Проект "Фобос" последня экспедиция Советского Союза к Марсу
В июле 1988 года к Марсу отправились две советские межпланетные станции. Им предстояло исследовать планету и её спутник Фобос, приблизиться к его поверхности на несколько десятков метров и высадить посадочные аппараты. Один из аппаратов так же нёс ультрафиолетовй и рентгеновский телескоп «Терек» для наблюдений за солнцем. Амбициозный проект должен был стать новым прорывом советской космонавтики.
Краткое содержание (TL;DR): В 1988 году СССР отправил две станции исследовать Фобос: планировались лазерный анализ грунта, две посадочные лаборатории и прыгающий зонд. «Фобос-1» погиб из-за ошибки в наземной программе, «Фобос-2» — предположительно из-за отказа электроники. Высадка сорвалась, но станции успели передать ценные данные о Солнце, Марсе и его спутнике. Последняя межпланетная экспедиция СССР показала, как смелый замысел могут погубить спешка, недостаточные испытания и слабая защита от отказов.
От автора: За этой миссией я следил по новостям ещё ребёнком, с восторгом ожидая, когда аппараты приблизятся к Фобосу. Интернета тогда не было. Поначалу о полёте рассказывали часто, но затем новости о нём постепенно исчезли. Когда я узнал, что оба аппарата погибли, моему разочарованию не было предела. Теперь, почти сорок лет спустя, я хочу вернуться к этой истории: рассказать об уникальных аппаратах, причинах их потери и о том, что они всё-таки успели передать на Землю.
Почему целью стал Фобос?
К этому времени СССР накопил огромный опыт работы орбитальных станций, успешно исследовал Венеру и комету Галлея. Но марсианские экспедиции 1971 и 1973–1974 годов принесли гораздо более скромные результаты чем ожидалось, а после успеха американских «Викингов» космонавтики СССР требовалась новая амбициозная задача.
Фобос — это крошечный неправильный спутник Марса диаметром около 27 километров, который из-за экстремальной близости к планете и приливного захвата обречен на неизбежную гибель: вращаясь быстрее марсианских суток, он постепенно снижает свою орбиту примерно на 2 метра каждые 100 лет и через 30–50 миллионов лет будет разорван гравитацией Марса в планетарное кольцо обломков. При этом его происхождение остается загадкой, так как по своему темному углеродистому составу он напоминает захваченный астероид, но его идеально круговая экваториальная орбита указывает на то, что Фобос, скорее всего, сформировался на месте — из осколков колоссального столкновения Марса с другим крупным космическим телом в далеком прошлом.
Фобос позволял использовать опыт полётов к Марсу для исследования почти неизученного объекта. На его поверхность предстояло впервые доставить две стационарные исследовательские станции оборудованные сейсмографом, посадка второй станции позволяла сделать сейсмическое картографирование недр Фобоса и небольшой аппарата ПРОП-ФП, способный перемещаться прыжками в низкой гравитации спутника и исследовать свойства поверхности во множестве точек. В случае успеха эта высадка состоялась бы за двенадцать лет до первой успешной посадки на астероид Эрос. Отсутствие атмосферы избавляло от сложного атмосферного спуска, но слабое притяжение требовало чрезвычайно точного сближения и осторожного контакта с поверхностью, всё это в полностью автоматическом режиме из-за задержки связи.
Как были устроены станции Фобос 1 и Фобос 2
Обе станции относились к новой серии 1Ф НПО имени С. А. Лавочкина. Их основой служил герметичный приборный отсек в форме тора. Сверху размещался цилиндрический отсек научной аппаратуры, снизу крепилась автономная двигательная установка созданная на базе модифицированного разгонного блока "Фрегат". На отдельной платформе находились посадочные зонды. После выполнения крупных манёвров и сближении с Фобосом двигательную установку отделяли: она больше не требовалась и закрывала часть аппаратуры, предназначенной для работы возле спутника Марса.
Полная масса аппарата с двигательной установкой составляла около 6,22 тонны. Электроэнергию давали две солнечные батареи. Ориентация была необходима и для энергоснабжения, связи, и для наведения приборов.
Каждый «Фобос» нёс обширный комплекс научной аппаратуры. Помимо камер и приборов для исследования поверхности, на борту находились анализаторы плазмы, детекторы ионов и электронов, магнитометры и приборы для регистрации энергичных частиц и солнечного излучения. Станции должны были изучать космическую среду на всём пути к Марсу, а затем — взаимодействие солнечного ветра с планетой и её атмосферой.
