Mariner-9

Mariner 9 ( eng.  Mariner 9 , også kendt som Mariner-I) er en automatisk interplanetarisk station i NASAs Mariner Mars 71-program. Rumfartøjet var beregnet til videnskabelig forskning af Mars fra en kunstig satellits kredsløb.

Mariner 9 blev den første kunstige satellit på en anden planet.

Mariner Mars 71-program

I slutningen af ​​1968 traf NASA beslutningen om at lancere to identiske Mariner robotiske interplanetariske sonder i kredsløb om Mars i 1971.

1. Storskala topografiske og termofysiske undersøgelser.
2. Studiet af sæsonbestemte ændringer i atmosfæren og overfladen på Mars.
3. Udførelse af andre langsigtede dynamiske observationer.

Det blev antaget, at varigheden af ​​forskning ved hjælp af to kunstige Mars-satellitter ville være mindst 90 dage.

De videnskabelige opgaver er opdelt i undersøgelsen af ​​overfladens konstante egenskaber og undersøgelsen af ​​overfladens og atmosfærens skiftende egenskaber. Det er umuligt at udføre videnskabelige opgaver optimalt ved at bruge en enkelt bane af Mars' kunstige satellit. Derfor blev det besluttet at bruge den ene AMS (Mariner 9) til at studere faste ejendomme, og den anden (Mariner 8) til at studere skiftende egenskaber, hvor hver AMS skulle placeres i et særligt kredsløb.

En 12-timers bane, synkront med Jordens rotation, blev valgt til at studere de uændrede egenskaber. Et sådant kredsløb gør det muligt at fylde den indbyggede båndoptager to gange dagligt med information fra fjernsynskameraer og sende denne information til sporingsstationen ved Goldstone i 8-9 timer hver dag. Da Mars rotationsperiode er 24 timer og 37 minutter, for hver rotation af Mariner i kredsløb, skifter synsfeltet med 9-10 grader i længdegraden. En fuld længderotation vil blive gennemført om 18-20 dage. Om 90 dage vil AMS-sporet dække en betydelig del af Mars mellem −90 og +40 breddegrader, og tv-systemet vil fuldstændigt fuldføre undersøgelsen af ​​overfladen af ​​det specificerede område og et kontinuerligt billede med lav opløsning og jævnt fordelte områder med høj opløsning opnås. Orbitalhældningen skal være mellem 60 og 80 grader. Det sydlige polarområde er inden for synsvidde, og zonen fra -90 til +40 grader i breddegrad kan fotograferes på 90 dage.

For at studere de skiftende egenskaber blev der valgt en bane med en omdrejningsperiode på 32,8 timer, svarende til 4/3 af Mars rotationsperiode. En sådan bane gør det muligt gentagne gange at observere det samme område af overfladen mellem 0 og -30 grader af breddegrad under de samme belysnings- og synsforhold. En sådan periode giver et konsistent billede af Mars' overflade med et skift på 120 grader i længdegrad. Der udføres således flere målinger af skiftende parametre for tre givne længdegrader. Derudover gør den høje højde i nogle dele af kredsløbet det muligt at observere og fotografere næsten hele planeten på én frame af et vidvinkel-tv-kamera. Banens hældning - cirka 50 grader - giver et overblik over overfladearealet fra 0 til -30 grader i breddegrad med hver passage af apoapsis. Apocenterets højde gør det muligt at observere det sydlige polarområde.

Det blev antaget, at der ville blive indsamlet data om atmosfærens kemiske sammensætning, tæthed, tryk og temperatur samt information om sammensætning, temperatur og overfladetopografi. Det var planlagt at udforske cirka 70 procent af planetens overflade.

