ЧАСТЬ №1                ЧАСТЬ №2
    «Викинг-2» - второй из двух космических аппаратов, направленных к Марсу в рамках программы НАСА «Викинг». Как и «Викинг-1», космический аппарат «Викинг-2» состоял из орбитальной станции - искусственного спутника Марса и спускаемого аппарата с автоматической марсианской станцией.

Запуск АМС «Викинг-2» на Марс 9 сентября 1975 г.

«ВИКИНГ-2» (США)

    «Викинг-2» был запущен 9 сентября 1975 года. После запуска с помощью ракеты-носителя «Титан-3E-Центавр» спустя 333 дня полета орбитальный аппарат «Викинга-2» уже начал отправлять общие снимки Марса ещё до выхода на орбиту. 7 августа 1976 аппарат вышел на орбиту:

    - перицентр 1501 км (расположен первоначально вблизи точки с координатами 46° с. ш., 320° з. д.),
    - апоцентр 33 тыс. км,
    - период обращения 24,6 часов,
    - наклонение 55 градуса.

    Затем на 18м витке орбита была скорректирована:

    - перицентр 1499 км (перевод в точку с координатами 48° с. ш., 226° з. д. для посадки СА)
    - наклонение 55.2 градуса
    - период обращения 27,3 часов.

    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. км². По этим данным оказалось возможным выбрать два места посадки в районах Cydonia (B1) и Capri (C1), расположенных на 44° c. 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.

Utopia Pianitia место посадки спускаемого аппарата «Викинг-2»

«ВИКИНГ-2» (США)

    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.

Utopia Pianitia место посадки спускаемого аппарата «Викинг-2».

«ВИКИНГ-2» (США)

    Спускаемый аппарат отделился от орбитального 3 сентября 1976 года в 19:39:59 UT. В момент отделения орбитальная скорость составляла около 4 км/с. После отделения аппарата предусматривалось сбрасывание конструкции соединяющей его с орбитальным аппаратом. Но из-за неполадок с разделением биологический экран остался присоединенным к орбитальному аппарату. После отстыковки были запущены реактивные двигатели для обеспечения схода с орбиты. Через несколько часов на высоте 300 км спускаемый аппарат был переориентирован для входа в атмосферу. Защитный лобовой экран со встроенным абляционным тепловым щитом использовался для аэродинамического торможения при прохождении атмосферы.


    Спускаемый аппарат совершил мягкую посадку в 200 км от кратера Mie в равнине Утопии в точке с координатами 48,269 с.ш. 225,990 в.д. на высоте 4,23 км относительно референц-эллипсоида с экваториальным радиусом 3397,2 км и сжатием 0,0105 (или 47,967° с.ш. 225,737° в.д. в планетографических координатах) в 22:58:20 UT (9:49:05 по локальному марсианскому времени) 3 сентября 1976 г. Использовались посадочные опоры с встроенными сотовыми амортизаторами из алюминия, которые сминаются при посадке поглощая ударную нагрузку.

Макет посадочного аппарата «Викинг-2» в музее США.

«ВИКИНГ-2» (США)

    При посадке были использованы примерно 22 кг топлива. Из-за неправильного распознавания радаром камней или высокой отражающей способности поверхности, двигатели работали дополнительные 0,4 секунды перед посадкой, вследствие чего растрескалась поверхность и поднялась пыль. Одна из посадочных опор оказалась на камне и автоматическая марсианская станция была наклонена на 8,2 градуса.

Первое изображение с поверхности Марса от аппарата Викинг-2. Как и в случае с предшественником, первым снимком стала одна из опор СА.

«ВИКИНГ-2» (США)

    Через 25 с после посадки СА «Викинг-2» на поверхность Марса в районе Utopia Planitia 3 сентября 1976 г. в 09 ч 48 мин 58 с местного марсианского времени начала функционировать панорамная камера СА. Анализ полученных изображений (за время до 5 ноября 1976 г. получено около 575 изображений) показал, что участок поверхности в районе посадки представляет собой плоскую каменистую красноватую пустыню, рассеченную сравнительно свободными от камней ложбинами (шириной около 1 м и глубиной 15 см), которые, по-видимому, образуют сетку в форме многоугольника.