Новаторским был и масштаб международной кооперации. Советские специалисты создавали научную аппаратуру совместно с европейскими институтами и Европейским космическим агентством. ЕКА непосредственно участвовало в разработке приборов для исследования плазменных волн и заряженных частиц. «Фобос» стал важным этапом сближения советской и европейской космической науки, объединившим разработку техники, проведение экспериментов и обработку результатов.
«Фобос-1»
«Фобос-1» стартовал 7 июля 1988 года и вышел на траекторию перелёта к Марсу. По мере удаления от Земли специалисты проверяли бортовые системы и научные приборы. Во время испытаний телескоп «Терек» получил серию снимков Солнца в рентгеновском и крайнем ультрафиолетовом диапазоне. «Терек» на изображении станции объект напоминающий перископ в левой верхней части «Фобос-1» был совместным советско-чехословацким инструментом с несколькими оптическими каналами. Инструмент был ближе к сканеру, чем к традиционной камере. «Терек» был расчитан на наблюдение за солнецем в следующих диапазона:.
Рентгеновские лучи - те же самые которые используются в медицине, солнце выделяет их постоянно, рентгеновское излучение усиливается при высокоэнергетических явлениях таких как вспышки на солнце. Телескоп смог засечь формирование одной такой вспышки в рентгеновском диапазоне.
Жесткий ультрафиолет — излучение с длинами волн примерно 10–120 нанометров — полностью поглощается верхними слоями земной атмосферы. Поэтому наблюдать Солнце в этом диапазоне с поверхности Земли невозможно: телескоп приходится выносить в космос. Для жизни на земле это поглощение служит защитой от высокоэнергетического излучения. Ультрафиолет способен повреждать ДНК клеток и микроорганизмов. На этом основана работа бактерицидных ламп, хотя обычно они используют другой диапазон, излучение с длиной волны около 254 нанометров.
На основе материалов статьи Valníček B., Peřestý R., Zhitnik I. Planetary and Space Science, 1991, 39 (1–2), 7–11. Рисунок 5 демонстриует солнце в жёстком УФ, рисунки 3 и 4 формирование солнечной вспышки и выделяемое ей рентгеновское излучение. Последние изображение комбинированный сигнал УФ и рентгеновского диапазона, показывающий выскоэнергетические явления на солнце. Эти изображения являются художественными реконструкциями по снимкам телескопа «Терек» на «Фобосе-1». Расположение основных областей взято из исходного изображения; цвет, относительная яркость и мелкие детали условны.
Разные спектральные полосы «Терека» позволяли наблюдать плазму разной температуры, в том числе горячие области солнечных вспышек, ярко излучающие в рентгеновском диапазоне. Сопоставляя наблюдения, учёные исследовали нагрев плазмы и структуру солнечной атмосферы.
Я попытался совместить ультрафиолетовые и рентгеновские наблюдения «Терека» в одной художественной реконструкции. Золотым показан крайний ультрафиолет, цианом — рентгеновское излучение. Исходные изображения имеют низкое разрешение и получены с интервалом около семи минут, поэтому совмещение приблизительное: за это время вспышка могла заметно измениться. Композит помогает представить различия между структурами, наблюдаемыми в двух диапазонах.
Наблюдения солнечной короны и развития вспышек во время перелёта к Марсу составляли основную научную программу телескопа. Первые сеансы были посвящены проверке аппаратуры и уточнению наведения. Наблюдения Солнца планировалось продолжать во время перелёта к Марсу, но потеря «Фобоса-1» в конце августа оборвала программу. Тем не менее прибор подтвердил работоспособность и успел зарегистрировать одну солнечную вспышку. Полученные «Тереком» данные стали основой научной статьи, опубликованной в 1991 году.
Потеря связи с «Фобос-1»
По свидетельству технического руководителя группы управления В. А. Молодцова, станцию погубила ошибка в программе, подготовленной на Земле. При её составлении пропустили букву «В», обозначавшую восьмеричную запись числа. Транслятор воспринял число как десятичное, и в результате программа обратилась не к той ячейке памяти. Оттуда она извлекла команду на закрытие магистрали пневмосистемы двигателей ориентации, фактически выключив их.
Во многих пересказах встречается другая версия: будто в бортовом компьютере оставили опасную тестовую программу, которую не успели удалить перед запуском, а затем случайно активировали. Иногда утверждают даже, что для её удаления требовалось заменить процессор. Однако эта история расходится с описанием Молодцова: причиной стала ошибка, вызвавшая штатную команду в непредусмотренных обстоятельствах и не проконтролированая должным образом.
