作者 LM-51D-YZ4D2

1.1 苏联解体后的俄罗斯深空项目.

前苏联原计划在两次火卫一探测计划之后进行火星地表研究项目，计划于1992年发射。后来因为资金问题推迟到了1994年。该计划需要在1994年发射两个轨道器，每一个都会携带 火星悬浮气球 并且向火星表面发送 小型着陆器 。随后1996年的第二个窗口期内计划向火星发射另外两个轨道器，并且部署 火星表面巡视器 。最后在1998年发射 火星采样返回任务 。

后来经过计划修改，计划被调整为1994年发射一个携带小型着陆器和穿透器的轨道器，1996年发射第二个轨道器，配备一个火星气球和一个巡视器。按照计划，它们分别被称为火星-94（Марс-94）和火星-96（Марс-96）。

火星-96探测器执行MTI插入点火的效果图

1991.12.25，苏联解体 。随着新生的俄罗斯陷入经济危机，资金匮乏，1994年的计划被推迟到了1996年，而1996年的计划被推迟到1998年（所以原Марс-94变成了Марс-96，同理原Mapc-96变成了Mapc-98）。

这就是俄罗斯第一次深空探测工程：火星-96（编号 M1 520 ）

1.2 从火卫一探测工程到火星96.

随后IKI内部出现了是否在1992年复现两次火卫一任务亦或设计一个新任务的争论。

在两次火卫一探测计划进行的同时，后续计划已经开发，并且被命名为“哥伦布”。计划分别在1992和1994年发射火星巡视器。但是到了1989年，苏联政府没有足够资金来支持项目，于是计划被推迟。改为1994年发射——正如1.1中提到的。1994年任务的第一笔研发资金在1990年4月到位，并且法德同意提供等价于1.2亿美元的研发支持。

在1984年发射的两个织女星多目标探测器任务中，都携带了前苏联和法国联合研制的两个 金星悬浮气球探测器 。这两个气球探测器取得了极大成功，于是前苏联计划在火星探测器上也部署这种气球探测器。

同样的，一种新型巡视器的也将用于该任务。该巡视器设计质量达到 200kg ，配备有RTG电源，极速可以达到 500m/h ，设计寿命 1-1.5个火星年 ，设计漫游行程 500km 。

按照计划，该巡视器配备有以下科学研究设备：

• 4个全景摄像机，可以拍摄火星全景图像

• 一个用于大气分析的4级质谱仪

• 一个激光悬浮微粒光谱仪

• 一个地表分析用可见光-红外光谱仪

• 用于揭示土壤磁属性的若干个磁体

• 一个用于探测地层结构的无线电探测器，最大探测深度达到150m

• 一个气象探测器

• 一个机械臂，用于采集样本，带有土壤观测摄像机，两个光谱仪（其中一个用于分析土壤含铁矿物）和一个气体分析仪用于确定痕量气体。

原计划的火星-94，包括一个气球和一个巡视器

然而，由于资金问题，这两个令人激动的探测器被推迟到原计划的1996年，并且降低1994年任务的复杂度——当时计划仅携带一个类似Mapc-3的着陆器的缩小版着陆器和沃尔纳德斯基研究所提供的新型穿透器。

然而，苏联解体后带来的经济衰退导致俄罗斯航天局（RSA）得不到足够的研发资金，担心1994年计划的发射不够顺利的RSA于是将其推迟到1996年发射，而1996年计划被推迟到1998年发射。RSA将其优先级提到最高，提供了全力支持——如果不是要承担国际义务和西方资金的介入 该计划原本可能被取消。

但是因为经济低迷，俄罗斯政府还是不能提供承诺的全部资金。RSA从低优先级任务中抽调了一部分资金，西方合作方又提供了1.8亿美元的资金。到1996年初期，RSA已经欠债8000万卢布，为了完成火星-96的最终整合和测试。

最终，历尽艰难之后，装载着火星-96探测器和Fragat ADU的Proton K-Blok D-2火箭推到了发射台。并于 1996年11月16日 拜科努尔当地时间 20：48：53 发射升空。

2.1 火星-96的任务目标.

