home *** CD-ROM | disk | FTP | other *** search
/ Space & Astronomy / Space and Astronomy (October 1993).iso / mac / TEXT / SPACEDIG / V13_4 / V13_415.TXT < prev    next >
Internet Message Format  |  1991-06-28  |  38KB

  1. Return-path: <ota+space.mail-errors@andrew.cmu.edu>
  2. X-Andrew-Authenticated-as: 7997;andrew.cmu.edu;Ted Anderson
  3. Received: from hogtown.andrew.cmu.edu via trymail for +dist+/afs/andrew.cmu.edu/usr11/tm2b/space/space.dl@andrew.cmu.edu (->+dist+/afs/andrew.cmu.edu/usr11/tm2b/space/space.dl) (->ota+space.digests)
  4.           ID </afs/andrew.cmu.edu/usr1/ota/Mailbox/gc2y8oW00WBwQSPE52>;
  5.           Wed, 17 Apr 91 01:50:44 -0400 (EDT)
  6. Message-ID: <Uc2y8cC00WBwISNU5-@andrew.cmu.edu>
  7. Precedence: junk
  8. Reply-To: space+@Andrew.CMU.EDU
  9. From: space-request+@Andrew.CMU.EDU
  10. To: space+@Andrew.CMU.EDU
  11. Date: Wed, 17 Apr 91 01:50:32 -0400 (EDT)
  12. Subject: SPACE Digest V13 #415
  13.  
  14. SPACE Digest                                     Volume 13 : Issue 415
  15.  
  16. Today's Topics:
  17.           Electronic Journal of the ASA - April 1991
  18.  
  19. Administrivia:
  20.  
  21.     Submissions to the SPACE Digest/sci.space should be mailed to
  22.   space+@andrew.cmu.edu.  Other mail, esp. [un]subscription requests,
  23.   should be sent to space-request+@andrew.cmu.edu, or, if urgent, to
  24.              tm2b+@andrew.cmu.edu
  25.  
  26. ----------------------------------------------------------------------
  27.  
  28. Date: 16 Apr 91 19:45:08 GMT
  29. From: deccrl!news.crl.dec.com!shlump.nac.dec.com!advax.enet.dec.com!klaes@decwrl.dec.com  (Larry Klaes)
  30. Subject: Electronic Journal of the ASA - April 1991
  31.  
  32.  
  33.                         THE ELECTRONIC JOURNAL OF 
  34.                 THE ASTRONOMICAL SOCIETY OF THE ATLANTIC
  35.  
  36.                      Volume 2, Number 9 - April 1991
  37.  
  38.                        ###########################        
  39.  
  40.                             TABLE OF CONTENTS
  41.  
  42.                        ###########################
  43.  
  44.          * ASA Membership/Article Submission Information
  45.  
  46.          * The Mystery of ZOND 2 - Andrew J. LePage
  47.  
  48.          * In Search of the Horsehead Nebula - Eric Greene
  49.  
  50.                        ###########################
  51.  
  52.                        ASA MEMBERSHIP INFORMATION
  53.  
  54.         The Electronic Journal of the Astronomical Society of the 
  55.     Atlantic (EJASA) is published monthly by the Astronomical Society 
  56.     of the Atlantic, Inc.  The ASA is a non-profit organization dedicated 
  57.     to the advancement of amateur and professional astronomy and space
  58.     exploration, and to the social and educational needs of its members. 
  59.  
  60.         Membership application is open to all with an interest in 
  61.     astronomy and space exploration.  Members receive the ASA Journal 
  62.     (hardcopy sent through U.S. Mail), the Astronomical League's REFLECTOR 
  63.     magazine, and may additionally purchase discount subscriptions to 
  64.     ASTRONOMY, DEEP SKY, SKY & TELESCOPE, and TELESCOPE MAKING magazines.  
  65.  
  66.         For information on membership, contact the Society at:
  67.  
  68.          Astronomical Society of the Atlantic (ASA)
  69.          c/o Center for High Angular Resolution Astronomy (CHARA)
  70.          Georgia State University (GSU)
  71.          Atlanta, Georgia  30303  
  72.          U.S.A.
  73.  
  74.          asa@chara.gsu.edu 
  75.  
  76.          ASA BBS: (404) 985-0408, 300/1200 Baud.
  77.  
  78.         or telephone the Society recording at (404) 264-0451 to leave 
  79.     your address and/or receive the latest Society news. 
  80.  
  81.         ASA Officers and Council -            
  82.  
  83.          President - Don Barry
  84.          Vice President - Nils Turner
  85.          Secretary - Ken Poshedly
  86.          Treasurer - Alan Fleming
  87.          Board of Advisors - Edward Albin, Bill Bagnuolo, Jim Bitsko 
  88.          Council - Jim Bitsko, Bill Crane, Toni Douglas, Eric Greene, 
  89.                    Larry Klaes, Tano Scigliano, Bob Vickers, 
  90.                    Michael Wiggs, Rob Williams
  91.  
  92.  
  93.         ARTICLE SUBMISSIONS - 
  94.  