Обнаружить ошибку можно было до отправки программы, проверив её выполнение на Земле. Однако программная модель ещё не была готова, а ручная проверка ошибку не заметила.
Система ориентации могла продолжать выдавать команды двигателям, но выполнить их они уже не могли. Двигателями и магистральными клапанами управляли разные вычислительные системы, причём необходимой обратной связи между ними не было. Компьютер ориентации не располагал автоматизацией для открытия перекрытой магистрали, компьтер управления двигателями, не получал никаких данных о состоянии космической станции и продолжал выполнять последнюю полученую программу на отключение магистралий. Поэтому самостоятельно восстановить управление станция не могла.
Ситуацию усугбила особенность конструкции аппарата со статическими солнечными панелями. Аварийная команда сработала 31 августа. Потеряв ориентацию, аппарат перестал получать достаточно энергии. По свидетельству Молодцова, последующие расчёты Института Космических Исследований показали, что под действием солнечного ветра станция могла занять устойчивое положение с панелями, повёрнутыми к Солнцу ребром оставляя их в постоянной тени, что являлось техническим недостатком дизайна. Динамические солнечные панели с независимым наведением на солнце позволили бы аппарату в такой ситуации сохранить питание и работоспособность. Аккумуляторы разрядились, и 2 сентября станция уже не вышла на связь.
После гибели «Фобоса-1» назмную модель аппарата довели до рабочего состояния и создали стенд с настоящим комплектом управляющей электроники. Одна пропущенная буква вывела аппарат из строя потому, что её последствия не предотвратили ни наземные проверки, ни бортовая автоматика, в сочетании с недостатками дизайна и бортовых компьютеров это привело к выходу аппарата из строя.
«Фобос-2»
«Фобос-2» стартовал 12 июля 1988 года и 29 января 1989 года вышел на орбиту Марса. Он исследовал планету, фотографировал Фобос и постепенно сближался со спутником. В том числе «Фобос-2» провёл первую теплограмму поверхности Марса в инфра-красном спектре.
«Термоскан» был отдельным двухканальным оптико-механическим сканирующим радиометром. Он наблюдал отражённый свет в полосе около 500–950 нм (ближний ИК спектр) и тепловое излучение в полосе 8,5–12 мкм. Изображение собиралось последовательными строками, а движение станции обеспечивало развёртку вдоль орбитальной трассы. Это позволяло сопоставлять видимый облик местности с её температурой.
Сохранились четыре сеанса панорамной съёмки Марса: 11 февраля, 1 марта и два сеанса 26 марта 1989 года. В первом сеансе размер элемента у надира составлял около 300 метров, в остальных — примерно 1,8 километра. В каждом сеансе работали тепловой и видимый каналы, но две видимые панорамы оказались короче из-за ограничений памяти аппарата.
«Термоскан» мог только работать при прохождении орбиты и получить чёткие изображения Фобоса не мог. Французский инфракрасный спектрометр ISM собирал изображение иначе: для каждого участка поверхности измерял спектр примерно от 0,8 до 3,2 мкм, а сканирующее зеркало и движение станции формировали пространственное покрытие. Две линейки приёмников по 64 элемента регистрировали спектральные каналы. Такой результат удобно представлять как куб данных: две координаты на поверхности и третья координата — длина волны.
ISM передал десятки тысяч спектров Марса, пригодных для исследования поверхности и атмосферы. Для Фобоса 25 марта был получен спектральный кадр 24 × 25 отсчётов с масштабом около 700 метров. Примерно 400 из 600 спектров относятся к самому спутнику, остальные — к тёмному небу.
Плазменный анализатор ASPERA и другие приборы исследовали взаимодействие солнечного ветра с Марсом. «Фобос-2» впервые напрямую зарегистрировал уход планетных ионов из верхней атмосферы в космос, дав важное подтверждение одного из механизмов её потери. Среди покидающих планету частиц были ионы кислорода.
Эти измерения продолжали использовать спустя десятилетия. В 2013 году повторный анализ данных ASPERA дал оценку потери тяжёлых планетных ионов около (2–3) × 10²⁵ частиц в секунду для условий солнечного максимума 1989 года. У современного Марса нет глобального собственного магнитного поля, подобного земному. Солнечный ветер взаимодействует с его верхней атмосферой, ускоряя частицы, и позволяя им покидать планету. Масса потерь различается в зависимости от газа, но в среднем Марс теряет за счёт солнечного ветра около килограма атмосферы в секунду.