火星-96探测器由六个部分组成：火星-96轨道器主体，两个微型火星着陆器，两个穿透器和Fregat ADU。 计划进行对火星当前状态和过去演变的全面研究，包括研究大气、地表及内部的物理和化学过程。

2.2 火星-96的任务序列和机动/着陆计划.

火星-96采用类似两个火卫一探测器的发射任务序列：由Proton K-Blok D-2火箭将火星-96探测器送入大椭圆轨道，Blok D分离后Fregat ADU点火将探测器送入地火转移轨道。最优发射时间是1996.11.16。

10个月巡航后，1997年9月，Fregat ADU执行MOI（Mars Orbit Inject，火星轨道插入），随后抛弃ADU。

在执行MOI前4-5天，两个微型着陆器会与主体分离并转入 12rpm 的自旋稳定。随后ADU进行一次偏移机动拉正近火点。俄罗斯人为两个着陆器选择了三个着陆区：41.31 N，153.77 W的阿卡狄亚，32.48 N，163.32 的亚马逊。备用着陆点则位于3.65 N，193 W。

MOI后火星-96轨道器会进入 500km 52000km ，倾角 106.4 的环火星轨道，并且逐步降低到周期为 43.09 小时的7：4火星周期轨道。近地点为300km。

两个穿透器会在抵达预定轨道后7-28天内部署，设计落点是阿卡狄亚和乌托邦平原。它们会进入75rpm的自旋稳定，分离后使用减速火箭再入。两个穿透器分离后ADU被抛弃，轨道器使用一个小的发动机进行轨道维持。一个穿透器会部署在一个着陆器附近，另一个则会部署至少差90 的位置，来为测震仪提供良好的基线。

轨道器设计寿命为1个火星年。每个月进行一次1-2m/s的轨道修正。

2.3 火星-96探测器的布局.

火星-96探测器布局类似两个火卫一探测器，轨道器在上，Fregat ADU在下。两个着陆器位于轨道器上方，而两个穿透器被布置在Fregat ADU上。

火星-96探测器三视图

探测器高 3.5m ，宽 2.7m ，在太阳能板展开后宽度为 11.5m 。

发射质量： 6824kg

轨道器干质量：2614kg

穿透器：88kg 2

着陆器：120.5kg 2

连接机构：283kg

ADU干质量：490kg

燃料：2832kg

姿控肼：188千克

3.1 火星-96轨道器的科学仪器及使命.

火星-96轨道器基于火卫一探测器的轨道器研发，仍然使用加压平台。计算机和用于科学研究的大多数航天电子设备、热调节设备、通信设备、电池和电子设备被固定在环形加压平台上。加压平台之上是一个扁平的甲板，安装了太阳能电池板，两个着陆器进入系统和仪器。太阳能电池上还安装有低增益天线和姿控系统。

环形加压平台上安装有一对扫描平台（一个三轴 TPS 和一个双轴 PAIS ），可以精确调整摄像机和光谱仪的方向。结构一侧安装高增益天线，另一侧安装中增益天线。高增益天线不能控制指向，设计对地通信码速率为 130kbps 。热控、导航及星敏感器也安装在环形加压平台之上。

因为火卫一探测器的前车之鉴，西方表示对它的计算机不信任并且由欧洲方提供了新的，更加强大的导航计算机。

火星-96轨道器有12个用于研究火星大气和地表的仪器，7个用于研究等离子体、场、颗粒和电离层成分的仪器，以及5个进行太阳和天体物理研究的仪器。它们位于两个扫描平台（TPS和PAIS）和太阳能电池板上。ARGOS包和导航摄像机位于TPS上，而SPICAM、EVRIS、PHOTON