1. Tv-forskning ved hjælp af det modificerede fjernsynssystem fra Mariner-69-rumfartøjet ( Mariner-6 og Mariner-7 ).
2. Infrarøde radiometriske undersøgelser ved hjælp af det infrarøde radiometer brugt på Mariner 69.
3. Infrarød spektroskopi undersøgelser ved hjælp af et modificeret infrarødt spektrometer, der oprindeligt blev udviklet til Nimbus meteorologiske satellit.
4. Ultraviolette spektroskopiske undersøgelser ved hjælp af det avancerede ultraviolette spektrometer fra Mariner-69 rumfartøjet.
5. Marsformørkelsesundersøgelse af Mariner S-bånds radiosignaler.
6. Forskning inden for himmelmekanik, svarende til dem, der udføres på rumfartøjet Mariner-69 [1] .

Flyvemål

Mariner 9 var beregnet til at fortsætte undersøgelsen af ​​Mars, påbegyndt af Mariner 4 , videreført af Mariner 6 og Mariner 7, og var i stand til at kortlægge mere end 70 % af Mars-overfladen fra en kortere afstand (1500 kilometer) og med højere opløsning ( fra 1 km pr. pixel til 100 m pr. pixel) end noget tidligere rumfartøj. For at finde mulige centre for vulkansk aktivitet er et infrarødt radiometer inkluderet i stationens videnskabelige udstyr .

Også i forskningsprogrammet var det planlagt at studere to naturlige satellitter fra Mars  - Phobos og Deimos .

Beskrivelse af enheden

Rumfartøjets krop er oktaedrisk i form, lavet af aluminium , magnesium og glasfiber. Kroppen er ikke forseglet. Fire solpaneler genererede omkring 800 watt elektricitet i kredsløb om jorden og 500 watt nær Mars. Elektriciteten blev lagret i nikkel-cadmium-batterier (20 Ah ). Rumfartøjet var orienteret langs tre akser med en nøjagtighed på 0,25 grader ved hjælp af 12 trykgas-thrustere.

Fremdriftssystemet blev designet som en enkelt enhed. Enheden omfattede en raketmotor, brændstoftanke, komprimerede gascylindre, rørledninger, fittings og en kraftstruktur til fastgørelse af motor og rørledninger. Raketmotoren havde en fremdrift på 1335 newton. Motorens forbrændingskammer er lavet af beryllium, dysen er lavet af koboltlegering. Motorvægt 7,2 kg. Nitrogentetroxid og monomethylhydrazin blev brugt som brændstofkomponenter . Alle rumfartøjets manøvrer blev udført ved hjælp af dette enkelt fremdriftssystem, hvis varighed kunne ændres. Overgangen af ​​Mariner-9 fra forbiflyvningsbanen til kredsløbet for en kunstig Mars-satellit kræver en meget stor hastighedsændring (varigheden af ​​motordriften er 860 sekunder), og korrektioner kræver små og meget nøjagtige impulser (varigheden af motorens drift er 4-13 sekunder). Flyveprogrammet sørgede for to korrektioner af flyvningens bane til Mars, overgangen til en kunstig satellits kredsløb og mindst to korrektioner af kredsløbet for Mars-satellitten [2] .

Videnskabelige instrumenter er placeret på en to-akset scanningsplatform. Platformen dirigerer instrumenter til bestemte områder af Mars-overfladen. Scanningsplatformen indeholdt et infrarødt og ultraviolet spektrometer , et infrarødt radiometer og to fjernsynskameraer (høj og lav opløsning).

Massen af ​​den interplanetariske station ved opsendelsen var 997,9 kg . Omkring 438 kg tegnede sig for det nødvendige brændstof til korrektioner af flyvebanen til Mars, ind i kredsløbet om en kunstig satellit og korrektioner af denne bane. Således var massen af ​​enheden i kredsløb om den kunstige Mars-satellit omkring 560 kg. Heraf udgjorde 63,1 kg videnskabelige instrumenter.

Strukturelt er Mariner 9 identisk med Mariner 8 , som gik tabt i en nødopsendelse.

Flyveforløb

Mariner 9 blev opsendt den 30. maj 1971 kl. 22:23:00 UTC fra Cape Canaveral af en Atlas D løfteraket med en Centaurus øvre trin .

Den 5. juni 1971 blev flyvevejen rettet.