После сближением со спутником «Фобос-2» передал 37 телевизионных изображений Фобоса и один почти полностью засвеченный кадр, вероятно из за ошибочного наведения камеры на поверхность Марса, тёмный элемент в верхнем правом углу кадра вероятно Фобос. Они получены с расстояний примерно 190–1100 километров. Снимки дополнили наблюдения Mariner 9 и Viking, позволили уточнять форму, рельеф, отражательные свойства и движение Фобоса. Для близких узкоугольных (телескопических) кадров масштаб достигал примерно 34–40 метров на пиксель.
Эти иллюстрации созданы генеративной моделью на основе изображений, переданных «Фобосом-2». Форма спутника, расположение крупных деталей рельефа и композиция взяты из оригинальных кадров. Современные изображения камеры HiRISE использованы как ориентир для вида реголита, борозд и кратеров. Цвет условен: сами снимки HiRISE также могут иметь усиленную или искусственную цветопередачу. Оригинальные кадры станции представлены в левом нижнем углу каждой иллюстрации.
Цель реконструкций — помочь представить, что могла бы увидеть станция с тех же расстояний, будь она оснащена современной камерой высокого разрешения.
На части оригинальных кадров Марс выглядит почти полностью пересвеченным: экспозиция, необходимая для съёмки тёмного Фобоса, не позволяла одновременно сохранить детали значительно более яркой планеты. В реконструкциях облик Марса дополнен по современным изображениям, включая данные Mars Reconnaissance Orbiter. Его положение в кадре взято из исходных снимков.
Одна из последних переданых фотогарфий аппарата во врем сессии 25.03.1983 10:40 UTC с узкоугольной (телескопической камеры). На основе этих фотографий была уже сформирована схема посадки долговременной станции ДАС и зонда ПРОП-ФП. Связь с аппаратом была потеряна два дня спустия 27.03.1983.
Намного позднее Mars Global Surveyor в 1996 году, Mars Express 2003 и Mars Reconnaissance Orbiter 2006 получили значительно более подробные изображения Фобоса — с масштабом в несколько метров на пиксель. Однако снимки советской станции стали важным дополнением к прежним наблюдениям: они показали новые подробности поверхности и позволили сравнить её вид при разных условиях освещения.
Потеря связи с «Фобос-2»
27 марта 1989 года «Фобос-2» должен был выполнить очередную серию снимков спутника Марса. Для этого на борт передали программу, предусматривавшую разворот станции к Фобосу. Основные антенны при этом временно отворачивались от Земли. После съёмки аппарат должен был восстановить ориентацию и выйти на связь, но этого не произошло.
Примерно через четыре часа удалось принять слабые сигналы. Характер сигнала указывал на неуправляемое вращение станции. При потере солнечной ориентации аппарат рисковал остаться без питания и постепенно остыть. Однако телеметрии для достоверного восстановления всей последовательности аварии не хватало. Само совпадение потери связи с выполнением программы съёмки не доказывает ошибочность переданных команд.
По воспоминаниям технического руководителя группы управления В. А. Молодцова, серьёзная проблема существовала ещё до запуска. В конденсаторах К52, использованных во вторичных источниках питания бортового управляющего компьютера, при ресурсных испытаниях обнаружили рост кристаллов серебра. Они могли образовать проводящий мостик и вызвать короткое замыкание. Для устранения дефекта пришлось бы практически заново разрабатывать блоки питания. Перенос старта на следующее окно запуска также потребовал бы существенной переделки аппарата из за другого профиля миссии и требований массы. Станции решили отправить в полёт.
Компьютер имел три канала, но проблемные компоненты использовались в источниках питания всех трёх. Поэтому резервирование не защищало от общего конструктивного дефекта. Молодцов писал, что 21 января 1989 года перед коррекцией траектории отказали сразу три источника питания. Тогда компьютер удалось оживить выключением и повторным включением, а коррекцию выполнить на следующий день.
Мартовскую аварию Молодцов связывал с повторным отказом этих источников. Если компьютер перестал управлять станцией во время разворота, она могла продолжить неуправляемое вращение. В январе связь ещё позволяла вмешаться с Земли; теперь устойчивого радиоканала не было, и повторить спасительный перезапуск компьютерных систем аппарара не удалось.
По расчётам специалистов, к 8–10 апреля температура внутри обесточенного аппарата могла опуститься примерно до нуля, а к 13–14 апреля дальнейшее охлаждение сделало бы работу систем невозможной. Попытки восстановить связь не принесли результата. 14 апреля 1989 года миссию официально завершили — до финального сближения с Фобосом и высадки исследовательских модулей.