  95.         Article submissions to the EJASA on astronomy and space exploration 
  96.     are most welcome.  Please send your on-line articles in ASCII format to 
  97.     Larry Klaes, EJASA Editor, at the following net addresses or the above 
  98.     Society addresses:  
  99.  
  100.         klaes@advax.enet.dec.com
  101.         or - ...!decwrl!advax.enet.dec.com!klaes
  102.         or - klaes%advax.dec@decwrl.enet.dec.com 
  103.         or - klaes%advax.enet.dec.com@uunet.uu.net
  104.  
  105.         You may also use the above net addresses for EJASA backissue
  106.     requests, letters to the editor, and ASA membership information.
  107.  
  108.         Please be certain to include either a network or regular mail 
  109.     address where you can be reached, a telephone number, and a brief 
  110.     biographical sketch.
  111.  
  112.         DISCLAIMER - 
  113.  
  114.         Submissions are welcome for consideration.  Articles submitted,
  115.     unless otherwise stated, become the property of the Astronomical
  116.     Society of the Atlantic, Inc.  Though the articles will not be used for 
  117.     profit, they are subject to editing, abridgment, and other changes.  
  118.     Copying or reprinting of the EJASA, in part or in whole, is encouraged, 
  119.     provided clear attribution is made to the Astronomical Society of the 
  120.     Atlantic, the Electronic Journal, and the author(s).  This Journal is 
  121.     Copyright (c) 1991 by the Astronomical Society of the Atlantic, Inc. 
  122.  
  123.  
  124.                             THE MYSTERY OF ZOND 2
  125.  
  126.                     Copyright (c) 1991 by Andrew J. LePage
  127.  
  128.     The author gives permission to any group or individual wishing
  129.     to distribute this article, so long as proper credit is given
  130.     and the article is reproduced in its entirety.
  131.  
  132.         Twenty six years ago this month, the unmanned Soviet space probe,
  133.     ZOND 2, was limping through interplanetary space towards the planet
  134.     Mars several weeks behind its much smaller American counterpart,
  135.     MARINER 4.  Though launched just two days apart in November of 1964,
  136.     MARINER 4 - the sole survivor of American's first attempt to reach
  137.     Mars by spacecraft - followed a much faster trajectory which would
  138.     bring it past Mars on July 14, 1965.  The American craft was destined
  139.     to become the first space vehicle to flyby the Red Planet and return
  140.     close-up data.  ZOND 2 was scheduled to reach Mars on August 6, 1965,
  141.     on a relatively slow approach trajectory.  Much to the disappointment
  142.     of the Soviets, ZOND 2 ceased communications enroute to the Red Planet 
  143.     on May 5, 1965, just three months before completing its mission. 
  144.  
  145.         One major question still remains a quarter of a century after 
  146.     the Soviet probe drifted off into solar orbit:  What was the actual
  147.     mission of ZOND 2?  Official Soviet press releases made no mention 
  148.     of its intended mission.  Little was said about the experiments 
  149.     and instruments it carried.  There have never been any drawings or
  150.     photographs of the spacecraft released.  To this day, ZOND 2 gets
  151.     little if any mention in Soviet books on the history of spaceflight.
  152.     ZOND 2 is probably the most mysterious of any planetary mission whose
  153.     existence has been officially acknowledged by Soviet authorities. 
  154.     What was ZOND 2 suppose to do when it reached Mars? 
  155.  
  156.         The best place to start is with what we know:  ZOND is derived
  157.     from the French word "sonde", which can be translated as meaning
  158.     "probe".  ZOND 2 was launched by a MOLNIYA booster at 1:12 in the
  159.     afternoon (Moscow Time) on November 30, 1964.  The first three stages
  160.     of the MOLNIYA placed ZOND 2 and its escape stage into a 153-by-219-
  161.     kilometer (95-by-136-mile) parking orbit inclined 64.7 degrees to 
  162.     Earth's equator, with a period of 88.2 minutes.  Before it completed 
  163.     its first orbit, the Block L escape stage ignited, placing ZOND 2 
  164.     into a solar orbit with a perihelion of 0.98 AU, an apohelion of 1.52 
  165.     AU, inclined 6.40 degrees to the ecliptic, and having a 508-day period 
  166.     of revolution.  This orbit would bring the spacecraft to the vicinity 
  167.     of Mars after a voyage of 249 days.  It would be the longest inter-
  168.     planetary mission ever attempted up to that time. 
  169.  
  170.         As a side note, one AU (Astronomical Unit) is the average distance
  171.     between Earth and the Sun, about 150 million kilometers (93 million
  172.     miles). 
  173.  
  174.         ZOND 2, like previous Soviet interplanetary probes, communicated
  175.     with Earth for a few hours every couple of days to conserve power. 
  176.     The first communication session on December 1 indicated that there was
  177.     a serious problem.  Available power on the spacecraft was only half 
  178.     the expected level, possibly due to a solar panel that did not deploy
  179.     properly.  As a result, any experiments planned for the cruise to Mars
  180.     were greatly curtailed to save as much electrical power as possible
  181.     to ensure success for the probe's main goal.
