火星3

火星3
ミッションタイプ	火星探査機/着陸機
オペレーター	ソビエトの宇宙計画
コスパーID	1971-049A ; 1971-049F
SATCAT番号	5252 ; 5667
ミッション期間	周回機:; 1年2ヶ月25日; 着陸機:; 1分50秒
宇宙船の特性
宇宙船の種類	4M No.172
メーカー	OKB-1
打ち上げ質量	合計:; 4,650 kg (10,250 lb); 軌道船:; 3,440 kg (7,580 lb); 着陸船:; 1,210 kg (2,670 lb)
着陸質量	358 kg (789 ポンド)
乾燥質量	2,265 kg (4,993 ポンド)
寸法	4.1 × 2.0 × 5.9 m (13.5 × 6.6 × 19.4 フィート)
ミッション開始
発売日	1971年5月28日 15:26:30 UTC
ロケット	プロトン-K / D
発射場	バイコヌール 81/23
請負業者	クルニチェフ
ミッション終了
廃棄	廃止
宣言された	1972年8月22日
最後の連絡	探査機:; 1972年7月; 着陸機:; 1971年12月2日 13:53:50 UTC
軌道パラメータ
参照システム	アレオセントリック
ペリアレイオン高度	1,528 km (949 マイル)
アポアレイオン高度	214,500 km (133,300 マイル)
傾斜	60°
期間	12.67日
火星探査機
軌道投入	1971年12月2日
火星着陸船
着陸日	1971年12月2日 13:52 UTC
着陸地点	南緯45度東経202度 / 南緯45度東経202度 / -45; 202 (火星3) (予測)
	; 火星3号（着陸機）切手火星計画

火星3号は、ソ連の火星計画の無人宇宙探査機で、双子の宇宙船である火星2号の9日後の1971年5月28日に打ち上げられた。両探査機は、プロトンKロケットとブロックD上段ロケットで打ち上げられた同一の無人宇宙船で、それぞれが軌道船と付属の着陸船で構成されていた。

火星2号着陸機が火星の表面に墜落した後、1971年12月2日に火星3号着陸機が火星への軟着陸を成し遂げた最初の宇宙船となった。しかし、着陸から110秒後に失敗し、詳細な情報のない灰色の画像のみを送信した。^[5]火星2号周回機と火星3号周回機は火星の周りを回り続け、その後8か月間地球に画像を送信した。

概要

発売日/時間:
- 火星3: 1971年5月28日 15:26:30 UTC
打ち上げ質量（燃料を含む）:
- 合計: 4,650 kg (10,250 ポンド)
- オービター: 3,440 kg (7,580 ポンド)
- 着陸機: 1,210 kg (2,670 ポンド)
軌道上の乾燥質量: 2,265 kg (4,993 lb)
寸法: 高さ 4.1 m (13.5 フィート)、幅 2 m (6.6 フィート) (ソーラーパネルを展開すると幅 5.9 m (19.4 フィート))

オービター

4M-V探査機の主な目的は、火星表面の地形を調査し、土壌の組成を分析し、大気のさまざまな特性を測定し、「太陽放射、太陽風、惑星間および火星の磁場」を監視することでした。^[1]さらに、「着陸機から地球に信号を送信するための通信中継」としても機能しました。^[1]

探査機は燃料が部分的に不足し、予定されていた25時間の周回軌道に入るのに十分な燃料がありませんでした。代わりに、エンジンは短縮燃焼を行い、探査機を火星の周りを周回する非常に楕円形の長周期軌道（12日、19時間）に乗せました。

偶然にも、火星の特に大規模な砂嵐がミッションに悪影響を及ぼした。マリナー 9 号が火星に到着し、火星の周回軌道に乗ったのは 1971 年 11 月 14 日、火星 2 号と 3 号のわずか 2 週間前だったが、惑星科学者たちは、大気が「惑星全体に広がる砂塵の塊、観測史上最大の嵐」で覆われていることに驚いた。表面は完全に見えなかった。ミッションコンピューターを再プログラムすることができなかったため、火星 2 号と 3 号はいずれも着陸機を直ちに派遣し、周回機は利用可能なデータリソースのかなりの部分を、特徴のない砂塵の雲の画像を撮影するために使い果たした。

火星3号探査機は1971年12月から1972年3月までの期間のデータを送信したが、送信は8月まで続いた。火星3号は20周回した後、1972年8月22日に任務を完了したことが発表された。探査機は火星2号と合わせて合計60枚の写真を送信した。画像とデータから、高さ22kmの山々、上層大気中の原子状水素と酸素、表面温度-110℃から+13℃、表面気圧5.5～6mb、水蒸気濃度が地球の大気の5000分の1、電離層の基底が高度80～110kmから始まっていること、大気中の高さ7kmにも及ぶ砂嵐の粒子が明らかになった。画像とデータにより表面の起伏図^[5]の作成が可能になり、火星の重力場と磁場に関する情報も得られた。

ランダー

着陸宇宙船システム

火星3号の降下モジュールは、推進システムの反対側のバス/オービターに搭載されていました。これは、直径1.2メートルの球形の着陸カプセル、直径2.9メートルの円錐形の空力ブレーキシールド、パラシュートシステム、逆噴射ロケットで構成されていました。