Если бы оба аппарата сохранили работоспособность, экспедиция должна была завершиться последовательным исследованием Фобоса с близкого расстояния и высадкой трёх небольших зондов. Первым эту программу выполнял бы «Фобос-1», доставляя на поверхность долгоживущую автономную станцию ДАС. Позднее к спутнику подходил «Фобос-2», нёсший вторую ДАС и подвижный аппарат ПРОП-ФП.
После прибытия к Марсу станции должны были постепенно изменить свои орбиты, приблизив их к орбите Фобоса. Съёмка спутника позволяла уточнить его положение, форму и рельеф, а также выбрать участки для высадки. После завершения основных манёвров автономную двигательную установку сбрасывали. Дальнейшее сближение выполнялось средствами управления движением самого аппарата. Заключительный этап предусматривал согласование движения с Фобосом и снижение примерно до 50 метров над поверхностью. Именно здесь начиналась наиболее необычная часть программы — сопровождение маленького небесного тела с близкого расстояния.
Во время этого «бреющего полёта» станции должны были снимать поверхность и активно воздействовать на грунт. Лазерный масс-анализатор ЛИМА-Д испарял бы микропорции вещества, после чего определял их состав по образовавшимся ионам. Другой эксперимент, ДИОН, использовал пучок ионов криптона, выбивавший частицы с поверхности. Их анализ позволял исследовать химический состав грунта непосредственно с пролетающей станции.
Затем предстояло отделить посадочные аппараты.
Каждая Долгоживущая автоматическая станция (ДАС) массой около 67 килограммов представляла собой самостоятельную лабораторию с собственным питанием, радиосистемой и научной аппаратурой. Посадка в слабом притяжении Фобоса требовала не только пережить соприкосновение с грунтом, но и удержаться на нём. Поэтому ДАС оснащалась гарпуном: после касания он должен был закрепить аппарат на поверхности. Металическая воронка часть направленной антенны на землю. Так же аппарат обладал стереокамерамы для съёмки поверхности.
После закрепления ДАС разворачивала приборную платформу, солнечные батареи и антенну. Три солнечные панели обеспечивали возможность длительной работы. Две камеры предназначались для съёмки окружающего грунта и получения стереоскопических изображений. Спектрометр ALPHA-X определял элементный состав поверхности: два его измерительных блока на выдвижных штангах использовали рассеяние альфа-частиц и рентгеновское излучение, возникающее при облучении вещества.
Другие приборы исследовали физические свойства спутника. Гарпун-пенетрометр «Разрез» и температурные датчики позволяли изучать грунт в месте посадки. Сейсмометр должен был регистрировать колебания, несущие информацию о внутреннем строении Фобоса. Солнечный датчик «Либрация» следил за видимым движением Солнца, помогая измерять небольшие покачивания самого спутника при его обращении вокруг Марса.
Работа двух ДАС давала дополнительные возможности. Уже закреплённая станция с «Фобоса-1» могла бы зарегистрировать колебания от посадки второй. Момент соприкосновения становился источником сейсмического сигнала, а первая ДАС — его удалённым приёмником. По времени прихода, форме и затуханию колебаний можно было бы получить ограничения на свойства грунта и внутреннее строение спутника. После обеих высадок наблюдения продолжались бы в двух разнесённых точках поверхности.
ДАС могла передавать данные на Землю самостоятельно. Её радиосистема также участвовала в научных экспериментах: измерения дальности, скорости и положения источника радиосигнала помогали уточнять движение Фобоса и Марса. Поэтому уход основной АМС от места высадки не означал прекращения работы неподвижной лаборатории.
ПРОП-ФП, (Прибор оценки проходимости-Фобос Прыгающий) находившийся только на «Фобосе-2», решал другую задачу. Это был компактный округлый аппарат массой около 43 килограммов. В условиях слабого притяжения для перемещения выбрали прыжковый механизм. Тонкие стержни помогали аппарату принимать рабочее положение после приземления, а механизм отталкивания переносил его к следующей точке измерений. Планировались прыжки примерно на двадцать метров и короткая программа работы продолжительностью около четырёх часов.
В каждой точке ПРОП-ФП должен был исследовать состав и механические свойства грунта, его температуру, магнитные и электрические характеристики. Такой маршрут позволял сравнить несколько участков поверхности. В отличие от ДАС, прыгающий аппарат нуждался в орбитальном ретрансляторе: он передавал результаты на АМС, которая записывала их и затем отправляла на Землю.