Северные равнины Марса (Равнина Утопии). Скалистая местность на панораме - это второе изображение, которое было получено в день посадки на Марс 3 сентября 1976 г. Панорама охватывает 330 градусов, начиная с северо-запада, где видна стойка с метеодатчиками и заканчивается на юго-востоке. Справа от центра снимка на аппарате запечатлена крышка радиоизотопного термоэлектрического генератора. Поверхность усеяна камнями до самого горизонта, размером до нескольких метров в поперечнике. Некоторые камни имеют пористую структуру характерную вулканической лаве. Другие камни покрыты канавками, которые образовались под действием эрозии и ветра.     Хотя мелкозернистый песок и просматривается между валунами, ученые не смогли найти на снимках дюн.     Прогиб горизонта в центре снимка по направлению на восток - это иллюзия, возникшая из-за того что аппарат наклонен на 8 градусов с западной стороны. На самом деле местность в месте посадки Викинг-2 гораздо более ровная, чем там, где сел Викинг-1. Но при этом есть небольшой подъем местности с правой стороны.     Небо в центре немного засвечено, так как во время съемки Солнце находилось довольно низко над горизонтом, а местное время соответствовало примерно 10 часам утра.

«ВИКИНГ-2» (США)

    Вероятны по крайней мере четыре процесса, которые могут быть ответственны за образование ложбин: растрескивание лавы в результате сжатия при ее охлаждении; тепловое расширение и сжатие мерзлого грунта, которое, по-видимому, сопровождается таянием; растрескивание при высыхании насыщенных водой глинистых минералов; флювиальные процессы (последнее, однако, мало вероятно).

Фото, с высоким разрешением, поверхности Марса размером в несколько квадратных метров. Было получено с целью поиска мест для взятия проб грунта, которое было запланировано на 11 сентября 1976 г.

«ВИКИНГ-2» (США)

    Горизонт является исключительно плоским, не выявляя какого-либо крупного рельефа. К востоку от СА видно плато, совпадающее с направлением «языка» продуктов выброса из кратера вулкана Mie. Камни в месте посадки «Викинга-2» являются, как правило, более пористыми, чем на участке «Викинга-1». Хотя пористость камней естественнее всего истолковать как результат их вулканического происхождения, могут быть предложены и другие объяснения (например, влияние ветровой эрозии).

Каменистая марсианская равнина, обзор охватывает 85 градусов с борта СА Викинг-2 (север слева, восток справа), 5 сентября 1976 г. Камни и обломки скал очень разные. Некоторые пористые, губчатой породы, как например один на левом краю панорамы. Другие плотные и мелкозернистые, пример такой породы можно рассмотреть справа снизу (округлый светлый камень).

«ВИКИНГ-2» (США)

    По сравнению с камнями близ «Викинга-1», характеризуемыми разнообразием альбедо, формы и текстуры, камни на месте посадки «Викинга-2» имеют близкие значения альбедо и сходную пористую текстуру. Выходов коренных пород не обнаружено. Мелкие частицы грунта на обоих участках посадки имеют очень небольшие размеры (<=100 мкм) и, по-видимому, образуют поверхностную корку.
    Наблюдаемая яркость неба полностью определяется влиянием пылевого аэрозоля. Приближенный расчет приводит к оптической толщине атмосферы, равной 0,2, что эквивалентно типичным континентальным условиям на Земле. Колор-индекс свидетельствует о значительно более сильном рассеянии красного света, что и определяет оттенки цвета неба от оранжевых до розовых. Наиболее вероятными компонентами аэрозоля являются поднятые ветром частицы грунта и кристаллы льда, образующиеся при сублимации водяного пара в атмосфере. Существование ледяных кристаллов в атмосфере Марса было обнаружено еще в 1954 г. Более вероятно, что аэрозоль состоит из частиц грунта с нижним пределом размеров около 0,1 мкм, которые должны сильно поглощать в голубых лучах и рассеивать - в красных. Подобный аэрозоль следует рассматривать как глобальный фоновый, ввиду его большой устойчивости от дня к дню и отсутствию пыльных бурь в период наблюдений.

Первое цветное изображение с поверхности Марса от Викинга-2. Внизу на фото видна область где будут браться образцы грунта. Направления съемки северо-восток.