22. september 1971 i Noas land - et lyst område på den sydlige halvkugle - begyndte en kraftig støvstorm . Den 29. september dækkede hun to hundrede længdegrader fra Ausoniatil Tavmasia, og den 30. september lukkede den sydlige polarkappe . Denne støvstorm gjorde det vanskeligt at udforske Mars-overfladen fra Mariner 9, Mars 2 og Mars 3 satellitterne . Først omkring den 10. januar 1972 stoppede støvstormen, Mars vendte tilbage til normalen, og Mariner 9 begyndte at sende klare billeder af dens overflade til Jorden .

Den 14. november 1971 kl. 00:18 UTC blev motoren tændt for at bremse den automatiske interplanetariske station. Motoren arbejdede i 915,6 sekunder, reducerede AMS'ens hastighed med 1600 m/s, og Mariner-9 kom ind i kredsløbet om en kunstig Mars-satellit med parametre på 1398 × 17916 km, en hældning på 64,3° og en omløbsperiode på 12 timer 34 minutter 1 sekund [3] .

Den 16. november 1971 blev den første banekorrektion udført. Der blev foretaget en korrektion for at ændre omløbsperioden, så AMS'en ville gå gennem periapsis , når Goldstone-sporingsstationen var i zenit. Efter korrektionen var omløbsperioden 11 timer 58 minutter 14 sekunder, periapsis var 1387 km.

Den 30. december 1971 blev den anden banekorrektion udført. Efter den anden korrektion af kredsløbet var kredsløbsperioden 11 timer 59 minutter 28 sekunder, periapsis - 1650 km. Periapsis er blevet forstørret, så 70% af overfladen kan kortlægges ved at opnå overlappende billeder i resten af ​​tiden, når afstanden til Jorden er sådan, at højhastighedsdatatransmission er mulig.

Den 11. februar 1972 rapporterede NASA, at Mariner 9 havde afsluttet sit flyveprogram [3] .

Mariner 9 blev lukket den 27. oktober 1972 efter at have løb tør for trykgasforsyninger til indstillingskontrolsystemet. Mariner 9 er fortsat en forladt kunstig Mars-satellit. Det forventes, at den tidligst kommer ind i planetens atmosfære i 2022, hvorefter den vil brænde op i atmosfæren eller styrte ned på overfladen.

Videnskabelige resultater

Da Mariner 9 kom ind i kredsløbet om Mars-satellitten, var planetens overflade dækket af et tæt slør af en støvstorm. Opmåling af overfladen med henblik på kortlægning er udskudt. Der var mulighed for at bruge mere tid på at skyde satellitterne fra Mars , Phobos og Deimos . I november og december 1971 blev der taget omkring 40 fotografier (senere omkring 70 flere). Kortlægningen af ​​Mars' overflade begyndte i midten af ​​januar 1972.

I 349 dages drift i kredsløb nær Mars transmitterede rumfartøjet i alt 7329 billeder, der dækkede omkring 85% af planetens overflade med en opløsning på 1 til 2 km (2% af overfladen blev fotograferet med en opløsning på 100 til 300 meter). Billederne viser udtørrede flodlejer, kratere, enorme vulkanske formationer (såsom Mount Olympus  , den største vulkan fundet i solsystemet ), kløfter (inklusive Mariner Valley  , et gigantisk kløftsystem på over 4.000 kilometer, opkaldt efter de videnskabelige resultater af Mariner Station). 9), tegn på vind- og vanderosion og sømforskydning, vejrfronter, tåge og mange flere interessante detaljer.

Mariner-9 har med succes gennemført en undersøgelse af overfladens ufravigelige egenskaber - termofysiske målinger og kortlægning.

Ved hjælp af et infrarødt spektrometer blev der fundet flere områder, hvor overfladetrykket overstiger 6,1 millibar. Der kan forekomme flydende vand i disse områder. Ud over den stærkt deprimerede Hellas-region findes udstrakte regioner i Argyre-regionen, i den vestlige del af Margarites Sinus og i Isidas Regio-regionen, hvor trykket også overstiger 6,1 millibar i løbet af den australske sommer.

