1970年代初頭、宇宙開発競争の真っ只中にあったソビエト連邦は、赤い惑星への野心的な挑戦を開始しました。その中核を担ったのが、1971年に打ち上げられた無人探査機Mars 2です。このミッションは、軌道周回機（オービター）と着陸機（ランダー）を組み合わせた高度な構成となっており、人類が火星の表面に人工物を到達させるという歴史的な一歩を刻みました。
Key Facts
- 歴史的快挙： 着陸システムは故障したものの、人類史上初めて火星表面に到達した人工物となった。
- ミッション構成： 4MV型のオービターと、専用のランダーおよび小型ローバー（PrOP-M）で構成。
- 打ち上げ： 1971年5月19日、バイコヌール宇宙基地からプロトンKロケットにより射出。
- 科学的成果： 火星の表面温度（-110℃〜13℃）や大気圧、電離層の高度などの貴重なデータを収集。
- 不運なタイミング： 到着時に惑星規模の巨大な砂嵐が発生しており、地表観測に大きな影響が出た。
ミッションの概要と打ち上げ
Mars 2は、ソ連の火星探査プログラムの一環として、Mars 3とほぼ同一の設計で製造されました。機体はOKB-1によって開発され、総重量4,650kgの巨大な構成となっていました。打ち上げには強力なプロトンKロケットが使用され、上段のBlok Dによって火星への遷移軌道へと送り出されました。
この探査機は、火星の周回軌道に乗るためのオービターと、地表を調査するためのランダーの2つの主要コンポーネントで構成されていました。オービターには、後の金星探査機Venera 9でも採用される4MVバスが使用されていました。
オービターによる科学的探査
1971年11月27日に火星軌道への投入に成功したオービターは、近点高度1,380km、遠点高度24,940kmの楕円軌道を18時間周期で周回しました。主な目的は、地表や雲の撮影、地形の分析、大気組成の測定、そして磁場や太陽風の観測でした。
しかし、運用開始直後に予期せぬ事態に見舞われます。同時期に到達した米国のマリナー9号が報告していた通り、火星全土が未曾有の巨大な砂嵐に覆われていたのです。当時のコンピュータではプログラムの変更が不可能だったため、オービターは地表ではなく、一面の砂埃に覆われた雲の写真を撮り続けることとなりました。
それでも、1972年8月に運用を終了するまでの362回の周回を通じて、多くの成果を上げました。最高22kmに達する山脈の存在や、上層大気中の水素・酸素の検出、さらには地表の気圧が5.5〜6mbarであることなどを明らかにしました。
ランダーの構造と野心的な計画
Mars 2のランダーは、直径1.2mの球形カプセルを中心に、直径2.9mの円錐形ブレーキシールド、パラシュート、および逆噴射ロケットを備えた複雑なシステムでした。総重量1,210kgのうち、着陸カプセル本体は358kgで、内部には衝撃吸収用のフォームが充填されていました。
着陸後の展開を想定し、カプセルには4枚の三角形の「花びら」状のパネルが装備されており、これが開くことで機体を直立させ、観測機器を露出させる仕組みとなっていました。搭載された機器には、360度視界を持つ2台のテレビカメラ、大気分析用の質量分析計、風速・温度・気圧センサー、そして有機物の探索用スコップが含まれていました。
小型ローバー「PrOP-M」の構想
特筆すべきは、ランダー内部に搭載されていた重量4.5kgの小型ローバーPrOP-Mです。このローバーはスキーのような足で移動し、15mのケーブルでランダーと接続された状態で活動する計画でした。地球からの通信遅延を考慮し、金属棒を用いた自律的な障害物回避機能を備えていました。
計画では、マニピュレーターアームで地表に配置された後、1.5mごとに停止して放射線密度や土壌の硬さを測定するはずでしたが、ランダー自体の喪失により、このローバーが火星の土を踏むことはありませんでした。
運命の着陸と衝撃的な結末
1971年11月27日、オービターから分離したランダーは、秒速約6kmで火星大気に突入しました。しかし、突入角度が急すぎたためか、降下システムに不具合が発生し、パラシュートが展開しませんでした。
結果として、ランダーは制御不能のまま地表に激突しました。これにより、Mars 2は「人類が初めて火星表面に到達させた人工物」という記録を打ち立てることになりましたが、同時に機体は完全に破壊され、通信は途絶えました。衝撃地点は南緯45度、東経47度付近と推定されています。
ミッションデータまとめ
| 項目 | 詳細内容 |
|---|---|
| 打ち上げ日 | 1971年5月19日 |
| 機体質量 | 合計 4,650 kg（オービター 3,440 kg / ランダー 1,210 kg） |
| 軌道パラメータ | 近点 1,380 km / 遠点 24,940 km / 傾斜角 48.9° |
| 観測成果 | 表面温度 -110〜13℃、気圧 5.5〜6 mbar、最高標高 22kmの山脈 |
| 着陸結果 | 失敗（パラシュート未展開による激突） |
| 運用終了日 | 1972年8月22日（宣言日） |
Frequently Asked Questions
Mars 2はなぜ着陸に失敗したのですか？
大気突入時の角度が急すぎたため、降下シーケンスが正常に作動せず、パラシュートが展開しなかったことが原因と考えられています。
オービターはどのようなデータを地球に送りましたか？
火星の表面温度や大気圧、電離層の高度、上層大気の組成などの物理的データに加え、砂嵐に覆われた火星の画像を送信しました。
PrOP-Mローバーはどのような機能を持っていましたか？
スキー状の足で移動し、放射線密度計やダイナミックペネトロメーター（土壌硬度計）を用いて、地表の物理的特性を調査する設計でした。
ミッションに影響を与えた「砂嵐」とはどのようなものでしたか？
惑星全体を覆うほどの巨大な塵の嵐で、地表が完全に遮蔽されていました。これにより、予定していた詳細な地表マッピングが困難となりました。
Mars 2は現在どうなっていますか？
ランダーは激突して破壊されましたが、オービターはその後も火星の軌道上に留まっていると考えられています。
References
- "NASA - NSSDCA - Spacecraft - Details". Archived from the original on 14 May 2019. Retrieved 7 December 2018.
- See Mars 3 article in https://solarsystem.nasa.gov/resources/1060/beyond-earth-a-chronicle-of-deep-space-exploration/
- Mark Wade. "Mars M-71". Encyclopedia Astronautica. Retrieved 27 May 2024.
-
Pyle, Rod (2012). Destination Mars. . pp. 73–78. .
...Mars 2 and Mars 3. Both reached Mars shortly after Mariner 9. Unfortunately, these Soviet ships were not reprogrammable, as was the case with Mariner 9, and rather than wait out the huge, planet-wide dust storm, they proceeded to follow their programming right on schedule. Landers were dispatched from each, the first crashing and the second apparently reaching the surface intact but losing radio contact immediately. The orbiters fared little better; following their simple logic, both used up their available resources snapping images of the featureless dust clouds below.
- Perminov, V.G. (July 1999). The Difficult Road to Mars - A Brief History of Mars Exploration in the Soviet Union. NASA Headquarters History Division. pp. 34–60. .
- "Missions to Mars". .
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