Автоматическая межпланетная станция

АМС «Луна-1», первой в мире достигшая второй космической скорости и покинувшая зону притяжения Земли^[1]

Автоматическая межпланетная станция (АМС) — беспилотный космический аппарат, предназначенный для полёта в межпланетном космическом пространстве (не по геоцентрической орбите) с выполнением различных поставленных задач.

В то время как стран, имеющих околоземные спутники — несколько десятков, сложные технологии межпланетных станций освоили всего несколько стран — СССР, США, страны Европы — члены ЕКА, Япония, Индия, Китай. При этом к Марсу, Венере и кометам отправляли АМС только первые пять, к астероидам — только США, Европа и Япония, к Меркурию, Урану и Нептуну — только США, к Юпитеру и Сатурну — США, из них две АМС с участием ESA.

Ввиду значительной стоимости и высокой сложности межпланетных перелётов большие перспективы имеют международные проекты в этой области. К примеру, зонд нового поколения для исследования системы Юпитера планируется при совместном участии NASA, ESA, Роскосмоса и JAXA.

Задачи

АМС обычно предназначается для выполнения комплекса задач, начиная научно-исследовательскими проектами, и заканчивая политическими демонстрациями. Типичными объектами для исследовательских задач являются другие планеты, их естественные спутники, кометы и другие объекты Солнечной системы. При этом обычно производится фотографирование, сканирование рельефа; измеряются текущие параметры магнитного поля, радиации, температуры; химический состав атмосферы другой планеты, грунта и космического пространства вблизи планеты; проверяются сейсмические характеристики планеты.

Связь

Накопленные измерения периодически передаются на Землю с помощью радиосвязи. Большинство АМС имеют двунаправленную радиосвязь с Землёй, что даёт возможность использовать их как дистанционно управляемые приборы. В данный момент в качестве канала для передачи данных используют частоты в радиодиапазоне. Исследуются перспективы применения лазеров для межпланетной связи. Большие расстояния создают существенные задержки при обмене данными, поэтому степень автоматизации АМС стремятся максимально увеличить.

Конструкция

АМС могут обладать различной конструкцией, но обычно они имеют множество схожих особенностей.

Источниками электроэнергии на борту АМС обычно являются солнечные батареи или радиоизотопные термоэлектрические генераторы. Запас электроэнергии на случай возможных перебоев обеспечивает специальная аккумуляторная батарея. В приборном отсеке поддерживается температура, достаточная для нормального функционирования всех находящихся там устройств. Бортовая астроинерциальная навигационная система состоит из инерциальных датчиков, астрокорректора; совместно с наземными службами она определяет угловую ориентацию в пространстве и координаты. Для управления ориентацией в пространстве АМС использует гиродины, корректирующие ракетные двигатели. Для ускорения или торможения во время крейсерского полёта используются ракетные двигатели, а в последнее время — электрические ракетные двигатели.

Для радиосвязи используются преимущественно параболические и фазированные антенны, работающие на гигагерцовых частотах. Крупные АМС зачастую имеют разделяющуюся конструкцию. Например, по прибытии к планете назначения от АМС может отделяться спускаемый аппарат, который обеспечивает мягкую посадку неподвижной планетарной станции или планетохода либо обеспечивает размещение в атмосфере аэростата с научной аппаратурой^[2], а оставшаяся на орбите спутника планеты часть АМС-орбитальная станция может выполнять функции радио ретранслятора.

История

Первой автоматической межпланетной станцией была «Луна-1», пролетевшая вблизи Луны. Наиболее известными^{[источник не указан 960 дней]} АМС являются аппараты серий «Вояджер», «Венера», «Луна», «Маринер», «Пионер», «Викинг», «Вега», а также аппараты «Галилео», «Кассини», «Новые горизонты».

Рекорд по длительности работы показал «Вояджер-2» запущенный в 1977 году.

Новым этапом в развитии АМС является применение ионных и плазменных электроракетных двигателей. Пример тому — миссия Dawn, исследующая пояс астероидов.

• Автоматические межпланетные станции
• 

  «Маринер-9»

• 

  «Вояджер-2» в космосе (рисунок)

• 

  «Кассини-Гюйгенс» выходит на орбиту Сатурна (рисунок)

• 

  «Дип Импакт» у кометы Темпеля (рисунок)

• 

  «Розетта» и «Филы» у кометы Чурюмова — Герасименко (рисунок)

• 

  «Новые горизонты» в системе Плутон—Харон (рисунок)

• 

  «Юнона» на орбите Юпитера (рисунок)

Траектории межпланетных перелетов

После того, как зонд покинул окрестности Земли, его траектория примет вид орбиты вокруг Солнца, близкой к орбите Земли. Добираться до другой планеты с энергетической точки зрения целесообразнее по эллиптической гомановской траектории, причём наибольшей экономии топлива позволяет достичь метод т. н. «гравитационной пращи» — дополнительного разгона КА в гравитационном поле промежуточных на маршруте планет. Это позволяет взять на борт меньше топлива, а значит, больше оборудования, однако такой манёвр доступен далеко не всегда.

Для высокоточных измерений с Земли траектории автоматической межпланетной станции используют несколько наземных станций и метод радиоинтерферометрии со сверхдлинной базой. Кроме того, используется радиоизлучение близкого к направлению на АМС квазара, поскольку квазары, ввиду большой удалённости, в отличие от звёзд, выглядят практически неподвижными. Например, для определения параметров траектории АМС «Экзомарс-2016» использовалось радиоизлучение квазара P1514-24^[3].

См. также

• Список межпланетных космических аппаратов

Примечания

Ссылки

• Chronology of Lunar and Planetary Exploration на сайте NASA
• АМС ESA
• Все АМС НАСА
• Текущие АМС
• Иллюстрация, показывающая все АМС, запущенные к 2009 году (недоступная ссылка)
• АМС Роскосмоса

В этой статье не хватает ссылок на источники информации. Информация должна быть проверяема, иначе она может быть поставлена под сомнение и удалена. Вы можете отредактировать эту статью, добавив ссылки на авторитетные источники. Эта отметка установлена 12 мая 2011 года.