«ВИКИНГ-2» (США)

    В случае «Викинга-2» яркость неба также сравнима с яркостью поверхности планеты и почти полностью определяется вкладом аэрозольного рассеяния. Оптическая толщина атмосферы оказалась, однако, меньшей, составляя около 0,25 на длине волны 0,67 мкм, чем это было в случае «Викинга-1» (0,35). После оседания облака пыли, поднятого при посадке СА, не наблюдалось каких-либо изменений ландшафта, кроме тех, которые были связаны с взятием проб грунта. Это согласуется с данными о слабости ветра.

Восход Солнца на равнине Утопии, 14 июня 1978 г., 631 сол после посадки на Марс. Снимки, сделанные на рассвете или в сумерках довольно темные, за исключением области неба над Солнцем. Такое свечение неба обусловлено рассеиванием и поглощением света мельчайшими частицами пыли и льда в атмосфере Марса.

«ВИКИНГ-2» (США)

Лед на Марсе, 18 мая 1979 г. Тонкий слой льда покрыл породы и почву в районе посадки СА Викинг-2. Корка льда появилась почти ровно через один марсианский год (23 месяца на Земле). Год (марсианский) назад такая ледяная корка продержалась 100 дней. Ученые считают, что частицы пыли в атмосфере содержат вкрапления водяного льда, но такое сочетание все равно не позволяет им оседать на поверхность. А вот углекислый газ, который составляет 95% атмосферы Марса, замерзает и делает частицы достаточно тяжелыми для выпадения их на поверхность Марса. Подогреваемый Солнцем на поверхности замерзший углекислый газ испаряется и возвращается в атмосферу, но на поверхности остается пылевой слой с водяным льдом. Корка льда, видимая на фотографии, как и лед, который формировался год назад, является чрезвычайно тонкой, возможно, толщиной не более одной тысячной дюйма.

«ВИКИНГ-2» (США)

    Присутствие большого количества поглощающих пылевых частиц означает их сильное влияние на тепловой режим атмосферы, в результате чего вертикальный градиент температуры в верхней тропосфере может быть меньше адиабатического, а развитие конвекции днем ограничивается более тонким слоем атмосферы, чем при отсутствии пыли. В значительной толще атмосферы может существенно проявляться суточный ход температуры, порождающий соответствующие изменения давления и ветра.

    Изучение грунта с поверхности Марса:

    Участок поверхности Марса в непосредственной близости от точки посадки СА Викинг-2 покрыт камнями размером до 0,23 х 0,65 м, часть которых погружена в мелкодисперсную породу, и с мелкодисперсным реголитом. Этот участок является более однородным, чем поверхность близ СА Викинг-1, состоит из более грубодисперсного материала, обширная его часть покрыта коркой, более заметны следы эрозии, обусловленной работой двигателя мягкой посадки.
    Неожиданным оказалось отсутствие дюнообразных форм рельефа. При заборе проб грунта впервые удалось сдвинуть камень и взять пробу мелкодисперсного грунта на участке под камнем, который не подвергался облучению УФ радиацией и процессу ветровой эрозии.

Взятие первых проб поверхности Марса в точке посадки СА Викинг-2, 25 сентября 1976 г. Участок поверхности грунта с тонкой коркой сильно отличался от окружающей местности, поэтому он стал первой мишенью. Канень на переднем плане 20 см в поперечнике.

«ВИКИНГ-2» (США)

    Анализ данных обнаруживает как сходство, так и важные различия свойств грунта на участках посадки СА Викинг-1 и СА Викинг-2. Так, например, во втором случае частота встречаемости камней размером 10 см и больше примерно вдвое выше. Камни близ СА Викинг-2 характеризуются более пористой поверхностью. Благодаря сохранению установленного на опоре №2 СА Викинг-2 датчика температуры, который предназначался для измерений во время спуска на парашюте, этот датчик использован для оценки температуры (поскольку опора проникла в грунт только на 2,5 см, вероятнее всего, что датчик не находится в контакте с поверхностью), имеющей ярко выраженный суточный ход, близкий к расчетному ходу температуры поверхности, за исключением того периода, когда датчик был затенен.

Датчик температуры в посадочной опоре №2. Часть времени днем датчик находился в тени от СА. Прямая линия на графике - это расчетные показатели для поверхности с альбедо 0,22.