  182.  
  183.         The only major experiment announced on ZOND 2 was a new plasma
  184.     engine to be used in helping the spacecraft orient itself.  These
  185.     plasma engines would first convert a working fluid into a plasma which
  186.     would then be accelerated by an electromagnetic field to speeds up to
  187.     one hundred kilometers (sixty miles) per second.  These engines may
  188.     have been included as a possible backup to the main attitude control
  189.     system.  The previous acknowledged Soviet probe to Mars, MARS 1, is
  190.     believed to have failed in March of 1963 due to a malfunction in its
  191.     attitude control system.  The plasma engines are said to have been
  192.     tested between December 8 and 18, 1964. 
  193.  
  194.         ZOND 2 continued on its way to Mars operating at half power. 
  195.     Sometime before February 17, 1965, ZOND 2 most likely made a course
  196.     correction to fine tune its aim at Mars.  After this correction it was
  197.     determined that ZOND 2 would approach Mars at an angle of 44 degrees
  198.     to the Sun-Mars line and would be traveling at a speed of 3.77 kilo-
  199.     meters (2.34 miles) per second relative to the Red Planet when it
  200.     reached the edge of Mars' gravitational sphere of influence.  Calcula-
  201.     tions indicated that without further corrections, ZOND 2 would pass 
  202.     within 1,500 kilometers (930 miles) of the planet's surface at a peak 
  203.     speed of 5.62 kilometers (3.49 miles) per second. 
  204.  
  205.         Communications were maintained with ZOND 2 for several months. 
  206.     The spacecraft's communication system began operating irregularly 
  207.     during April of 1965.  On May 5, 1965, Soviet technicians were unable 
  208.     to raise ZOND 2.  Sometime during the days between communication
  209.     sessions, the underpowered spacecraft had succumbed to a critical
  210.     failure, most likely in its communication system.  ZOND 2 is believed
  211.     to have silently flew by Mars on August 6, 1965, and headed off into
  212.     interplanetary space. 
  213.  
  214.         These are the only details available on the ZOND 2 mission from
  215.     Soviet sources.  Examining Soviet aerospace engineering practices and
  216.     other interplanetary missions in the early to mid-1960s, however, does
  217.     help us begin to fill in some of the blanks in our picture of ZOND 2
  218.     and its mission. 
  219.  
  220.         It has been a Soviet engineering practice since the dawn of the
  221.     Space Age to use standardized spacecraft as much as possible.  As time
  222.     goes on, existing problems uncovered during ground testing or actual
  223.     flight are corrected and the reliability and capabilities of the
  224.     spacecraft are gradually improved.  This helps explain the large
  225.     percentage of failures with the introduction of a new spacecraft.  The
  226.     first few missions invariably uncover hidden problems in the design of
  227.     the spacecraft.  As each problem is discovered and understood, design
  228.     changes are incorporated into the next version of the spacecraft to
  229.     correct it.  Gradually, spacecraft reliability improves with each
  230.     successive generation. 
  231.  
  232.         All VENERA spacecraft launched between 1965 and 1972 as well as
  233.     ZOND 3 (launched in 1965) and MARS 1 (launched in 1962) shared the
  234.     same basic design.  Indeed, one can easily see the gradual evolution
  235.     of this design as improvements were introduced making this family of
  236.     spacecraft more and more reliable over the course of a decade.  It is
  237.     a virtual certainty that all the other unrevealed interplanetary
  238.     spacecraft launched to Mars in 1962 and 1964, including ZOND 2, and 
  239.     all those launched to Venus between 1962 and 1972 shared this same
  240.     basic design. 
  241.  
  242.         Based on an analysis of the evolution of the design of this family
  243.     of interplanetary spacecraft, we can make a reasonably accurate guess
  244.     of the design of ZOND 2:  The Soviets' first Chief Designer, Sergei
  245.     Korolov, developed the basic spacecraft design.  The detailed design
  246.     and hardware construction was done by the Babakin Design Bureau and
  247.     its subcontractors.  The spacecraft consisted of two pressurized
  248.     compartments with a total length of 3.6 meters (12 feet) and a total
  249.     mass of just under one metric ton, give or take several hundred
  250.     kilograms.  The larger of these two compartments, called the Orbital
  251.     Compartment, was a cylinder 1.1 meters (3.6 feet) in diameter and
  252.     about as long.  As is the usual Soviet practice, the interior of this
  253.     compartment was pressurized to about one atmosphere to simulate an
  254.     Earthlike laboratory environment for its internal equipment.  This
  255.     equipment would have included transmitters, batteries, the astro-
  256.     orientation and other automated control systems, some experiment
  257.     electronics, and so on. 
  258.  
  259.         On top of the Orbital Compartment was a KDU 414 course correction
  260.     engine developed and built by the Isayev Design Bureau.  This engine
  261.     developed a thrust of 200 kilograms (440 pounds) and used unsymetric
  262.     dimethylhydrazine and nitric acid as propellants.  Also located here
  263.     was the attitude control system that made use of pressurized gas. 
