| Organisation |  URSS |
|---|---|
| Programme | Mars |
| Domaine | Observation deMars |
| Autres noms | Spoutnik 23, Mars 2MV-4, 1962 Beta Nu 1, 00448 |
| Lancement | à 16:14:16 UTC ducosmodrome de Baïkonour |
| Lanceur | Molnia |
| Fin de mission | |
| Identifiant COSPAR | 1962-061A |
| Masse au lancement | 893,5 kg |
|---|
| Orbite | Orbite héliocentrique, survol de Mars le |
|---|---|
| Périapside | 0,924 ua |
| Apoapside | 1,604 ua |
| Période de révolution | 519 d |
| Inclinaison | 2,68° |
| Excentricité | 0.269 |
| Instrument 1 | Caméra |
|---|---|
| Instrument 2 | spectrographe |
| Instrument 3 | Spectroréflexomètre |
| Instrument 4 | Magnétomètre |
| Instrument 5 | Détecteur demicrométéorites |
| Instrument 6 | Détecteur de radiations à décharge gazeuse |
| Instrument 7 | Détecteur de radiations àscintillation |
Mars 1 est unesonde spatialesoviétique duProgramme Mars lancée le depuis lecosmodrome de Baïkonour. Son objectif est d'effectuer le premier survol de la planèteMars, de photographier sa surface et de recueillir des données sur son atmosphère. La sonde spatiale a été victime d'une défaillance de son système de contrôle d'attitude durant son transit vers la planète, quelques mois après son lancement, mais parvient toutefois à collecter de nombreuses données sur lemilieu interplanétaire.
EnUnion soviétique, les premières spéculations scientifiques sur le climat martien sont le fait de l'astronomeGavriil Tikhov. Celui-ci observe la planèteMars à compter des années 1930 en utilisant la lunette de l'observatoire de Poulkovo àLéningrad. Il note que la surface de Mars présente des couleurs (brun, vert et rouge) similaires à celles desrégions terrestres arctiques et en déduit que Mars présente des caractéristiques proches de ces dernières. Il observe les phénomènes qui accompagnent le cycle des saisons. À la fin de sa vie, au milieu des années 1950, il défend la thèse selon laquelle le règne végétal peut exister dans des conditions très rudes telles que celles qui doivent régner sur Mars. À l'époque, le consensus parmi les scientifiques soviétiques est que lapression atmosphérique martienne est comprise entre80 et 120 millibars (soit un dixième de celle de la Terre mais on découvrira qu'elle est en réalité de 6 millibars) permettant la présence éventuelle de végétaux grâce à la fonte saisonnière des calottes glaciaires. Les premières sondes spatiales martiennes sont conçues sur ces hypothèses. Le premieratterrisseur est ainsi développé pour des températures comprises entre−70 °C et20 °C alors que la température moyenne sera évaluée par la suite à−63 °C[1].
En 1958, peu après le lancement deSpoutnik, premiersatellite artificiel de la Terre, l'équipe d'ingénieurssoviétiques dirigée parSergueï Korolev à l'origine de cette première définit des plans ambitieux pour explorer lesystème solaire : unesonde spatiale (modèle 1M) doit être lancée dès aout 1958 versMars et une autre (modèle 1V) versVénus en. Ces projets sont stimulés par laCourse à l'espace à laquelle se livrent les États-Unis et l'Union soviétique pour des raisons plus idéologiques que scientifiques. Toutefois, les difficultés rencontrées par leprogramme Luna conduisent à repousser ce calendrier. La première sonde vénusienne est reprogrammée pour 1961 tandis qu'un nouveau lanceur, qui sera baptisé plus tardMolnia, est mis au point pour placer en orbite les sondes interplanétaires. Il comporte deux étages supérieurs dont le dernier est chargé d'injecter les sondes sur leur trajectoire interplanétaire[2].
