Кирилл Кондратьев - «Викинги» на Марсе

Потребовалось четыре недели для телевизионной съемки поверхности Марса с орбиты и анализа результатов съемки (а также наземных радарных данных) прежде, чем было принято решение о посадке СА, которая была совершена в бассейне Chryse Planitia в точке с координатами 22,5° с. ш., 48,0° з. д. 20 июля 1976 г. в 11 ч 53 мин по среднему Гринвичскому времени (рис. 1) [1] Автор выражает признательность директору Лаборатории реактивного движения Калифорнийского технологического института Д-ру Б. Муррэю за предоставление воспроизведенных далее фотографий Марса. . Сразу после посадки были получены два панорамных изображения поверхности, принятые на Земле примерно через час [103]. В этот момент местное время составляло примерно 16 ч, а время года соответствовало лету северного полушария спустя 7 марсианских суток после дня летнего равноденствия.

Таблица 2 характеризует всю совокупность научных экспериментов. Соффен и Снайдер [103] детально описали особенности конструкции орбитальных отсеков АМС «Викинг», которые представляют собой усовершенствованную модификацию АМС «Маринер», а также конструкцию СА. Охарактеризовано функционирование АМС по мере их движения к Марсу, а также упомянуто об основных особенностях научной аппаратуры.

Как отметили Мазурский и Крабилл [72], поиск места посадки для спускаемого аппарата АМС «Викинг-2» был более продолжительным, чем в случае АМС «Викинг-1». Еще с орбитального аппарата АМС «Викинг-1» была исследована поверхность Марса общей площадью около 4,5 млн. км 2. По этим данным оказалось возможным выбрать два места посадки в районах Cydonia (B1) и Capri (C1), расположенных на 44° ю. ш. и 5° с. ш. соответственно. При этом полоса широт В (40–50° с. ш.) рассматривалась как наиболее интересная в силу других, чем в точке посадки СА «Викинг-1», геологических условий, более высоких содержания водяного пара в атмосфере и температуры поверхности, возможности существования вечной мерзлоты.

Попытки найти по данным «Викинга-1» в районе В1 достаточно гладкую поверхность в форме эллипса размером 100 X 260 км («посадочный эллипс») не привели к успеху в силу преобладания изрезанного рельефа с большим числом кратеров. Поэтому выбор места посадки был продолжен после вывода на орбиту ИСМ «Викинг-2». С этой целью получены телевизионные изображения и выполнены измерения инфракрасного теплового излучения обширных площадей в районах Arcadia и Utopia Pianitia (B3), где наблюдается равнинный рельеф с большим числом «ударных» кратеров, но в некоторых секторах имеют место участки, сглаженные под влиянием ветровой эрозии и покрытые «мантией» осадочных пород.

Данные измерений теплового излучения позволили оценить тепловую инерцию и размер зерен материала, формирующего поверхность, а также определить содержание водяного пара в толще атмосферы. Все это привело к окончательному выбору в качестве места посадки района Utopia Pianitia примерно в 200 км к западу от крупного (диаметром около 100 км) кратера Mie . Успешная посадка совершена 3 сентября 1976 г. в 3 ч 58 мин 20 с после полудня (по Тихоокеанскому дневному времени) в точке с координатами 47,89° с. ш., 225,86° з. д.

Благополучная посадка спускаемых аппаратов АМС «Викинг-1, -2» и успешное функционирование научной аппаратуры позволили выполнить почти всю намеченную программу исследований [104]. В частности, с СА «Викинг-1» за первые полтора месяца после посадки получено более 300 изображений поверхности и неба. 7 августа 1976 г. на орбиту искусственного спутника Марса (ИСМ) была выведена АМС «Викинг-2». Период обращения ИСМ составляет 27,42 ч при периапсисе 1501 км и апоапсисе около 33 000 км. Угол наклона орбиты к плоскости экватора равен 55°. Периапсис был расположен первоначально вблизи точки с координатами 46° с. ш., 320° з. д., а затем на 18-м витке был совершен маневр с переводом периапсиса в точку 48° с. ш., 226° з. д. СА совершил посадку в точке 48° с. гл., 228° з. д.

Радиорефракционные наблюдения позволили определить радиус Марса и некоторые параметры атмосферы, а измерения на СА — свойства поверхности [79]. Ареоцентрические долготы, широты и радиусы Марса для точек посадки спускаемых аппаратов «Викинг-1, -2» оказались равными соответственно: 22,272°± ±0,006 с. ш., 47,94°±0,2° з. д. и 3389,38±0,8 км; 47,669°±0,006° с. ш., 225,7°±0,2° з. д. и 3381,88±0,22 км. Соответствующие ареографические широты равны 22,483° с. ш. и 47,968° с. ш. Сидерическая скорость вращения Марса равна 350,891986°±0,000012°/сут, что соответствует 24 ч 37 мин 22,663±0,004 с. Для эпохи 1950,0 значения прямого восхождения α 0и склонения σ 0оси вращения Марса, определенные относительно средного положения земного экватора и точек равноденствия, составляют: α 0= 317,340°± 0,006°; σ 0= 52,710°±0,004°. Столь высокая точность свидетельствует о возможности слежения за движениями оси вращения.

Доплеровские радиорефракционные измерения, относящиеся к району Vastitas Borealis (63–69° с. ш.; 80–121° з. д.), дали значения атмосферного давления и температуры у поверхности, варьирующие в пределах 6,5–7,5 мбар (±0,5 мбар); 210–180 К (±10 К), при планетоцентрическом расстоянии 3377–3376 км (±1 км). Анализ условий распространения сигналов передатчика спускаемого аппарата «Викинг-1» (частота 400 МГц) привел к выводу, что относительная диэлектрическая постоянная грунта вблизи СА равна 3,5±0,5, а электропроводность варьирует в пределах 10 -3—10 -5мо/м. Это соответствует данным для пемзы или туфа.

Анализ изображений поверхности Марса с орбитального и спускаемого аппаратов указывает на многочисленные следы вулканизма, водной и ветровой эрозии и осаждения мелкодисперсного материала на поверхности. Число кратеров на различных равнинах примерно в 10 раз меньше, чем на Луне. Сохранение мелких кратеров свидетельствует о медленных процессах ветровой эрозии.

На рис. 2 приведен пример монтажа изображений поверхности, иллюстрирующий присутствие потоков лавы, разделенных разломами, которые образуют гребни. Обращает на себя внимание большое количество рассеянных по рассматриваемому участку поверхности метеоритных кратеров. Отчетливо выделяются изогнутые «русла рек».

Интересным ареологическим образованием является вулканическое плато (одно из предполагавшихся мест посадки АМС «Викинг-2» — В2), изображенное на рис. 3. Поверхность планеты изборождена здесь многими разломами. Заметны небольшие каналы, имеющие больший возраст, чем разломы. Различный вид метеоритных кратеров также указывает на разнообразие их возрастов.