  264.     Mounted on either side of the Orbital Compartment were two large solar
  265.     panels that had a total span of about four meters (thirteen feet). 
  266.     These panels supplied electrical power to the spacecraft.  The panels
  267.     were folded against the Orbital Compartment during launch and were
  268.     deployed after the spacecraft was on its interplanetary trajectory. 
  269.     It is quite likely that one of these panels did not deploy on ZOND 2
  270.     thus depriving it of half its electrical power.  On the ends of each
  271.     solar panel were hemispherical radiators which were used to control 
  272.     the interior temperature of the Orbital Compartment. 
  273.  
  274.         Located on the side of the compartment pointing away from the Sun
  275.     was a two-meter (6.6 foot) umbrella-like high gain antenna that was
  276.     used for communications over long distances.  Other low gain antennae
  277.     and in-flight experiments and sensors were mounted on the compartment's
  278.     exterior. 
  279.  
  280.         The second pressurized compartment was referred to as the Planetary
  281.     Compartment.  This compartment held instruments that were to be used
  282.     to examine the target planet.  It is this compartment that is the
  283.     focus of this article.  The Planetary Compartments on the MARS 1, ZOND
  284.     3, and VENERA 2 spacecraft contained a package of spectrometers and a
  285.     phototelevision system to analyze the target's composition and take
  286.     high resolution photographs of the surface.  The Planetary Compartments
  287.     of VENERA 3 through 8 were designed to detach from the rest of the
  288.     spacecraft and ultimately land on the target planet.  While the
  289.     Soviets never mentioned what type of Planetary Compartment was carried
  290.     on ZOND 2, indirect evidence suggests that the Soviets were going to
  291.     attempt a simple landing on Mars over a decade ahead of similar
  292.     American plans with their VIKING project, originally named VOYAGER
  293.     and not to be confused with the VOYAGER 1 and 2 spacecraft which
  294.     explored the Jovian planets from 1979 to 1989.
  295.  
  296.         The first piece of evidence comes from Soviet sources:  A recent
  297.     Soviet book about Sergei Korolov, the Soviets' chief spacecraft
  298.     designer in the early years of the Space Age, titled THE CREATIVE
  299.     LEGACY OF SERGEI KOROLOV.  In this biography, it is stated that a
  300.     series of spacecraft had been designed by 1964 that would be able to
  301.     photograph and examine the planets Venus and Mars during flybys and
  302.     also land on them.  The spacecraft descriptions closely match those
  303.     actual vehicles known to have been launched towards Venus and Mars
  304.     during the 1960s.  It is reasonable to assume that by the time ZOND 2
  305.     was launched, the design of a Mars lander existed. 
  306.  
  307.         In another recent Russian language book, COURSE TO MARS, there 
  308.     is a story about an early Soviet Mars mission.  According to this
  309.     information, an unmanned Mars probe in its final weeks of preparation
  310.     was found to be overweight for the trip.  In order to lighten the
  311.     spacecraft, Korolov ordered that an experiment designed to detect life
  312.     on Mars be removed and taken to the barren steppes outside of the
  313.     Baikonour Cosmodrome for testing.  He reasoned that if the experiment
  314.     could detect signs of life there, it could detect any signs of life 
  315.     on Mars whose surface conditions were expected to be similar.  The
  316.     instrument failed the test and was subsequently omitted from the
  317.     spacecraft's payload. 
  318.  
  319.         The only definitive means to detect signs of life is to actually
  320.     sample Mars' soil or atmosphere.  This can only be done by a lander. 
  321.     The conclusion that this experiment was originally on a lander is
  322.     further supported by the comments that it was taken outside the
  323.     Cosmodrome, presumably for testing on the ground.  Since Korolov was
  324.     alive for only the 1960, 1962, and 1964 Soviet Mars mission attempts,
  325.     at least one of these missions (most likely the latter two) must have
  326.     carried a lander originally capable of performing biological tests on
  327.     the surface of Mars. 
  328.  
  329.         Another piece of evidence is the trajectory that ZOND 2 followed
  330.     to Mars.  Most Soviet and American interplanetary probes of that era
  331.     tried to use the lowest possible Earth departure energy so that the
  332.     largest possible payload could be carried.  At the same time, a
  333.     trajectory was chosen to minimize the flight time to the assigned
  334.     planet to increase the chances that the spacecraft would reach its
  335.     target before it malfunctioned.  Also, the trajectory was chosen to
  336.     minimize the communication distance once the spacecraft reached its
  337.     target so that greater amounts of data could be transmitted with a
  338.     smaller transmitter. 
  339.  
  340.         ZOND 2 seemed to break all these rules.  It could have been
  341.     launched on a lower energy trajectory that would have brought it 
  342.     to Mars more quickly and at a time when Earth was closer to Mars. 
  343.     Instead it was sent into a higher energy trajectory that just happened
  344.     to minimize its approach speed to Mars.  This sort of tactic would
  345.     only make sense if ZOND 2 was carrying a package that was to land on
  346.     Mars.  A lower approach speed means that the Martian atmosphere would
  347.     not have to slow the package down as much during entry.  This would be
  348.     important if the Soviets were interested in maximizing the payload
  349.     delivered to the surface of Mars or increase their safety margin. 