Le lanceurMolnia, qui effectue son premier vol en 1960, peut lancer un engin spatial de 900 kg versMars. Les soviétiques utilisent cette fusée pour envoyer en 1960 deuxsondes spatiales versMars. L'objectif de ces sondes est de photographier la surface de la planète mais également d'étudier le milieu interplanétaire et ses effets sur les équipements embarqués. Mais ces deux tentatives,Marsnik 1 (A), lancé le etMarsnik 2 (B), lancé quatre jours plus tard, échouent à la suite de défaillances de leur lanceur. De nouvelles missions sont élaborées pour profiter de l'ouverture de lafenêtre de lancement suivante qui doit avoir lieu en 1962. Au printemps 1961, l'équipe de Korolev décide de développer une nouvelle famille de sondes spatiales, baptisées 2MV (MV pour Mars Venera) destinées à être lancées vers Mars et Vénus. Quatre versions doivent être développées pour remplir les missions envisagées (survol, atterrissage) vers Mars et Vénus. Par rapport à la génération précédente, la série 2MV se distingue notamment par les améliorations apportées au système de télécommunications (plus grand nombre d'émetteurs, système de pointage de l'antenne) et par uncontrôle thermique actif : descaloducs remplacent un système passif basé sur despersiennes.
Durant la préparation de la mission de Mars 1, la tension entre lesÉtats-Unis et l'Union soviétique est à son comble car lacrise des missiles de Cuba est en cours. Le lancement d'une première sonde martienne le est un échec et une pluie de débris retombe en direction du territoire canadien et américain. Dans le contexte très tendu de l'époque, le système d'alerte américain interprète initialement le phénomène comme une attaque nucléaire avant que l'origine des échos radar ne soit identifiée. Cinq heures avant le lancement de Mars 1, les autorités soviétiques font exploser dans l'espace à titre expérimental une bombe nucléaire de 300 kilotonnes pour étudier les conséquences de son impulsion électromagnétique[3].
Lors du lancement deMars 1, aucune sonde, qu'elle soit américaine ou soviétique, n'est encore parvenue à survoler Mars.Mars 1 est lancée le depuis lecosmodrome de Baïkonour par unefusée de typeMolnia. La sonde spatiale est tout d'abord placée sur une orbite terrestre de 199/299 km, inclinée à 65° et décrite en 90 minutes. Puis l'étage supérieur du lanceur resté solidaire deMars 1 est rallumé pour l'injection sur une trajectoire de transit vers Mars. La sonde spatiale se trouve désormais sur uneorbite héliocentrique 138/240 millions de kilomètres, inclinée à 2,7 ° par rapport au plan de l'écliptique et décrite en 519 jours[4]. Mais peu après son lancement, les contrôleurs au sol constatent, en analysant les signaux de télémétrie, que le réservoir d'azote fuit rendant impossible le maintien de l'orientation de Mars 1. Cinq jours après cette découverte, le réservoir d'azote est pratiquement vide et les contrôleurs utilisent le gaz restant pour mettre en rotation la sonde spatiale à 6 tours par minute afin de la stabiliser. Mais dans cette configuration, la correction de trajectoire prévue à mi-chemin n'est plus possible. La sonde spatiale ne peut passer qu'à grande distance de Mars et sa caméra du fait du mouvement de rotation devient inutilisable. Néanmoins, la sonde spatiale parvient à recueillir des données scientifiques de valeur durant les premiers jours sur le milieu interplanétaire (champ magnétique,vent solaire) à proximité de la Terre ainsi que sur les flux des micrométéorites associés au passage desTaurides. La station terrestre parvient à communiquer périodiquement avec la sonde spatiale totalisant 61 sessions. Toutefois, le, alors queMars 1 se trouve à 106 760 000 kilomètres de laTerre, les ingénieurs sur Terre ne parviennent plus à reprendre contact avec la sonde spatiale. L'origine de cette panne, qui met fin à la mission, est sans doute liée à un changement d'orientation, ne permettant plus le pointage de l'antenne vers la Terre. La sonde passe au plus près deMars le, à une distance évaluée à environ 193 000 kilomètres, après quoi elle poursuit sa route sur son orbite héliocentrique entre 148 millions kilomètres et 250 millions kilomètres[5].