После завершения активных экспериментов и высадки зондов основные станции должны были отойти от поверхности и продолжить работу на орбитах вокруг Марса. Программа предусматривала ещё несколько месяцев наблюдений планеты, её атмосферы и плазменного окружения, Солнца и межпланетной среды. Таким образом, успешная экспедиция оставила бы две неподвижные лаборатории на Фобосе, результаты измерений прыгающего зонда и два действующих исследовательских аппарата на марсианских орбитах.
Итоги миссии
Проект «Фобос» стал одной из самых открытых и международных советских межпланетных программ, но гибель обеих станций показала, насколько трудно менялись привычки отрасли. По воспоминаниям Роальда Сагдеева, часть руководителей искала объяснение во внешних воздействиях — столкновении с микрометеоритом или солнечной радиации, — тогда как учёные настаивали на открытом разборе технических и организационных проблем.
Самой главной была спешка. По оценке специалистов ИКИ, для подготовки столь сложной экспедиции требовалось шесть–семь лет, тогда как от окончательного утверждения программы до запуска оставалось около трёх с половиной. Предварительные проработки велись и раньше, однако на создание, доводку и комплексную проверку новой техники времени не хватало. Замысел требовал новых возможностей навигации, автономного управления, программного обеспечения и научных приборов, а подготовка должна была уложиться в жёсткое окно старта.
При этом научные результаты экспедиции были вполне реальными.
«Фобос-1» не достиг Марса, но успел провести наблюдения Солнца и межпланетной среды. Телескоп «Терек» передал изображения солнечной атмосферы в рентгеновском и крайнем ультрафиолетовом диапазонах. Несмотря на краткость наблюдений, полученные материалы позволили исследовать горячую плазму солнечной короны и стали основой научной публикации.
«Фобос-2» передал изображения марсианского спутника, а «Термоскан» получил четыре панорамы поверхности Марса одновременно в видимом и тепловом диапазонах. Они позволяли сопоставлять внешний облик местности с её температурой и исследовать свойства грунта. Пространственное разрешение первой серии достигало примерно 300 метров на пиксель, трёх последующих — около 1,8 километра на пиксель.
Важным результатом стали измерения уходящих в космос ионов марсианской атмосферы, в том числе кислорода. Прибор ASPERA дал первые количественные оценки состава и интенсивности этого потока. Наблюдения помогли исследовать взаимодействие Марса с солнечным ветром и один из механизмов постепенной потери атмосферы. К этим данным исследователи возвращались спустя десятилетия.
Одако главная задача экспедиции — сближение с Фобосом вплотную и высадка исследовательских аппаратов — осталась невыполненной. Но называть проект полным научным провалом было бы несправедливо. Он оставил снимки, измерения и публикации, сохранившие ценность после потери станций.
Миссия опередила своё время смелостью замысла, однако её судьба показала, насколько опасен разрыв между сложностью программы и готовностью техники. Возможно, более поэтапный подход оставлял бы больше времени для проверки новых решений. Но даже сокращение научной программы само по себе не устранило бы дефекты электроники, ошибки подготовки команд и недостаточную защиту от отказов. Уже летом 1989 года Сагдеев публично писал о сокращённой программе испытаний и проблемах надёжности электронных компонентов.
В этом прослеживается сходство с марсианскими экспедициями 1970-х годов: серьёзная научная программа зависела от деталей, недостатки которых могли быть известны ещё до запуска. Называть такие проблемы «мелкими» можно лишь по размеру неисправного компонента. Для межпланетной станции дефект конденсатора или транзистора способен оказаться столь же разрушительным, как отказ двигателя или взрыв на борту. Надёжность определяется и качеством деталей, и способностью всего аппарата обнаружить неисправность и продолжить работу.
Важным наследием проекта стала сама платформа 1Ф. Её создавали как универсальную основу для исследования планет и малых тел Солнечной системы включая потенциальные Миссии к Юпитеру и Сатурну. Однако короткая работа «Фобоса-2» позволила проверить лишь часть её возможностей: считать платформу полностью отработанной для длительных экспедиций было бы преждевременно. «Фобос» стал последней межпланетной экспедицией СССР. В декабре 1991 года, менее чем через три года после потери второй станции, страна прекратила существование.
Следующую попытку предприняли уже в России. Созданный с использованием наработок «Фобосов» «Марс-96» должен был исследовать планету с орбиты и доставить на её поверхность небольшие посадочные станции и пенетраторы. Аппарат стартовал 16 ноября 1996 года и вышел на низкую околоземную орбиту. Дальнейшее выведение предусматривало повторное включение разгонного блока, а затем работу двигательной установки самой станции. Но разгонный блок Д-2 не выполнил необходимый манёвр. «Марс-96» не отправился к Марсу и через несколько часов сгорел при падении в атмосферу Земли.