  350.  
  351.         The idea of a safety margin is very important.  The properties of
  352.     the Martian atmosphere were very uncertain before the flight of ZOND 2
  353.     and the American MARINER 4.  The general consensus in the early 1960s,
  354.     when the first Mars landers were designed, was that the Martian
  355.     atmosphere was composed primarily of nitrogen mixed with a small
  356.     amount of carbon dioxide.  Several reputable astronomers in the 1950s
  357.     and early 1960s performed measurements which consistently indicated
  358.     that the Martian atmosphere had a surface pressure of about 80 milli-
  359.     bars (compared to Earth's 1,013 millibars at sea level), give or take 
  360.     a few tens of millibars. 
  361.  
  362.         Once again, if we look at typical Soviet aerospace engineering
  363.     practices, we find that they tend to use simple designs.  The simplest
  364.     construct for a package that must enter a planet's atmosphere is a
  365.     spheroid whose center of gravity is offset from its geometric center
  366.     so that one end always points in the direction of travel.  This is
  367.     done so that no sort of active attitude control system would be needed
  368.     to orient the descending capsule.  By the early 1960s, the Soviets
  369.     were using such a design for their manned VOSTOK and VOSKHOD space-
  370.     craft as well as Earth spy satellites based on the VOSTOK design.
  371.     All the VENERA entry capsules starting with VENERA 3 (launched in
  372.     1965) used a spherical entry module.  The return modules of the
  373.     Soviet's lunar sample return flights in the 1970s used the same shape.
  374.     It would be reasonable to assume that the Soviets used a spherical
  375.     entry module on ZOND 2. 
  376.  
  377.         I have performed a series of simulations to see if a spherical
  378.     entry module could slow down enough to actually deploy a parachute 
  379.     and land on Mars.  Using the approach data for ZOND 2 and a Martian
  380.     atmosphere composed primarily of nitrogen with a surface pressure of
  381.     80 millibars, I discovered that it was possible for a sphere about one
  382.     meter (3.3 feet) across weighing less than about 350 kilograms (770
  383.     pounds) to easily slow down enough with a fairly large safety margin
  384.     to take into account the spacecraft's aiming accuracy and the uncer-
  385.     tainties in the characteristics of the atmosphere.  This compares
  386.     nicely with the entry sphere of VENERA 4, which was one meter in
  387.     diameter and weighed about 383 kilograms (843 pounds).  A Mars lander
  388.     would weigh much less than this, since it would not have to withstand
  389.     the higher pressures and temperatures that were expected on Venus. 
  390.     All other things being fixed, the easiest way to increase the safety
  391.     margin is to minimize the approach speed. 
  392.  
  393.         If ZOND 2 did carry a lander, what sort of instrumentation would
  394.     it have carried?  As told earlier, it may have been planned to carry
  395.     some sort of biological package.  Although this is purely speculation,
  396.     it is likely that an early Mars lander would also carry equipment
  397.     similar to the Soviets' first successful Venus entry probe, VENERA 4,
  398.     launched in June of 1967.  This entry probe carried instruments to
  399.     measure temperature, atmospheric pressure and density, as well as a
  400.     simple gas analyzer to estimate the amounts of such gases as nitrogen,
  401.     oxygen, carbon dioxide, and water vapor.  These measurements would
  402.     begin as soon as the parachute was deployed at an altitude of a few
  403.     kilometers, and, with some luck, continue to be transmitted directly
  404.     to Earth for some time after landing.  Depending on the weight limita-
  405.     tions, sensors capable of examining the composition of the soil might 
  406.     also have been carried. 
  407.  
  408.         Unfortunately, if ZOND 2 did carry a Martian lander, it was
  409.     destined to fail from the start.  Results from MARINER 4 indicated
  410.     that the Martian atmosphere was much different than expected.  Before
  411.     MARINER 4, Earth-based spectroscopic studies of Mars detected only
  412.     small amounts of carbon dioxide, amounting to a partial surface gas
  413.     pressure of a few millibars, but its spectral lines were broadened. 
  414.     The simplest explanation for this was that additional pressure from a
  415.     gas undetectable by Earth-based spectroscopy, such as nitrogen, was
  416.     responsible for this broadening.  The small amount of detected carbon 
  417.     dioxide accounted for a small fraction of the total atmosphere.
  418.  
  419.         An analysis of data returned by MARINER 4 indicated that there was
  420.     actually little or no nitrogen in the Martian atmosphere and that it
  421.     was composed mainly of carbon dioxide with a surface pressure of about
  422.     six millibars.  If ZOND 2 had made it to Mars and was carrying a lander
  423.     designed to pass through the previously assumed dense atmosphere, it
  424.     would have crashed into the Martian surface at a speed of a few kilo-
  425.     meters per second, hardly braked at all by the very thin atmosphere!  