降下モジュール全体の燃料搭載質量は 1210 kg で、そのうち球形の着陸カプセルは 358 kg を占めていました。姿勢制御は、ガスマイクロエンジンと加圧窒素容器で構成される自動制御システムによって行われました。ピッチとヨーを制御するために、円錐の外縁に 4 つの固体燃料モーターが取り付けられていました。

着陸機の上部には、主パラシュートと補助パラシュート、着陸を開始するためのエンジン、レーダー高度計が搭載されていました。降下モジュール内の衝撃を吸収するために発泡材が使用されました。着陸カプセルには 4 つの三角形の花びらがあり、着陸後に開いて宇宙船を正しい位置に戻して計器類を露出させます。

着陸機には、表面を 360 度見渡せるテレビカメラ 2 台、大気の組成を調べる質量分析計、温度、圧力、風速センサー、有機物質や生命の兆候を探す機械式スコップなど、表面の機械的および化学的特性を測定する装置が搭載されていた。また、ソ連の国章が描かれたペナントも搭載されていた。

球体の上部からは 4 本のアンテナが突き出ており、搭載された無線システムを介して探査機との通信が可能でした。この機器は、分離前に探査機によって充電されたバッテリーで稼働していました。温度制御は断熱材とラジエーターシステムによって維持されていました。着陸カプセルは、火星の環境の汚染を防ぐために打ち上げ前に殺菌されていました。

ProOP-Mローバー

火星3号着陸船には、4.5kgの小型火星探査車が搭載されており、15メートルのアンビリカルケーブルで着陸船に接続され、スキーで表面を移動する。地球からの無線信号では遠隔操作で探査車を動かすのに時間がかかりすぎるため、2本の小さな金属棒が障害物の自動回避に使用された。探査車には動的浸透計と放射線濃度計が搭載されていた。^[5]

PrOP-M のメインフレームは、中央に小さな突起がある四角い箱型でした。フレームは 2 つの幅広の平らなスキー板で支えられており、各側面から 1 つずつ下方に伸びて、フレームを地面からわずかに浮かせていました。

探査車は着陸後、マニピュレーターアームで地表に設置され、テレビカメラの視野内で移動し、1.5メートルごとに停止して測定を行う予定だった。火星の土壌における移動の痕跡も記録され、物質特性の判定に利用される予定だった。

通信が途絶えたため、探査車が展開されたかどうかは不明です。

進入、降下、着陸、伝達、故障

マルス3号の降下モジュールは、1971年12月2日午前9時14分（世界時）、火星到着の4時間35分前に切り離された。^[6]降下モジュールは、およそ秒速5.7キロメートルで火星の大気圏に突入した。空力ブレーキ、パラシュート、逆噴射ロケットによって、着陸機は南緯45度東経202度 / 南緯45度東経202度 / -45; 202^[4]に軟着陸し、運用を開始した。

着陸機は着陸から90秒後に火星3号探査機への通信を開始した。^[6] 20秒後、送信は不明な理由で停止した。^[6]障害が着陸機に原因があったのか、探査機の通信リレーに原因があったのかは不明である。障害の原因は、当時発生していた非常に強力な砂嵐に関係している可能性があり、それがコロナ放電を引き起こし、通信システムに損傷を与えた可能性がある。砂嵐は、画像の照明不良も説明するだろう。^[5]

送信されたのは部分的な画像（70行）だった。火星探査の初期にラヴォチキン設計局で火星と金星の探査機の主任設計者を務めたVGペルミノフによると、その画像は「詳細のない灰色の背景」だったという。^[5]

火星着陸船の可能性のある画像

2013年4月11日、NASAは火星探査機（MRO）が火星表面の火星3号着陸機のハードウェアを撮影した可能性があると発表した。MROのHiRISEカメラは、パラシュート、逆噴射ロケット、耐熱シールド、着陸機と思われるものを撮影した。^[4]この発見は、公開されているアーカイブ画像を閲覧していたアマチュア宇宙愛好家によってなされた。^[7]^[8]

1971年のソ連の火星3号着陸船の候補ハードウェア。予測された着陸地点は南緯45度、東経202度のプトレマイオスクレーターであった（画像：HiRISE、MRO - 2007年11月/左、2013年3月10日/右）。^[4]

参照

参考文献

^ abc "Mars 3". nssdc.gsfc.nasa.gov . NASA . 2022年11月30日閲覧。
^ アシフ・シディキ (2018)。『Beyond Earth: A Chronicle of Deep Space Exploration, 1958–2016』( PDF) (第2版)。NASA History Program Office。ISBN 9781626830431。
^ マーク・ウェイド。「火星M-71」。Encyclopedia Astronautica 。 2024年5月27日閲覧。
^ abcd Guy Webster (2013年4月11日). 「NASAの火星探査機の画像に1971年のソビエト着陸機が写っている可能性」nasa.gov.NASA . 2013年4月12日閲覧。
^ abcde VG Perminov (1999年7月)。火星への困難な道 - ソビエト連邦における火星探査の簡潔な歴史。NASA本部歴史部。pp. 34–60。ISBN 978-1-478-23479-1。
^ abc 「火星3号着陸船」nssdc.gsfc.nasa.gov . NASA .
^ “失敗したソ連の火星探査機が見つかる？” 3 News NZ 2013年4月15日。2014年2月1日時点のオリジナルよりアーカイブ。 2019年1月18日閲覧。
^ “Как мы искали Марс-3”. zelenyikot.com (ロシア語)。 2013 年 4 月 11 日。