位于PAIS上。

研究火星大气和地表的仪器：

• ARGOS HRSC多功能立体高分辨率电视摄像机 （德国［西德］-俄罗斯）

• ARGOS WAOSS广角立体电视摄像机 （德国［东德］-俄罗斯）

• ARGOS OMEGA可见光和红外绘图光谱仪 （德国-俄罗斯）

• FPS行星红外傅立叶光谱仪 （意大利-俄罗斯-波兰-法国-德国-西班牙）

• TERMOSKAN绘图辐射计 （俄罗斯）

• SYET高分辨率绘图分光光度计 （俄罗斯-美国）

• SPICAM多通道光学光谱仪 （比利时-法国-俄罗斯）

• UVS-M紫外分光光度计 （俄罗斯-德国-法国）

• LWR长波雷达 （俄罗斯-德国-美国-奥地利）

• PHOTON伽马射线光谱仪 （俄罗斯）

• NEUTRON-S中子光谱仪 （俄罗斯）

• MAK四级质谱仪 （俄罗斯-芬兰）

HRSC由西德提供，WAOSS由东德提供，后来二者整合至统一项目之中。ARGOS包中每个仪器都是一个推扫式扫描器，采用 5184 像素的CCD平行线性阵列。窄角摄像机有9个阵列，用于 多光谱、光度测量和立体成像 ，分辨率 12m 。广角摄像机拥有3个阵列，用于 立体成像 ，分辨率 100m 。

TPS平台拥有一个称为 MORION-S 的机载处理单元，重 25.3kg ，包括一个重 21kg ，和ESA合作制造的固态内存系统。容量为 1.5GB ，用于降低传输要求。同时TPS上还有一个重 23.7kg 的OMEGA，用于 测量大气成分和绘制地表成分。