В ноябре 2011 года стартовал «Фобос-Грунт» — новая экспедиция, предусматривавшая посадку на Фобос и доставку образцов его вещества на Землю. Однако маршевые двигатели не включились, и станция осталась на низкой околоземной орбите.
Попытки спасти аппарат осложняла связь. Средства дальней космической связи пришлось приспосабливать к работе со станцией, быстро проходившей над наземными антеннами. Время радиовидимости составляло всего несколько минут, а движение аппарата вызывало быстрое изменение частоты сигнала. Европейской станции в Перте всё же удалось установить контакт, а затем получить телеметрию. Но устойчивое управление восстановить не смогли. 15 января 2012 года, примерно через два месяца после запуска, «Фобос-Грунт» вошёл в атмосферу Земли и разрушился. Задача, поставленная ещё перед экспедицией 1988 года, вновь осталась незавершённой.
Сегодня продолжить исследование, начатое советскими станциями, предстоит японской миссии Martian Moons eXploration (MMX). Она уже отправилась к Марсу в октябре 2026 года. В её программе — изучение обоих спутников Фобоса и Дэймоса, высадка небольшого ровера на Фобос и доставка образцов его грунта на Землю в 2031 году. Почти четыре десятилетия спустя задачи, намеченные создателями «Фобоса», вновь становятся частью реального полёта. Остаётся пожелать этой экспедиции удачи.
Список литературы и источников
Sagdeev R. Z., Zakharov A. V. Brief history of the Phobos mission // Nature. 1989. Vol. 341. P. 581–585. DOI: 10.1038/341581a0. — Обзор замысла, этапов и результатов экспедиции, подготовленный её научными руководителями. Nature
Valníček B., Peřestý R., Zhitnik I. Results of the solar X-ray image study onboard the Phobos 1 space probe (the TEREK experiment) // Planetary and Space Science. 1991. Vol. 39, № 1–2. P. 7–11. — Основная публикация о наблюдениях «Терека», включая исходные изображения Солнца, использованные для реконструкций. ScienceDirect
Avanesov G. A. et al. Television observations of Phobos // Nature. 1989. Vol. 341. P. 585–587. DOI: 10.1038/341585a0. — Телевизионные наблюдения Фобоса и результаты работы камер станции. nature.com
Selivanov A. S. et al. Thermal imaging of the surface of Mars // Nature. 1989. Vol. 341. P. 593–595. DOI: 10.1038/341593a0. — Первые результаты тепловой съёмки Марса прибором «Термоскан». Nature
Murray B. et al. Preliminary assessment of Termoskan observations of Mars // Planetary and Space Science. 1991. Vol. 39, № 1–2. P. 237–265. — Подробный анализ панорам, температурных особенностей поверхности и наблюдений тени Фобоса. ScienceDirect
Betts B. H., Murray B. C., Svítek T. Thermal inertias in the upper millimeters of the Martian surface derived using Phobos’ shadow // Journal of Geophysical Research: Planets. 1995. Vol. 100, № E3. P. 5285–5296. — Исследование охлаждения марсианского грунта при прохождении тени спутника. Wiley Online Library
Bibring J.-P. et al. Results from the ISM experiment // Nature. 1989. Vol. 341. P. 591–593. DOI: 10.1038/341591a0. — Результаты инфракрасной спектрометрии Марса и Фобоса. Nature
Lundin R. et al. First measurements of the ionospheric plasma escape from Mars // Nature. 1989. Vol. 341. P. 609–612. DOI: 10.1038/341609a0. — Первые измерения ухода ионосферной плазмы Марса прибором ASPERA. nature.com
Ramstad R. et al. Phobos 2/ASPERA data revisited: Planetary ion escape rate from Mars near the 1989 solar maximum // Geophysical Research Letters. 2013. Vol. 40, № 3. P. 477–481. — Повторный анализ данных, давший оценку потери тяжёлых ионов около (2–3) × 10²⁵ частиц в секунду. Wiley Online Library
Молодцов В. А. О гибели АМС «Фобос» // Новости космонавтики. 2004. № 3. Электронная перепечатка — 2013. — Свидетельство технического руководителя группы управления об ошибочной программе «Фобоса-1», наземных проверках и дефектных компонентах питания бортовых компьютеров. Записки доброго волшебника
Perminov V. G. The Difficult Road to Mars: A Brief History of Mars Exploration in the Soviet Union. Washington, DC: NASA, 1999. Monographs in Aerospace History, № 15. — Воспоминания конструктора о советских марсианских экспедициях, включая проблему транзисторов 2Т312 на аппаратах 1973 года. history.nasa.gov
Mudgway D. J. Uplink-Downlink: A History of the Deep Space Network, 1957–1997. Washington, DC: NASA, 2001. NASA SP-2001-4227. P. 279–282. — План высадки ДАС и прыгающего аппарата, организация связи с Землёй и работа орбитальных станций после высадки.
