<5월 19일> 1971년 5월 19일 - 소비에트 연방의 화성탐사선 마스 2호 발사

<출처: yarplaneta.ru>

- 마스 2호(Mars 2) 는 1970년대 소비에트 연방(이하 소련)에 의해서 행해진 마스 계획에 의해 개발, 발사된 무인 탐사선이다. 마스 2호와 마스 3호의 미션은 각각 오비터(orbiter, 궤도선)과 랜더(lander, 착륙선)로 구성된 같은 구조의 2대 탐사기로 이루어졌으며, 프로톤 로켓(UR-500)의 블록 D상단 스테이지에서 발사됐다. 마스 2호는 최초로 인류가 화성 표면에 도달시킨 탐사선이다.

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- 발사 날짜: 1971년 5월 19일 16:22:44 UTC

- 발사 질량(연료 포함): 합계: 4,650 kg (궤도선: 3,440, kg 착륙선: 1,210 kg) 건조 질량: 2,265 kg)

- 크기: 높이 4.1m, 폭 2m(태양 전지 전개 시에는 5.9m)

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궤도선은 강하 모듈을 분리한 후에 엔진을 분사하고 고도 1,380 x 24,940km, 궤도 주기 18시간, 궤도 경사각 48.9°의 화성 주회 궤도에 들어섰다. 통상 과학 기기는 근점을 통과하는 30분 동안만 실행되었다.

궤도선의 주요 목적은 화성의 지표와 구름 촬영, 온도 측정, 지형 및 지표의 조성·물리적 특징 연구, 대기 조성 측정, 태양풍 및 행성 간의 자기장·화성의 자기장 모니터, 또한 착륙선에서 지구 전송의 중계도 목적이었다.

궤도선이 화성에 도달했을 때, 우연히 화성에서는 매우 큰 모래 폭풍이 발생하고 있어 임무수행에 악영향을 미쳤다. 한편, 1971년 11월 14일 마스 2호·3호가 화성에 도착하기 2주 전에 미국의 마리나 9호가 화성 궤도에 들어섰는데, 이때 화성의 대기는 지금까지 관측된 것 중에서 가장 큰 폭풍으로 두텁게 뒤덮여서 과학자들을 놀라게 했다. 

<출처: earth-chronicles.ru>

지표는 완전히 숨겨져 있었다. 마스 2호, 3호의 컴퓨터를 다시 프로그램할 순 없었기 때문에 인공위성은 의도한 지표의 맵핑이 아니라 특징 없는 먼지 구름만 촬영하는 데 데이터 자원의 대부분을 할애했다.

마스 2호는 1971년 12월부터 1972년 3월에 대량의 데이터를 보내주었고, 전송은 8월까지 이어졌다. 그뒤 1972년 8월 22일, 화성을 362바퀴를 돈 마스 2호와 마스 3호가 임무를 마친 것으로 밝혀졌다. 촬영한 화상은 마스 3호와 함께 60장에 이르렀으며, 얻은 화상이나 데이터로 여러 정보를 얻을 수 있었다.

높이 22km의 산(올림푸스산), 상층 대기 중의 수소와 산소 원자, 표면 온도가 -110℃에서 +13℃인 것, 표면 기압이 5.5에서 6mb인 것, 대기 중의 수증기의 밀도는 지구의 약 5000분의 1, 전리권의 바닥은 고도 80~110km에서 시작되는 것, 모래 폭풍이 고도 7km에 달하는 것 등을 밝혔다. 이 영상과 데이터에 의한 화성 표면의 삼차원 지도를 만들 수 있었고, 화성 중력과 자기장에 관한 정보도 얻을 수 있었다.

<출처: 위키백과>

마스 2호의 착륙선은 탑재된 컴퓨터의 시스템 문제로 1971년 11월 27일에 좋지 않은 상태로 화성 대기권에 돌입했다. 착륙 시스템은 정상적으로 움직이지 않았고, 남위 45°, 서경 313°에 충돌한 것으로 추측되었지만 정확한 위치는 알려지지 않았다.

마스 2호의 하강 모듈은 추진 시스템과는 반대쪽인 궤도선 쪽에 설치됐다. 지름 1.2m의 구형의 착륙 캡슐과 지름 2.9m의 원추형의 공력 브레이크 실드, 낙하산과 역추진 로켓으로 구성되어 있었다.

강하 모듈 전체는 연료를 포함한 1,210kg의 질량으로, 구형의 착륙 캡슐의 질량은 그중 358kg이었다. 자세제어는 가스 마이크로 엔진과 가압질소 용기로 구성된 자동제어시스템으로 이뤄졌다. 제어에는 원뿔 바깥쪽에 설치된 4개의 화약 엔진을 사용하였다.

<출처: naked-science.ru>

주,보조 낙하산, 착륙을 위한 엔진, 레이더 고도계가 착륙선의 맨 꼭대기에 설치돼 있었다. 강하 모듈의 충격을 흡수하기 위해서 발포체가 이용되었으며, 착륙 캡슐에는 착륙 후에 열리는 4장의 삼각형 밸브가 붙어 있었다.

착륙선에는 360도 촬영할 수 있는 2대의 텔레비전 카메라, 대기의 조성을 분석하는 질량 분석 장치, 기온, 기압, 바람의 센서, 생명의 흔적인 유기물을 탐색하기 위한 삽을 탑재한 토양의 물리적, 화학적 성질을 측정하는 장치가 탑재되어 있었다. 또 소련의 국장기도 싣고 있었다.

구체의 상부에서 불쑥 튀어나온 4개의 안테나는 탑재된 무전기로 궤도선과 통신을 했다. 장치는 분리 전 궤도선으로 충전된 배터리로 가동되었고 온도제어는 단열재와 라디에이터에 의해 유지되었으며, 화성의 환경오염을 막기 위해 착륙 캡슐은 지구에서 발사 전에 살균했다.

<출처: 위키백과>

마스 3호의 착륙선은 4.5kg의 작은 마스로버를 탑재했다. 마스로버는 15m의 케이블로 착륙선과 연결되어서 스키로 이동하는 것이었다. 지구에서 원격 조작하기에는 너무 멀었기 때문에, 자동으로 장애를 피하고자 2개의 작은 금속 막대기가 이용되었다. 로버에는 경도계와 방사밀도계가 탑재되었다.

Prop-M 로버의 주된 프레임은 중앙에 작은 돌출 부위를 갖춘 네모난 상자다. 프레임은 양쪽에서 뻗어 2개의 넓은 스키로 유지되었고 땅에서 상자 전면에는 장애물 검지용 막대가 설치됐다.

로버는 착륙 후에 암(Arm)으로 땅에 내릴 수 있도록 설계되었으며, 텔레비전 카메라가 시야 내를 1.5m마다 측정 하므로 멈춰 서면서 돌아다닐 예정이었다. 화성 모래에 남겨지는 운동의 궤적은 화성의 토양 성질을 알기 위해서 기록됐다. 하지만 착륙선 자체가 착륙에 실패했기 때문에 로버가 전개되는 일은 없었다.

마스 2호의 하강 모듈은 1971년 11월 27일, 화성에 도착한 지 4.5시간 만에 방출되었다. 하강 모듈은 약 6km/s의 속도로 화성 대기권에 진입한 후 고장 났다. 강하는 계획대로 되지 않았고, 낙하산은 열리지 않아서 그대로 하강 모듈은 화성 표면에 충돌하였고 착륙선의 임무 수행은 실패로 끝났다.