重 28kg 的TERMOSKAN用于 测量风化层的热属性 。

12kg 的SVET用来 分析地表和悬浮微粒的光谱 。

20kg 的PHOTON用于 绘制地表元素成分 。

8kg 的NEUTRON-S用来 确定冰和水的丰度 。

35kg 的LWR用于 探测近地表层，衡量垂直结构和冰沉淀 。也可以 测量电离层中的电子分布，以及电离层与太阳风的相互作用 。

25.6kg 的FPS用于 绘制二氧化碳分布图，并测量大气温度，风和悬浮颗粒 。

46kg 的SPICAM 利用太阳和恒星掩星数据来得到水蒸气、臭氧、氧和一氧化碳的垂直分布图 。

9.5kg 的UYS-M用来 绘制火星上层大气中的原子氢、氘、氧和氦及其星际介质结构图 。

10kg 的MAK用来 测量上层大气中的离子和中子的成分和分布

研究等离子体、场、颗粒和电离层成分的仪器：

• ASPERA-C能量-质量离子光谱仪和中子粒子成像器 （瑞典-俄罗斯-芬兰-波兰-美国-挪威-德国）

• FONEMA快速全向非扫描能量-质量离子分析仪 （英国-俄罗斯-捷克-法国-爱尔兰）

• DYMIO全向电离层能量-质量离子分析仪 （法国-俄罗斯-德国-美国）

• MARIPROB电离层等离子体光谱仪 （奥地利-比利时-保加利亚-捷克-德国-匈牙利-爱尔兰-俄罗斯-美国）

• MARENF电子分析仪和磁力计 （奥地利-比利时-法国-德国-英国-匈牙利-爱尔兰-俄罗斯-美国）

• ELISMA等离子体波仪表 （法国-保加利亚-英国-欧洲空间局-波兰-俄罗斯-乌克兰）

• SLED-2低能带电粒子光谱仪 （爱尔兰-捷克-德国-匈牙利-俄罗斯-斯洛伐克）

12.2kg 的ASPERA用来 测量离子和快速中性粒子的能量分布 。

10.7kg 的FONEMA用来 测量上层大气等离子体的动态和结构 。

7.9kg 的MARIPROB和7.2kg的DYMIO用于为以上仪器 提供数据补充 。

12.2kg 的MARENF可以 分析等离子体电子 ，其携带的两个磁通量磁力仪可以用来 测量星际间及火星轨道内的磁场 。

12kg 的ELISMA用来 测量火星环境中的等离子体波 ，其配备有3个朗缪尔探测器和3个搜索线圈磁力仪。

3.3kg 的SLED-2用来 在星际航行及火星环境中测量低能宇宙射线 。

进行太阳和天体物理研究的仪器：

• PGS精密伽马射线光谱仪 （俄罗斯-美国）

• LILAS-2宇宙和太阳伽马射线暴光谱仪 （俄罗斯-法国）

• EYRIS恒星振荡光度计 （法国-俄罗斯-奥地利）

• SOYA太阳振荡光度计 （乌克兰-俄罗斯-法国-瑞士）

• RADIUS-M辐射剂量监控器 （俄罗斯-保加利亚-希腊-美国-法国-捷克-斯洛伐克）

25.6kg 的PGS用于 在星际航行期间测量太阳耀斑 ，然后 在火星轨道上测量伽马射线辐射 。

5kg 的LILAS-2用于和地球轨道上的若干航天器和Ulysses探测器共同 进行太空伽马射线暴定位 。另外还计划 通过火星掩星观测来研究其天体来源 。

1kg 的SOYA和 7.4kg 的EVRIS光度计分别用来进行 日震和天体震动测量 。

RADIUS-M用于 获取未来载人登陆火星计划的相关数据 。

3.2 火星-96着陆器的科学仪器及使命.

两个着陆器或者说“小型站”被安装在火星-96顶端，类似M-71和M-73（Mapc-2和Mapc-3）的着陆器。只不过要小的多。

火星-96着陆器地面试验

着陆器尺寸：

直径：60cm

质量：30.6kg

有效载荷：8kg

进入器总质量：120.5kg

前为“小型站”，左后为火卫一-2的DAS小型着陆器，右侧为原计划携带的火星巡视器

着陆器在MOI前4-5天分离，在100km高度开始进入火星大气，速度为 5.75kmps ，进入角为 11 -21 。开始EDL后大约180s，在19-44km高度，200-320m/s的速度下展开降落伞。10s后抛弃减速伞，通过一个130m的线束展开着陆器。在大约4-18km高度，20-40m/s的速度下着陆器气囊充气，来承受20m/s的着陆速度。着陆器撞击地表瞬间降落伞被切断，并且开始翻滚至停止。然后气囊从接缝处裂开并且被分离。随后着陆器4个三瓣式结构展开，其中三个可以通过弹簧把仪器部署到较远的地方。

每个着陆器配备有两个咖啡杯大小的RTG，每个RTG可以提供220mW的功率。对环绕器上行码速率2kbps，下行码速率8kbps，轨道器提供UHF中继。为度过火星夜晚，着陆器配备有8.5W的加热器，设计寿命为1个火星年。

着陆器配备科学仪器：

EDL阶段：

• DESCAM下降成像器 （法国-芬兰-俄罗斯）

• DPI三轴加速计及用于温度和压力测量的传感器 （俄罗斯）

着陆后：

• PANCAM中央桅杆全景摄像机 （俄罗斯-法国-芬兰）

• MIS中央桅杆气象仪表系统 （芬兰-法国-俄罗斯）

• OPTIMISM测震仪、磁力计和倾角仪 （法国-德国-俄罗斯）

• APXα粒子、质子和X射线光谱仪 （德国-俄罗斯-美国）

• MOX氧化剂传感器 （美国-俄罗斯）

“小型站”的科学仪器布局

DESCAM用于在着陆器底部拍摄图像来为着陆后的全景拍摄提供背景。它带有一个 400 500 像素的CCD，在气囊分离的同时被抛弃。

DPI用于使用其配备的加速计、温度及压力传感器来测量EDL期间的温度，压力和密度分布图及着陆动态情况。

PAMCAM可以提供 6000 1024像素 的 360 60 全景图。

MIS气象包被安装在可展开桅杆上方，用于测量火星表面的温度、压力、湿度、风和光学深度。其中的ODS光学传感器能够在270、350和550nm三个窄波段以及250-750nm的宽波段下可以测量天顶处的直射太阳光和散射光。DPI用于测量温度和地表风速。APX自重仅0.85kg，用于研究氧化剂，来验证Viking探测器着陆器所做的推断： 火星土壤富含氧化剂，不利于生命存活 。

3.3 火星-96穿透器的科学仪器及使命.

