תוכנית מארס

תוכנית מארס הייתה סדרת משימות חלל לא מאוישות ששיגרה ברית המועצות בין 1960 ל־1973. הגשושיות שוגרו לחקור את מאדים וכללו גשושיות שביצעו יעפים על פני הכוכב, נחתות ומקפות. הגשושיות הראשונות בתוכנית היו קטנות ושוגרו על גבי משגרי מולניה. ב-1969 החל השימוש במשגר פרוטון K שהחל את דרכו בשני כישלונות ובסופו של דבר שיגר גשושית במשקל 5 טון, שכללה נחתת ומקפת. תכנון המקפת היה מהיר מדי ולא "הבשיל" מספיק זמן. בעיה זו הייתה נפוצה בחלליות רוסיות במהלך שנות ה־60 ותחילת שנות ה־70 עד שהרוסים פתרו את הבעיות התכנוניות שלהם. במקביל לתוכנית מארס, שלחו הרוסים גשושית נוספת אל מאדים במסגרת תוכנית זונד אך הגשושית (זונד 2) כשלה בעודה בדרכה. שתי גשושיות נוספות נשלחו במסגרת תוכנית פובוס. ב־1996 שיגרה רוסיה את "מארס 96", המשימה הראשונה של רוסיה אחרי התפרקות ברית המועצות לכוכבים אחרים, אך המשימה כשלה עקב אי היכולת לעזוב את כוח המשיכה של כדור הארץ. רוסקוסמוס שיגרה משימה "פובוס גרונט" בשנת 2011 שנכלשה. סיכויים למימוש משימה "פובוס גרונט 2" אינם ברורים. הניסיון הראשון של ברית המועצות לשגר גשושית למאדים כלל שתי גשושיות מארס M1 שכל אחת מהן שקלה 650 ק"ג. שתיהן שוגרו ב־1960 וכשלו להגיע למסלול. החללית כונתה Marsnik על ידי כלי התקשורת המערביים. ערך מורחב – מארס 1 המארס 3MV שנקרא גם מארס 1 שוגרה ב־1962 אבל כשלה במהלך המסע אל מאדים. שני שיגורים סובייטים נוספים באותו זמן היו Mars 2MV-4 No.1 ו־Mars 2MV-3 No.1 ששקלו כ־900 ק"ג כל אחד אך שניהם כשלו להגיע למסלול בעקבות כשל במשגר. Mars 2M No.521 ו־Mars 2M No.522 שנודעו במערב כמארס 1969A ו־B שקלו כ־5 טון כל אחד ושוגרו על גבי משגר פרוטון־K, אך נהרסו במהלך השיגור. כל גשושית כללה מקפת ונחתת דומה לזאת בתוכנית ונרה ותוכנית ווגה. מארס 4M כלל שתי גשושיות זהות: מארס 2 ומארס 3. כל גשושית הייתה מורכבת ממקפת ונחתת שהייתה לרכב החלל הראשון שהגיע לאדמת מאדים. משימתן המרכזית של המקפות הייתה לצלם את קרקע המאדים ואת ענני מאדים, למדוד את הטמפרטורה על פני מאדים, ללמוד את הטופוגרפיה, ההרכב, ואפיון פני הקרקע של מאדים, מדידת ואפיון אטמוספירת מאדים, ניטור הרוח הסולארית והשדות המגנטיים של מאדים וכוכבים חיצוניים ולהוות תחנת קישור בין כדור הארץ לנחתות. תאריך שיגור: 19 במאי 1971 משקל (כולל דלק): 4,650 ק"ג מקפת: 3,440 ק"ג נחתת: 1,210 ק"ג משקל המקפת במסלול: 2,265 ק"ג מידות: גובה: 4.1 מטרים רוחב: 2 מטרים (5.9 מטרים עם לוחות סולריים פרושים) מארס 2 שחרר את הנחתת שלו 4.5 שעות לפני הגיעו למאדים ב־27 בנובמבר 1971. הנחתת חדרה לאטמוספירת מאדים במהירות של כ־6 ק"מ לשנייה ובזווית תלולה יותר מהמתוכנן. מערכת הנחיתה התקלקלה והנחתת התרסקה על מאדים. באותו