  426.     What about the broadened carbon dioxide spectral lines?  It was later 
  427.     found to be caused by light scattering off of the dust that permeates 
  428.     Mars' atmosphere. 
  429.  
  430.         The discovery of the Martian atmosphere's true properties instantly 
  431.     made any Soviet Mars lander design obsolete.  A total redesign was now 
  432.     required.  What happened next behind the scenes in the Soviet Union is 
  433.     for the most part still unknown.  We do know that there were no more 
  434.     attempts to launch a first generation interplanetary probe towards Mars.  
  435.     Not even a photographic flyby was attempted, despite the fact that the 
  436.     hardware was successfully tested on the ZOND 3 mission and could have 
  437.     returned an order of magnitude more photographic data than the simpler 
  438.     MARINER 4.  Instead, the Soviets continued to send probes to Venus at 
  439.     every launch window through 1972 in an attempt to learn more about that 
  440.     world's atmosphere and ultimately land on its surface. 
  441.  
  442.         For whatever reason, the Soviets abandoned all further first
  443.     generation interplanetary flights to Mars.  Whether it was already
  444.     being planned or decided on as a result of the data returned by
  445.     MARINER 4, the Soviets began designing a much larger second generation
  446.     interplanetary probe that would be sent on the PROTON launch vehicle
  447.     then under development in part to support the Soviets' manned lunar
  448.     exploration program.  This new Mars probe would weigh over four metric
  449.     tons and be capable of placing a separate newly designed lander on the
  450.     Martian surface.  Depending on how favorable the launch window was, it
  451.     would even be possible for this new spacecraft to carry enough fuel to
  452.     slow itself down and enter orbit around Mars. 
  453.  
  454.         The new lander was designed by a group of relatively young
  455.     engineers.  The lander itself was still spherical in shape but it was
  456.     placed in a broad conical aerobrake to greatly increase the air drag,
  457.     thus allowing the package to slow down enough even in the thin Martian
  458.     atmosphere.  High altitude tests of this design were conducted by the
  459.     Soviets in the late 1960s. 
  460.  
  461.         It is rumored that the first of these new second generation Mars
  462.     probes were ready in early 1969.  As a result of various factors (and
  463.     some hindsight), it is generally thought that a couple of these much
  464.     larger and more capable spacecraft would attempt a repeat of the ZOND
  465.     2 mission, this time with a properly designed lander.  Two launch
  466.     attempts around March of that year ended in failure as a result of
  467.     malfunctions in the unreliable PROTON launch vehicle. 
  468.  
  469.         Again, at the next Mars launch window in 1971, the Soviets were
  470.     ready to send their new lander to Mars.  The first probe, simply an
  471.     orbiter without a lander attached to save weight, was launched on May
  472.     10, 1971, and became stranded in Earth orbit due to a programming
  473.     error in the PROTON escape stage's guidance system.  The Soviets named
  474.     this attempt KOSMOS 419 to try and cover the probe's true intentions. 
  475.     Finally, MARS 2 was successfully launched toward Mars on May 19 and
  476.     was quickly followed by MARS 3 on May 28.  History tells us that the
  477.     MARS 2 lander crashed into the Martian surface on November 27, 1971. 
  478.     The MARS 3 lander, however, did reach the surface in one piece on 
  479.     December 2.  Because of problems with the radio relay on the MARS 3
  480.     main bus, which had just slipped into orbit around Mars, the lander's
  481.     signal was lost after only twenty seconds and was never heard from
  482.     again. 
  483.  
  484.         After a decade of hard work and a costly false start, Soviet
  485.     engineers had finally developed the means of delivering a lander
  486.     through the thin Martian atmosphere to its ruddy surface.  The road
  487.     ahead would be rocky, but in 1971, six years after their first attempt
  488.     with ZOND 2, they had finally taken the first step towards exploring
  489.     the Red Planet. 
  490.  
  491.         For more information on the history of the Soviet Mars program, 
  492.     see Larry Klaes' article, "The Rocky Soviet Road to Mars", in the 
  493.     October 1989 issue of the EJASA.
  494.  
  495.         References -
  496.  
  497.          Bergaust, Erik, THE RUSSIANS IN SPACE, 1969
  498.  
  499.          Davies, Merton E., and Bruce C. Murray, THE VIEW FROM SPACE, 1971
  500.  
  501.          Gatland, Kenneth, ROBOT EXPLORERS, 1972
  502.  
  503.          Harvey, Brian, RACE INTO SPACE: THE SOVIET SPACE PROGRAM, 1989
  504.  
  505.      Hendrickx, Bart, "Correspondence: Soviet Mars Missions", SPACE-
  506.            FLIGHT, British Interplanetary Society (BIS), March, 1991
  507.  
  508.          Hess, Seymour L., "Mars as an Astronautical Objective", SPACE 
  509.            SCIENCE AND TECHNOLOGY, Volume 3, 1961
  510.  
  511.          Johnson, Nicholas L., HANDBOOK OF SOVIET LUNAR AND PLANETARY 
  512.            EXPLORATION, 1979
  513.  