穿透器由沃尔纳德斯基研究所研制。被安装在ADU侧面。用来穿透火星土壤并且进行科学研究。

火星-96携带的穿透器设想图

穿透器尺寸：

前体直径12cm

后体直径17cm

漏斗状尾部最大78cm

长2.0m

总重88kg

穿透器自重45kg

有效载荷4.5kg

火星-96的穿透器

穿透器与ADU分离后，一个固体火箭会在远火点进行30m/s的减速，随后被抛弃。穿透器以75rpm的速度自旋稳定，随后给其柔性防热减速系统第一阶段充气。在分离后21.5h进行EDL，速度为 4.6-4.9kmps ，进入角为 12 。随后给柔性防热减速系统第二阶段充气使其充分展开，EDL开始后6min，穿透器会以约 75m/s 的速度撞击火星表面，并且通过一个储液罐来吸收约 500G 的冲击。穿透器前体会与后体分离并且钻入地下约 6m ，后体则刚好卡在火星表面，二者通过线圈型电缆连接。随后，后体桅杆展开，部署实验仪器。

火星-96部署穿透器

穿透器对环绕器码速率为8kbps，其通过一个0.5W的RTG和150W•h的锂电池供电，设计寿命为1火星年。

穿透器携带的科学仪器：

地表以上后体：

• TVS电视摄像机 （俄罗斯）

• MEKOM气象传感器 （俄罗斯-芬兰-美国）

• IMAP-6磁力仪 （俄罗斯-保加利亚）

地表以下后体：

• PEGAS土壤分析伽马射线光谱仪 （俄罗斯）

• TERMO测量热流的温度传感器 （俄罗斯）

前体：

• KAMERTON内部结构测震仪 （俄罗斯-英国）

• GRUNT土壤力学测量加速计 （英国-俄罗斯）

• TERMO测量热流的温度传感器 （俄罗斯）

• NEUTRON-P水检测中子探测器 （俄罗斯）

• ALPHA土壤分析质子光谱仪 （俄罗斯-德国）

• ANGSTREM土壤分析X射线荧光光谱仪 （俄罗斯）

穿透器的科学仪器布局

GRUNT用于 在撞击和穿透过程中测量地表属性 。

KAMERTON用于 搜索火星活动 。

TERMOZOND用于 测量热流，并提供关于热扩散率和热容量的数据 。

TVS线性摄像机拥有 2048 个像素，可以 拍摄现场全景图像 。

MEKOM用于 监控温度和风速 。

IMAP-6用于 测量本地火星磁场 。

4.1发射.

1996年11月16日，Proton K-Blok D-2在LC-200/39发射升空，当时是拜科努尔当地时间20：48：53。前三级工作正常。按照计划，Blok D-2第一次点火将把探测器送入一个低停泊轨道，随后第二次点火进入一个大椭圆轨道。

然而，Blok D-2的第一次点火没有执行或者仅执行了20s就提前关机，把Blok D-2扔在了 80km 320km 的轨道上，随后Blok D-2自动分离，Fregat ADU点火将探测器送入了 87km 1500km 的轨道。11月17日，Blok D-2在复活节岛到智利海岸间再入。11月18日，火星-96探测器化作一团流星在智利上空再入，被认为坠落在智利与玻利维亚接壤的安第斯山脉中。

通过搜索，没有找到航天器的碎片，也没有找到其携带的，安装在能够承受高热和撞击的托盘上的RTG。

由于苏联解体，俄罗斯陷入经济危机，大部分的远洋航天测量船都被召回，随后被卖掉，导致在关键的点火点没有船只测控，因而甚至无从而知究竟是Blok D-2故障还是航天器发出了错误的关机指令，这是极难判断的情况。

5.1对火星-96发射失利带来的反思.