Derudover studerede han 27 overfladeområder med detaljer, der ændrer sig over tid (sæsonmæssige ændringer). Sådan forskning er faktisk en del af det videnskabelige program for den tabte Mariner 8.

Dataene opnået af Mariner-9 blev grundlaget for planlægning af fremtidige AMS-flyvninger til den røde planet. Billeder af overfladen af ​​Mars blev sammen med resultaterne af radioastronomiundersøgelser brugt til at vælge landingsstederne for nedstigningskøretøjerne til de automatiske interplanetariske stationer Viking-1 og Viking-2 . Valget af landingssteder blev afsluttet i juni-juli 1976, hvor billeder fra Viking-1 orbiteren blev taget i betragtning [4] .

Se også

• Mariner 8  er et rumfartøj fra Mariner-serien. Designet er identisk med Mariner-9.
• Mariner 4  er en automatisk interplanetarisk station. Udforskning af Mars fra en forbiflyvningsbane.
• Mariner-6  er en automatisk interplanetarisk station. Udforskning af Mars fra en forbiflyvningsbane.
• Mariner 7  er en automatisk interplanetarisk station. Udforskning af Mars fra en forbiflyvningsbane.
• Mariner (KA)  - automatiske interplanetariske stationer i Mariner-serien
• Udforskning af Mars  - En oversigt over udforskningen af ​​Mars ved hjælp af klassiske astronomimetoder og ved hjælp af rumfartøjer.

Noter

1. ↑ Haynes, 1971 .
2. ↑ Mayeshiro, 1971 .
3. ↑ 1 2 Mariner 9 : In Depth  . NASA . Hentet 2. maj 2019. Arkiveret fra originalen 2. maj 2019.
4. ↑ Kondratiev, 1977 .

Litteratur

• Nyt om Mars / Under redaktionen og med et forord af V. I. Moroz. — M .: Mir , 1974. — 195 s. — (Rumforskning. Astronomi. Geofysik).
• V. A. Bronshten. Planeten Mars. — M .: Nauka , 1977. — 96 s. — 100.000 eksemplarer.
• K. Ya Kondratiev. Vikinger på Mars. - L . : Gidrometeoizdat, 1977. - 68 s.
• Haynes, Boulman, O'Neill. Opsendelse af "Mariner-71" i kredsløb om Mars // Spørgsmål om raketteknologi: tidsskrift. - 1971. - Nr. 5 . - S. 66-83 .
• Mayeshiro, Pasteur, French, Vought, Matson. Udvikling af en digital installation til rumfartøjet "Mariner-71" // Spørgsmål om raketteknologi: tidsskrift. - 1971. - Nr. 9 . - S. 28-44 .
• William Sheehan. Planeten Mars: En historie om observation og opdagelse . - Tucson: The University of Arizona Press, 1996. - S. 171-185. - 270 sider. - ISBN 0-8165-1640-5 . — ISBN 978-0816516407 . — ISBN 0-8165-1641-3 . — ISBN 978-0816516414 .
• W. K. Hartmann og O. Raper. Den nye Mars: Opdagelserne af Mariner 9. - Washington: NASA, 1974. - 194 s.

Links

• Mariner 9  (engelsk)  (utilgængeligt link) . Udforskning af solsystemet . NASA . - Mariner 9 på NASAs hjemmeside. Hentet 2. maj 2019. Arkiveret fra originalen 11. februar 2012.
• Mariner 9 . Detaljer  (engelsk)  (downlink) . Udforskning af solsystemet . NASA .  - Mariner 9 på NASAs hjemmeside. Hentet 2. maj 2019. Arkiveret fra originalen 22. januar 2012.
• Billeder taget af Mariner 9 på NASAs hjemmeside
• Billeder af Mars taget af Mariner 9, på NASAs hjemmeside
• For 40 år siden blev Mariner 9 den første kunstige Mars-satellit - Denne måned i NASAs historie: Mariner 9, 29. november 2011-Vol. 4, udgave 9 på NASAs hjemmeside
• Udforskning af solsystem hos NASA