  514.      Klaes, Larry, "The Rocky Soviet Road to Mars", SPACEFLIGHT (BIS),
  515.        August, 1990
  516.  
  517.          Murray, Bruce C., and Merton E. Davies, "A Comparison of U.S. 
  518.            and Soviet Efforts to Explore Mars", SCIENCE, February 25, 1966
  519.  
  520.          Murray, Bruce C., Merton E. Davies, and Phillip K. Eckman, 
  521.            "Planetary Contamination II: Soviet and U.S. Practices and 
  522.            Policies", SCIENCE, March 24, 1967
  523.  
  524.          Wilson, Andrew (Editor), INTERAVIA SPACE DIRECTORY 1989-90, 1989
  525.  
  526.          Wilson, Andrew, (JANE'S) SOLAR SYSTEM LOG, 1987
  527.  
  528.         About the Author -
  529.  
  530.         Andrew J. LePage is a member of the Boston Group for the Study 
  531.     of the Soviet Space Program, Krasnaya Orbita.  In addition to his 
  532.     interests in astronomical and space related topics, Andrew has been 
  533.     a serious observer of the Soviet space program for over one decade. 
  534.  
  535.         Andrew is the author of the following EJASA articles:
  536.  
  537.         "Mars 1994" - March 1990 
  538.         "The Great Moon Race: The Soviet Story, Part One" - December 1990
  539.         "The Great Moon Race: The Soviet Story, Part Two" - January 1991
  540.  
  541.  
  542.                         IN SEARCH OF THE HORSEHEAD NEBULA
  543.  
  544.                                  by Eric Greene
  545.  
  546.         At the December 4, 1990 meeting of the Astronomical Society of 
  547.     the Atlantic (ASA), a group of Society "hard-core" sky observers made
  548.     plans to visit the Schiffer's observing site at the clear skies near
  549.     Carnesville, Georgia, on Saturday night, December 5, for an evening
  550.     of celestial exploration.
  551.  
  552.         As darkness fell and the Milky Way burst into full brilliance, 
  553.     a small group made up of the Schiffers, Harry Gelblat and a friend,
  554.     future ASA members Robert Weaver and Duane Cady and, of course, your
  555.     humble reporter, started setting up our astronomical instruments.  The
  556.     types of telescopes ranged from Harry's 13.75-centimeter (5.5-inch)
  557.     Schmidt Newtonian to Duane's brand new Meade 25-centimeter (ten-inch)
  558.     Schmidt-Cassegrain to Bob's 32.5-centimeter (thirteen-inch) Dobsonian.
  559.     Rather than spreading across the observing field, the group huddled
  560.     at one end in the hope that our body heat might ward off the expected
  561.     chill of the night. 
  562.  
  563.         The evening started with a magnificent fireball meteor burning
  564.     across the sky to the west.  Little did the observing crew realize,
  565.     however, that this was just the beginning of one of the best nights
  566.     yet seen! 
  567.  
  568.         It was soon noted that while the sky appeared very transparent,
  569.     seeing was not as good as it might have been.  The image of the planet
  570.     Mars through all the telescopes was very unsteady and very little
  571.     detail could be seen.  However, the transparency soon became a topic
  572.     of discussion as some of the instruments picked out exceptional 
  573.     detail in the Veil Nebula, a wonderfully bright object in the larger 
  574.     telescopes. 
  575.  
  576.         While other members of the party spent their time poking around
  577.     old favorites in the night sky, this observer took advantage of the
  578.     clear conditions to hunt down a couple of faint galaxies in the con-
  579.     stellation of Cetus the Whale.  While NGC 157 was recorded as bright
  580.     and easy in the twenty-centimeter (eight-inch) Celestron, nearby NGC
  581.     145 was very difficult to view and was best seen with averted vision. 
  582.  
  583.         Several pleasant hours passed this way while the constellation of
  584.     Orion the Hunter "rose" higher in the southeast.  We were avoiding
  585.     turning the telescopes on Orion until it was high enough to provide a
  586.     really spectacular view of the Great Nebula, in an effort to practice
  587.     some self-control.  Around 23:30 (11:30 p.m.) it was decided that the
  588.     constellation was high enough for a good look.  It was soon discovered
  589.     that the wait had been worth every minute!  In the larger telescope,
  590.     Messier 42 (M42) was magnificent, with the whole nebula showing a hint
  591.     of color and its streamers taking on the appearance of knotted ropes. 
  592.  
  593.         As those who have attended the ASA winter observing sessions know,
  594.     it is usually around this time that I pop up with comments like:  "Now, 
  595.     let's see if we can pick out the Horsehead Nebula."  The usual response 
  596.     is not fit for publication. 
  597.  
  598.         For those unfamiliar with the Hunt for the Horsehead, let me
  599.     describe the usual tactics employed.  The Horsehead Nebula (B33) is
  600.     located just south of Zeta Orionis, also called Alnitak, the eastern-
  601.     most (leftmost) star in Orion's Belt.  The first object to look for 
  602.     is the Flame Nebula (NGC 2024), a large, multipart nebulosity located 
  603.     just to the northeast of Alnitak.  Bright Zeta floods the eye with 
  604.     light, making the Flame Nebula a fairly difficult object under most 
  605.     seeing conditions.  Placing Alnitak out of the field usually brings a 
  606.     bit of nebulosity into view.  Once NGC 2024 is spotted, the telescope 
  607.     is moved a tad south of Zeta to find the nebulous star NGC 2023.  