זמן המקפת נכנסה למסלול של 1,380 × 24,940 ק"מ ו־18 שעות הקפה סביב מאדים עם נטייה של 48.9 מעלות. המכשורים המדעיים הופעלו לכ־30 דקות סמוך לפריאספיס. ערך מורחב – מארס 3 תאריך שיגור: 28 במאי 1971 משקל (כולל דלק): 4,650 ק"ג מקפת: 3,440 ק"ג נחתת: 1,210 ק"ג משקל המקפת במסלול: 2,265 ק"ג מידות: גובה: 4.1 מטרים רוחב: 2 מטרים (5.9 מטרים עם לוחות סולריים פרושים) הנחתת של מארס 3 שוחררה ב־2 בדצמבר 1971, 4 שעות ו35 דקות לפני הגעתו למאדים. הנחתת חדרה לאטמוספירת מאדים במהירות של כ־5.7 ק"מ לשנייה. מערכות הנחיתה פעלו כמתוכנן והנחתת נחתה נחיתה רכה ומוצלחת על פני מאדים. הנחתת החלה במשימותיה אולם הפסיקה לעבוד תוך 20 שניות בלבד מסיבות שאינן ידועות. ההערכה היא כי סופות אבק שהתחוללו באותו זמן על מאדים פגעו בנחתת. הנחתת הצליחה לשלוח חלק מהתמונה הראשונה של אדמת מאדים. באותו זמן, המקפת סבלה מאובדן חלקי של דלק שלא איפשר לה להיכנס למסלול המתוכנן של 25 שעות להקפה. במקום זאת, מנועי המקפת הכניסו אותה למסלול ארוך של 12 יום להקפה עם זווית נטייה דומה לשל מארס 2. לשתי הנחתות היו רוברים קטנים שתוכננו להסתובב סביבם על מגלשיים קטנים בעודו מחובר לנחתת עם כבל "טבורי" באורך 15 מטרים. שני מוטות ברזל קטנים שימשו כמגנים מפני התנגשות מפני שלאותות הרדיו מכדור הארץ היה לוקח זמן רב מדי להגיע אל הרובר. לכל רובר היו אמצעים פשוטים לבדיקת צפיפותה וחוזקה של האדמה. הרוברים מעולם לא נכנסו לפעולה בעקבות אובדן הנחתות. מקפות מארס 2 ו־3 שלחו מידע רב בין 1 בדצמבר 1971 למרץ 1972, אפילו שהתקשורת נמשכה עד אוגוסט. ההכרזה על סיום משימות מארס 2 ו־3 הגיע ב־22 באוגוסט 1972 אחרי 362 הקפות שבוצעו על ידי מארס 2 ו־20 הקפות של מארס 3. הגשושיות שלחו יחד 60 תמונות. התמונות והמידע שהתקבל שימשו למיפוי קל יותר של מאדים ונתן מידע על שדה הכבידה והשדה המגנטי של מאדים. מארס 3MS הידוע בשם קוסמוס 419 שוגר ב־5 במאי 1971. המשימה כללה מקפת בלבד, שתוכננה להיכנס למסלול סביב מאדים ולהיות הראשונה שעושה זאת תוך כדי עקיפת מארינר 8 ו־9 של האמריקאים. מארס 4 ו־5 ששוגרו ב־1973 תוכננו להקיף את מאדים ולשלוח מידע אודות ההרכב, המבנה והמאפיינים של אטמוספירת וקרקע המאדים. הם יועדו לשמש גם כתחנות תקשורת בין כדור הארץ לנחתות מארס 6 ו־7. הם שוגרו על גבי משגר פרוטון־K. ערך מורחב – מארס 4 תאריך שיגור: 21 ביולי 1973 משקל (כולל דלק): 3,440 ק"ג משקל המקפת במסלול: 2,270 ק"ג מארס 4 הגיע אל מאדים ב־10 בפברואר 1974. בגלל תקלה במחשב הגשושית, מנועי ההאטה לא הופעלו והגשושית חלפה על פני מאדים במרחק של 2,200 ק"מ. הגשושית המשיכה לספק מידע על סביבתה גם אחרי ביצוע היעף על פני מאדים. ערך מורחב – מארס 5 תאריך שיגור: 25 ביולי 1973 משקל (כולל דלק): 3,440 ק"ג משקל המקפת במסלול: 2,270 ק"ג מארס 5 הגיע אל מאדים ב־12 בפברואר 1974. הוא נכנס למסלול 1,755 × 32,555 ק"מ, 24 שעות ו־53 דקות להקפה עם זווית נטייה של 35.3 מעלות. המסלול של הגשושית היה כמעט מסונכרן עם סיבובו של מאדים כך שהוא היה יכול לקחת 12 תצלומים בכל התקרבות שלו אל פני השטח. מארס 5 השלים 22 הקפות אז אובדן לחץ במשדר הוביל לסיום המשימה. כ־60 תצלומים נשלחו בתקופה של 9 ימים. חלון השיגורים אל מאדים של שנת 1973 לא היה יעיל דיו כדי שיתאפשר לשגר דרכו, בעזרת משגר הפרוטון, מטען כה כבד אל מאדים, כמו שנעשה בשנת 1971. כדי לפתור את הבעיה, נשלחו שתי נחתות מארס 6 ו־7 באמצעות חלליות מקפות, אך בלי הדלק הנחוץ כדי להכניס אותן למסלול סביב מאדים. מקפות מארס 4 ו־5 שוגרו בנפרד, עם די דלק להכנסה למסלול אך ללא נחתות, והן יועדו לשמש כמרכזי תקשורת בין נחתות מארס 6 ו־7 לבין כדור הארץ. ערך מורחב – מארס 6 מארס 6 שוגרה בהצלחה ב־5 באוגוסט 1973 על גבי משגר פרוטון SL-12D/D-1-e. המשקל הכולל בשעת השיגור היה 3,260 ק"ג. הנחתת הגיעה אל מאדים ב־12 במרץ 1974. הנחתת שוחררה מהמקפת שלה במרחק של 48,000 ק"מ ממאדים. המקפת נכנסה למסלול סביב השמש לאחר ביצוע יעף במרחק 1,600 ק"מ על פני מאדים. הנחתת חדרה לאטמוספירת מאדים במהירות של כ־5.6 ק"מ לשנייה. המצנח נפתח לאחר שרקטות האטו את הנחתת למהירות של 600 מטרים לשנייה. באותו זמן שלח מודל הנחיתה מידע שהועבר דרך המקפת ישר לכדור הארץ. הקשר עם מודל הנחיתה אבד שניות אחדות לאחר הנחיתה, ככל הנראה עקב פגיעתו בקרקע במהירות של כ־61 מטר לשנייה. הנחתת שלחה מידע במשך כ־224 שניות לפני ניתוק הקשר, אולם חלק גדול מן המידע לא ניתן היה לפענוח, בגלל בעיה במחשב הנחתת. ערך מורחב – מארס 7 מארס 7 שוגרה בהצלחה ב־9 באוגוסט 1973 על גבי משגר זהה למשגר של מארס 6, ובמשקל דומה. החללית הגיעה אל מאדים ב־9 במרץ 1974. עקב תקלה במערכת בקרת הגובה או ברקטות ההאטה, נותקה הנחתת מהחללית בטרם עת - כ־4 שעות לפני המתוכנן - החטיאה את מאדים בכ־1,300 ק"מ ונכנס עם הנחתת למסלול סביב השמש. רכבי החלל במשימות אלו תוכננו להיות כבדים הרבה יותר מקודמיהם ויועדו להות משוגרים על גבי משגר N-1. במשימות אלו תוכננו לשלוח רוברים משוכללים אל מאדים שגם יחזירו דוגמאות קרקע של מאדים אל כדור הארץ. 4 שיגורי מבחן של ה־N-1 נכשלו ולכן הוא לא שימש לאף שיגור אל מאדים. מארס 5M (מארס 79) הייתה תוכנית שיועדה לשיגור ב־1979. התכנון היה לשגר שתי גשושיות שיתחברו בחלל, יטוסו אל מאדים וידגימו התחברות והפרדות של תא פיקוד ורכב נחיתה. התוכנית בוטלה מפני שאי היה אפשר להסתמך על קשר הרדיו הבלתי אמין לחיבור שתי הגשושיות בקרבת מאדים. תוכנית ויקינג תוכנית מארס הסובייטית באתר נאס"א (באנגלית)