«ВИКИНГ-2» (США)

    Осуществленный при помощи рентгеновского флуоресцентного спектрометра элементный анализ мелкодисперсного компонента марсианского реголита привел к неожиданно сходному химическому составу грунта в далеко удаленных друг от друга (около 6500 км) местах посадки СА «Викинг-1, -2».

Траншея оставленная скребком, длина 30 см. 12 сентября 1976 г.

«ВИКИНГ-2» (США)

    Почва напоминала базальтовую лаву, подвергшаяся воздействию эрозии. Тестовые образцы почвы содержали в избытке кремний и железо, а также в значительном количестве - магний, алюминий, кальций, титан. Были обнаружены следы стронция и иттрия. Количество калия оказалось в 5 раз ниже среднего показателя в земной коре. Некоторые химические вещества почвы содержали серу и хлор, подобные веществам, образующимся после испарения морской воды. Содержание серы в верхних слоях коры было больше, чем в образцах, взятых глубже. Возможные соединения серы - сульфаты натрия, магния, кальция и железа. Вероятно также наличие сульфида железа.
    И Спирит и Оппортьюнити обнаружили сульфаты на Марсе. Оппортьюнити (совершивший посадку в 2004 году, имея современное оборудование) нашёл сульфаты магния и кальция в Meridiani Planum. Минеральная модель, основанная на результатах химического анализа, показывает, что почва может быть смесью около 80% железистой глины, около 10% сульфата магния (кайзерит?), около 5% карбоната (кальцит) и около 5% железных руд (гематит, магнетит, гётит). Эти минералы являются типичными продуктами эрозии тёмных магматических горных пород.

Схема работ (пробы грунта) на поверхности Марса в зоне Викинг-2.     Расшифруем некоторые обозначения:     Камни, показаны только затронутые исследованиями образцы породы. Камни 1-8 - это кандидаты на перемещение. Большие стрелки около камней 3 и 7 показывают их сдвиг для взятия проб, пунктирной линией выделено их исходное положение. Камень А был потревожен посадочной опорой 3. На схеме в точке D показан защитный кожух руки со скребком, после посадки он был сброшен и ударился о поверхность в точке С, отскочил и остался в точке D. Камни 1-8 получили свои собственные имена.     Схема СА:     • Engine 1-3: двигатели мягкой посадки     • Footpad 1-3: посадочные опоры СА "Викинг-2"     • Surface sampler: рука со скребком для взятия проб грунта. Сверху на схеме выделена область куда могла дотянуться автоматическая рука СА.     • Shroud: защитный кожух скребка     Пробы грунта:     • Alpha и Beta: области первоначально выбранные для проведения исследований.     • XRFS 1-3: области проб для идентификации неорганических веществ (рентгеновский флуоресцентный спектрометр)     • Biology 1-3: области, где были взяты пробы грунта с целью поиска жизни на Марсе     • GCMS 1-2: области проб для идентификации по молекулярному весу органических веществ (газовый хроматограф в сочетании с масс-спектрометром)

«ВИКИНГ-2» (США)

    Некоторые образцы были нагреты в газовом хроматографе/масс-спектрометре (GCMS) и выделили воду в количестве около 1%. Исследования при помощи магнитов на борту аппарата показали, что в почве содержится от 3 до 7% магнитных материалов по весу. Среди этих веществ могут быть магнетит и маггемит, вероятно образовавшиеся благодаря эрозии базальтовых пород. Эксперименты, проведенные марсоходом Спирит (приземлялся в 2004 году) показали, что магнетит может объяснить магнитные свойства пыли и почвы Марса. Наиболее магнитные образцы почвы оказались темными, как и сам магнетит, обладающий очень тёмным цветом.

    Завершение миссии СА «Викинг-2»:

    Автоматическая марсианская станция «Викинг-2» функционировала на поверхности 1281 Марсианских дней и завершила свою работу 11 апреля 1980 года, когда разрядились её аккумуляторы.

СА «Викинг-2», его парашютная система и тепловой щит, декабрь 2006 г.

«ВИКИНГ-2» (США)

    В декабре 2006 года «Викинг-2» был сфотографирован на поверхности Марса «Марсианским разведывательным спутником», MRO

ЧАСТЬ №1                ЧАСТЬ №2