Mars 1 a la forme d'uncylindre de un mètre de diamètre pour 3,3 mètres de long. Sa masse est de 893,5 kg. Lorsque sespanneaux solaires sont déployés, son envergure atteint quatre mètres. La sonde spatiale comprend trois sous-ensembles. Un cylindre pressurisé de 2,1 mètres de long pour un 1,1 mètre de diamètre, laplateforme, regroupe toutes les servitudes (guidage, énergie, régulation thermique, contrôle d'orientation...). À une extrémité se trouve le module de propulsion composé d'unmoteur-fusée KDU-414 développé par le bureau d'étude d'Isaïev brulant un mélange d'UDMH et d'acide nitrique et capable de délivrer unepoussée de 2kilonewtons durant 40 secondes. Ce moteur devait être utilisé pour la correction à mi-course. À l'autre extrémité se trouve un module long de 60 cm hébergeant lacharge utile constituée pour cette mission par l'instrumentation scientifique. Deux panneaux solaires d'une superficie de 2,6 m2 sont fixés de part et d'autre du compartiment central. Ils fournissent l'énergie nécessaire à la mission qui est stockée dans unaccumulateur nickel-cadmium de 42 ampères-heures. À l'extrémité des panneaux se trouvent fixés des radiateurs de forme hémisphérique. Sur une des faces du compartiment central (entre les panneaux solaires) est fixée l'antenne parabolique grandgain de 1,7 mètre de diamètre composée d'une partie fixe et d'une partie déployable[6].
La face opposée du compartiment central accueille lesviseurs d'étoiles et d'autres senseurs utilisés pour lecontrôle d'attitude. La sonde eststabilisée 3 axes et utilise pour corriger son orientation des petitsmoteurs à gaz froid (azote) et quatreroues de réaction. Le système d'orientation est utilisé pour maintenir l'incidence des rayons du Soleil à moins de 10° de la direction optimale et pour orienter l'antenne parabolique durant les sessions de communication avec la Terre. Les télécommunications sont assurées par trois émetteurs fonctionnant dans trois longueurs d'onde différentes. Les signaux sont émis en utilisant l'antenne parabolique grand gain ainsi qu'une antenne semi-directionnelle fixée sur un des radiateurs. Deux antennes omnidirectionnelles fixées au sommet des panneaux solaires peuvent être utilisées en secours[5]. Les liaisons radio sont assurées par une station terrestre construite spécifiquement pour les missions interplanétaires àEvpatoria, enCrimée. Larégulation thermique est assurée par deuxcaloducs qui échangent la chaleur ou le froid excédentaire dans les radiateurs hémisphériques fixés à l'extrémité despanneaux solaires[6].
Lacharge utile comprend à la fois des instruments pour étudier le milieu interplanétaire et des instruments destinés à observer Mars durant son survol.
Trois appareils devaient permettre d'étudier l'atmosphère et la surface de Mars :
Les autres instruments étaient :
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Mars 1 a détecté unemicrométéorite toutes les deux minutes à une altitude comprise de6 000 à 40 000 kilomètres. Cette intensité était liée à la traversée des débris associés à lacomète de Encke. Une densité équivalente a été mesurée par les instruments de la sonde spatiale à une distance de 20 à 40 millions de kilomètres de la Terre également liée à cette activité. L'intensité duchamp magnétique dans l'espace interplanétaire a été évaluée entre 3 et 4nanoteslas avec des pics plus élevés allant de 6 à 9 nanoteslas. Les caractéristiques duvent solaire ont été mesurées entre laTerre etMars. L'étude desrayons cosmiques a démontré que leur intensité avait presque doublé depuis 1959 date à laquelle l'activité solaire était à son pic de son cycle de 11 ans. Très peu de sondes spatiales avaient quitté l'orbite spatiale à l'époque et fourni des indications sur le milieu interplanétaire : les instruments deMars 1 ont apporté une contribution scientifique notable[1].
| Survols | |
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| Orbiteurs | |
| Atterrisseurs | |
| Lancements échoués | |
| ¹ La mission Zond 2 est également listée, de par sa proximité avec les objectifs du programme Mars. | |
| Lanceurs | |||||||||||||||
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| Étages supérieurs | |||||||||||||||
| Missions habitées |
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| Satellites scientifiques |
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| Satellites d'application |
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| Satellites militaires |
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| Centres de lancement | |||||||||||||||
| Établissements | |||||||||||||||
| Projet annulés | |||||||||||||||
| Projets en cours | |||||||||||||||
| Programmes | |||||||||||||||
