціла програма.

про постійно мінлива адресація далася взнаки. Виникла помилка: код записали в область, що відповідає за систему зв'язку, зокрема, за позиціонування антен. Після цього апарат перестав реагувати на команди, зв'язок із ним зник. Швидше за все, програма перенаправила антени в неправильне становище, і «Вікінг-1» продовжував працювати, надсилаючи дані нікуди. Можливий і варіант, що комп'ютер автоматичної станції просто відключився через помилкові команди.

Інженери продовжували спроби повернути "Вікінг-1" до життя, але не вийшло.

Що у підсумку?

В результаті "Вікінг-1" став першим довгожителем Марса - він пропрацював 2245 сол або шість земних років. Його побратим «Вікінг-2» вийшов з ладу на кілька років раніше, 1980 року, також через проблему з акумуляторами. За допомогою апаратів було отримано перші кольорові фото поверхні на Марсі у високій роздільній здатності. 

Встановлено склад ґрунту: у ньому знайдено кремній, залізо, кальцій, алюміній і навіть титан. Проведено експерименти з пошуку життя.

До речі, із життям на Марсі все не так однозначно. Спочатку ознаки життя були, потім – ні. Результати перших експериментів визнали артефактом, хоча Дірк Шульце-Макух, астробіолог з Берлінського технічного університету, припускає, що в процесі експериментів «Вікінги» просто вбили місцевих бактерій надто великою кількістю води. На жаль, життя на Марс і не виявили й наступних місій, дорогу яким проклав «Вікінг-1».

Раніше ми розповідали про те, яка країна у світі найбільше дивиться Яойне аніме.