火星-96这个高度复杂且目标宏大的任务的失败是行星探测 历史 上的重大损失，其工程系统、观测平台、科学仪器和附属飞行器都比以往的任何行星探测任务都要多，并且计划进行大量的测量。如果成功，其带来的数据和发现将是惊人的。另外， 这种高度国际合作的，相当复杂昂贵的探测任务，一旦失败，在其后的很多年都不会开展此类行星探测任务 。火星-96的失败使得俄罗斯的深空项目大伤元气，直到2011年才开启另一个火星探测计划，这就是福布斯-土壤探测器。

从火星-96到福布斯-土壤，过了整整15年，可惜15年后，福布斯-土壤也化作另一道流星，烧毁在太平洋上空。

复杂而遗憾的火星96任务,苏联解体后俄罗斯的首次深空探测项目
答：2.2 火星-96的任务序列和机动/着陆计划. 火星-96采用类似两个火卫一探测器的发射任务序列:由Proton K-Blok D-2火箭将火星-96探测器送入大椭圆轨道,Blok D分离后Fregat ADU点火将探测器送入地火转移轨道。最优发射时间是1996.11.16。

历史上苏联解体的时间和原因都是什么?最好详细点,谢谢
答：我们认为,苏联解体的原因有三个层次:戈尔巴乔夫的错误路线、方针和政策是苏联解体的直接原因;苏联高度集中的政治经济体制与联邦制国家结构的矛盾和传统体制与社会生产力的矛盾是苏联解体的根本原因;而苏联解体的深层次原因则是政治上的理想主...

苏联解体后,美国的火星计进展缓慢,最后靠民营企业推动
答：人类对火星的设想 曾经在冷战时期，美国和苏联都在关注着火星，当时美国有一个优势，已经成功地开发出了可执行探月飞行任务的硬件设施，火星旅行课题也得到了很好的研究。开发v2火箭的 德国火箭专家沃纳・冯，布劳恩 在...

苏联解体的根本原因是什么?
答：长期的争霸,给苏联造成了沉重的经济负担,拉大了苏联与发达国家的距离。自戈尔巴乔夫改革以来,东西方交流大幅度增加,使苏联人民得到一个了解西方、与西方国家生活水平作比较的机会,由于苏联计划经济体制下长期存在短缺经济,也使国内民众看到自...

苏联为何会解体?
答：在苏联，这一伟大的社会实验曾经取得过辉煌，但最后以失败而告终。史称“斯大林模式”的政治、经济、文化体制，是一种高度集中和集权的体制。这种体制，为应对国内外紧张局势，能集中一切人力、财力、物力，适应备战和应战的...

苏联解体是谁造成的
答：苏联解体是鲍里斯·尼古拉耶维奇·叶利钦任总统。鲍里斯·尼古拉耶维奇·叶利钦（1931年2月1日—2007年4月23日），俄罗斯人，1931年2月1日出生于苏联加盟共和国俄罗斯苏维埃联邦社会主义共和国斯维尔德洛夫斯克州达里茨基区布特卡...

苏联为什么解体
答：体制落后,斯大林模式,深刻的社会民族矛盾,资本主义国家的和平演变,戈尔巴乔夫改革失败

苏联怎么解体了,这么强大的一个国家怎么解体了
答：1、在苏联解体的戈尔巴乔夫因素和戈前时期因素的相互关系上，前者是直接原因，后者是根本原因。（1）戈尔巴乔夫改革的社会背景是苏联传统体制特别是传统经济体制阻碍生产力发展，社会经济政治蕴育着深刻的危机；（2）戈尔巴乔夫改革...

苏联解体的只要过程是什么?
答：俄学界有一种论点认为,苏联战后国民经济的恢复成就不大。苏联在战争中的物质损失估计达25000亿卢布,其中敌人造成的直接损失达6790亿卢布。这大约是苏联国家全部财富的30%。占苏联战前45%的国民生产总值和47%的农业可耕地的苏联人口最稠密...

成功登陆火星的国家有几个,探测器成功登陆火星的国家是哪几个
答：它发回的信息量比之前升空的所有火星探测器的总和还要大,是最成功的火星探测任务之一。 在火星全球勘测者发射的同时,美国启动了另一项火星登陆计划:火星探路者号(Mars Pathfinder,MPF)。其于1996年12月4日发射,于1997年07月04日在...