Siddiqi A. A. Beyond Earth: A Chronicle of Deep Space Exploration, 1958–2016. 2nd ed. Washington, DC: NASA, 2018. NASA SP-2018-4041. — Справочная хронология экспедиций, включая «Фобос», «Марс-96» и «Фобос-Грунт».
Zak A. Phobos (Fobos) spacecraft // RussianSpaceWeb. — Исторический обзор разработки, полёта и организационных проблем проекта со ссылками на воспоминания участников. russianspaceweb.com
Pillet N. Fobos // Kosmonavtika. Разделы: научные приборы, станция ДАС, аппарат ПРОП-ФП. — Технические описания, опубликованные схемы, архивные и музейные фотографии.
par Nicolas PilletNASA Planetary Data System. Phobos 2 Mars VSK-Fregat EDR V1.0. Идентификатор: PHB2-M-VSK-2-EDR-V1.0. — Архив оригинальных телевизионных изображений станции и сопутствующей документации. pds.nasa.gov
NASA Planetary Data System. Архив изображений «Термоскана». Идентификатор: PHB2-M-TS-2-EDITED-THRM/VIS-IMG-EDR-V1.0. — Панорамы Марса в видимом и тепловом диапазонах, параметры съёмки и описание данных. pds.nasa.gov
Institut d’Astrophysique Spatiale / IDOC. ISM — Phobos-2 archive. — Данные спектрометра ISM, описание прибора, документация по калибровке и научные публикации. Integrated Data and Operation Center
NASA / University of Arizona. Phobos Imaged by HiRISE. 2008. — Современные изображения Фобоса, использованные как ориентир для цвета и характера поверхности в художественных реконструкциях. Phobos Imaged by HiRISE (PSP_007769_9010)
CNES / CDPP. Phobos. — Задачи экспедиции, исследования плазмы и участие европейских научных организаций в создании аппаратуры. regards.cnes.fr
JAXA. Martian Moons eXploration — MMX. — Официальное описание японской программы исследования спутников Марса и возвращения образцов Фобоса. Martian Moons eXploration
Для электронных ресурсов без даты публикации: дата обращения — 27 октября 2026 года.
Об использовании генеративной графики
В статье генеративная графика (ChatGPT Sol 5.6 Ultra) используется для создания иллюстраций станций «Фобос-1» и «Фобос-2» на основе музейных и архивных фотографий, визуализации этапов полёта и подготовки инфографики по техническим схемам и параметрам миссии. Художественные реконструкции видов Фобоса и солнечной короны опираются на переданные станциями изображения, опубликованные научные материалы и современные наблюдения. Расположение основных различимых структур сохранено по исходным данным; цвет, мелкие детали и недостающие участки условны и добавлены в иллюстративных целях.
Об авторе
Я работаю профессором в области офтальмологии и нейробиологии: изучаю активацию микроглии при заболеваниях глаза, дегенерации сетчатки и патологическом ангиогенезе. Помимо научной работы, пишу фантастику под псевдонимом Джон Олдман. Действие моих произведений происходит в антиутопической вселенной «Пустоты» с первым романом Серии Чёрная Птица практически завершён с 30 главами из 31.
К 2283 году человечество расселилось по Солнечной системе и добралось до её далёких окраин. Благодаря технологиям копирования личности и искусственного интеллекта оно обрело практическое бессмертие, но постепенно перестало быть вполне человеческим — по крайней мере, в нашем понимании.
В своих книгах я опираюсь на знания о космосе и собственную научную специальность. Но прежде всего хочу рассказать эмоциональную, драматическую историю о доброте и жестокости, ненависти и любви — и о том, что вообще значит быть человеком.
История главной героини романа, Алисы, — отчасти моя полемика с Киром Булычёвым. После некоторых приключений уже нельзя вернуться домой. Не потому, что дома больше нет, а потому, что ты сам стал слишком другим. Остаётся жить дальше и строить новую жизнь.
Если хотите пообщаться можете заглянуть ко мне в канал https://t.me/Dr_Hann1bal