  608.     Unless both NGC 2023 and 2024 are seen brightly, you can essentially 
  609.     forget seeking the Horsehead.  The Horsehead itself is a dark nebula 
  610.     against another very dim bright nebula known as IC 434.  Basically, 
  611.     you are looking for a darker area against an almost black sky! 
  612.  
  613.         Arming Bob's 32.5-centimeter Dobsonian telescope with a fairly
  614.     wide-field eyepiece and a Lumicon Ultra High Contrast (UHC) filter,
  615.     the hunt began.  Reflection Nebula 2024 was immediately obvious as a
  616.     very bright nebulosity split with several lanes and easily seen with
  617.     bright Alnitak in the field of view.  Through Duane's 25-centimeter
  618.     Meade and a moderately high power ocular, the nebula filled my entire
  619.     field of view.  It was one of the best sights of this object I have
  620.     ever seen! 
  621.  
  622.         Continuing the stalk, I moved the Dobsonian a bit south of Zeta
  623.     Orionis to see how NGC 2023 would look.  As soon as I put the star out
  624.     of the field of view, I saw what I thought to be an internal reflection 
  625.     from the eyepiece:  A long, fairly bright streak of light.  It was not.  
  626.     It was IC 434 jumping out of the field of view as an easily observed 
  627.     band of nebulosity!  Silhouetted against this was a large and darker 
  628.     patch. 
  629.  
  630.         "Holy (expletive)!"  I shouted.  "I think I see it!  Let me check
  631.     BURNHAM'S to make sure of the field." 
  632.  
  633.         BURNHAM'S CELESTIAL HANDBOOK (Three volumes, Dover Books, 1978)
  634.     has several excellent photos of the Horsehead area and we made sure 
  635.     of the placement of the stars that mark the location of this object. 
  636.     Back to the eyepiece I went, and exactly where B33 should be located
  637.     was seen a dark intrusion into IC 434 - we had the Horsehead!  Not
  638.     only that, but it was a fairly easy celestial object.  The seasoned
  639.     observers were able to hold it easily with direct vision while some 
  640.     of the new observers found the trick of moving the telescope helpful
  641.     at bringing out the nebula. 
  642.  
  643.         Flushed with success, we moved to the other telescopes to see what
  644.     they would show.  In Harry's 13.75-centimeter Schmidt Newtonian, the
  645.     Flame Nebula was quite evident, as was IC 434 both with and without
  646.     the UHC filter.  I thought I could just make out B33, but the short
  647.     focal length of his telescope and resultant low power made the detec-
  648.     tion very difficult.  Moving to Duane's Meade and the UHC, the nebula 
  649.     was a bit more difficult than in the Dobsonian but still obvious and 
  650.     I was able to pick it up without any filters on the Celestron.  Our 
  651.     success was total and, for most of the people present, gave them their 
  652.     first view of this "Holy Grail" of amateur astronomers. 
  653.  
  654.         As the Moon started to "rise" and the temperature continued to
  655.     drop, our cold group finally packed away their equipment, being well
  656.     satisfied with the evening.  Although the seeing never did substan-
  657.     tially improve - it was so bad that splitting the stellar pairs in 
  658.     Epsilon Lyrae was impossible - the night's transparency more than
  659.     made up for Earth's unstable atmosphere.  It was one of those nights
  660.     that come all too infrequently to most astronomical observers and 
  661.     one that will be long remembered. 
  662.  
  663.         For more information on the Horsehead Nebula and the constellation 
  664.     Orion, see Michael S. Wiggs' article, "Orion: Winter's Mighty Hunter",
  665.     in the December 1989 issue of the EJASA.
  666.  
  667.         About the Author -
  668.  
  669.         Eric Greene, ASA Observing Coordinator, is an active and avid 
  670.     amateur with a talent for astronomical education and an interest in 
  671.     presenting astronomy comprehensively to all levels of interest in 
  672.     the field.  Eric is the recipient of the ASA's 1990 Meritorious
  673.     Service Award for his work as the Society's observing coordinator
  674.     and for founding and maintaining the ASA electronic bulletin board
  675.     service (BBS).
  676.  
  677.         Eric is the author of the following EJASA articles:
  678.  
  679.         "The Cosmic Distance Scale" - April 1990
  680.         "Aperture Arrogance" - March 1991
  681.  
  682.  
  683.      THE ELECTRONIC JOURNAL OF THE ASTRONOMICAL SOCIETY OF THE ATLANTIC 
  684.  
  685.                         April 1991 - Vol. 2, No. 9
  686.  
  687.                          Copyright (c) 1991 - ASA
  688.  
  689. ------------------------------
  690.  
  691. End of SPACE Digest V13 #415
  692. *******************
  693.