Mariner (avaruusohjelma)

Automaattiset planeettojen väliset Mariner-sarjan asemat ( eng.  Mariner lit.  "sailor"), jotka NASA laukaisi vuosina 1962-1973 tutkimaan Venusta (Mariner-1,2,5), Marsia (Mariner-3,4,6,7, 8 ,9) ja Mercury (Mariner 10). Mariners 1-7 ja 10 olivat ohikuljettavia ajoneuvoja, Mariner-8:sta ja Mariner-9:stä tuli Marsin keinotekoisia satelliitteja. Yhteensä 10 avaruusalusta laukaistiin. Suurin osa avaruusaluksista laukaistiin pareittain epäonnistumisriskin vähentämiseksi. Kolme laukaisua oli vahingossa, katosivat Mariner-1,3,8:n laukaisun aikana. Loput merimiehet suorittivat lento-ohjelmat.

Suunnittelun, valmistuksen ja testauksen pääorganisaatio on Jet Propulsion Laboratory ( eng.  Jet Propulsion Laboratory , lyhenne JPL). Yksittäisten järjestelmien kehittämistä suorittivat erilaiset teollisuusorganisaatiot. Tieteellisten välineiden kehittäminen toteutettiin korkeakoulujen osallistuessa.

Merimiehet varustettiin aurinkopaneeleilla , heillä oli joukko tieteellisiä laitteita, mukaan lukien magneettikenttien mittaamiseen ja varautuneiden hiukkasten rekisteröintiin, sekä televisiokameroita (veneessä ei ollut televisiokameroita Venuksen tutkimiseen).

Mariners, toisin kuin Pioneers ja Voyagers , toimi avaruudessa suhteellisen lyhyen ajan - useista kuukausista 3 vuoteen.

Mariner-sarjan automaattisten planeettojen välisten asemien avulla toteutettujen avaruusohjelmien kokonaiskustannukset, mukaan lukien tutkimus- ja kehitystyöt, valmistus ja testaus, laukaisu sekä ohjaus ja viestintä lentojen aikana, olivat noin 554 miljoonaa  dollaria [1] .

Luettelo laitteista

Ensimmäisen sukupolven avaruusalus

Mariner 1 ja Mariner 2 luotiin aiemmin kehitettyjen Ranger-kuun laskeutujien pohjalta.

• Mariner 1 laukaistiin 22. heinäkuuta 1962 Venukseen, mutta 5 minuuttia laukaisun jälkeen Atlas-Agena -tehostin poikkesi kurssilta ja räjäytettiin.
• Mariner 2 oli kopio Mariner 1:stä, joka laukaistiin 27. elokuuta 1962 Venukseen. Lento onnistui: 3,5 kuukauden kuluttua 203 kg painava laite lensi Venuksen ohi 34 773 km:n etäisyydellä ja saapui heliosentriselle kiertoradalle. Ensimmäinen avaruusalus, joka tutki toista planeettaa ohilentoradalta. Koneessa ei ollut kameroita. Planeetan käänteinen pyöriminen havaittiin, ilmakehän ja magneettikentän parametrit mitattiin.

Toisen sukupolven avaruusalus

• Mariner 3 laukaistiin Marsiin 5. marraskuuta 1964, mutta automaattista planeettojenvälistä asemaa suojaava suojus kuumenemiselta ilmakehän lennon ensimmäisten minuuttien aikana ei eronnut. Mariner 3 ei saavuttanut vaadittua nopeutta päästäkseen lentoradalle Marsiin suojuksen ylipainon vuoksi. Lisäksi suojus, joka ei eronnut, ei sallinut aurinkokennoilla varustettujen paneelien avautumista, mikä menetti automaattiselta planeettojenväliseltä asemalta päävirtalähteen. Asema, joka ei saanut energiaa aurinkopaneeleista, sammui pian ja pysyi heliosentrisellä kiertoradalla.
• Mariner 4 oli kopio Mariner 3:sta, joka laukaistiin Marsiin 28. marraskuuta 1964. 14.-15.7.1965 lensi 9846 km:n etäisyydellä planeetan pinnasta. Ensimmäinen avaruusalus, joka kuvaa Marsia lähietäisyydeltä. Laite toimi heliosentrisellä kiertoradalla joulukuuhun 1967 saakka.

Integroitujen piirien (584 kpl) käyttö on aloitettu Mariner-5-avaruusaluksessa . Mariner 5 on NASAn Mariner Mars 1964 -ohjelmaa varten muunnettu valmiustila-avaruusalus.

• Mariner 5 laukaistiin 14. kesäkuuta 1967 Venukseen. 19. lokakuuta 1967 asema lensi 3990 km:n etäisyydellä planeetan pinnasta. Tässä laitteessa ei ollut televisiokameraa, ja se suoritti lisätutkimuksia Venuksen ilmakehästä ohilentoradalta.

Kolmannen sukupolven avaruusalus

Kehitys aloitettiin vuoden 1965 lopulla, suunnittelu valmistui pääosin vuonna 1967. Jokainen kolmannen sukupolven avaruusaluksista käyttää suurta määrää integroituja piirejä (2682 kappaletta). Mariner 6:n tai Mariner 7:n, joiden massa on 411,8 kg, toiminnallisuuden toteuttamiseksi erillisillä elementeillä tarvittaisiin yli 1000 kg painava avaruusalus. Tämä oli Mariner-avaruusaluksen kehittäjien Jet Propulsion Laboratoryn asiantuntijoiden mielipide [2] .

• Mariner 6 laukaistiin Marsiin 24. helmikuuta 1969. Laite lensi 31. heinäkuuta 1969 3431 kilometrin etäisyydellä Marsista. Hän harjoitti pääasiassa planeetan valokuvaamista ja ilmakehän koostumuksen tutkimista.
• Mariner 7 oli kopio Mariner 6:sta, joka laukaistiin 27. maaliskuuta 1969 Marsiin. 5. elokuuta 1969 laite lensi 3430 km:n etäisyydelle Marsista. Hän harjoitti pääasiassa planeetan valokuvaamista ja ilmakehän koostumuksen tutkimista.

Mariner 6 ja Mariner 7 kuvasivat noin 20 % Marsin pinnasta lähietäisyydeltä. Kun etäisyys Marsin pintaan on 3500 km, pinnan erotettavissa olevat yksityiskohdat ovat 3 km (erityisesti kävi ilmi, että Mars ei ole niin samanlainen kuin Kuu kuin miltä näytti Mariner-4:n lennon jälkeen , joka kuvasi n. 1 % Marsin pinnasta ja voimakkaasti kraatterialueita).

Neljännen sukupolven avaruusalus

• Mariner 8 laukaistiin Marsiin 8. toukokuuta 1971. Boosterin yläaste alkoi kuitenkin värähdellä ja meni käsistä. Yhdessä hyötykuorman kanssa se pääsi maan ilmakehään noin 1500 kilometrin etäisyydellä laukaisupaikasta ja putosi Atlantin valtamereen.
• Mariner 9 oli kopio Mariner 8:sta, joka laukaistiin 30. toukokuuta 1971 Marsiin. 13. marraskuuta 1971 hän lähti kiertoradalle Marsin ympäri ja hänestä tuli toisen planeetan ensimmäinen keinotekoinen satelliitti. Hän kuvasi noin 85% Marsin pinnasta 1-2 km:n resoluutiolla (2% pinnasta kuvattiin 100-300 metrin resoluutiolla), lähetti valokuvia sen satelliiteista Phobosista ja Deimosista.
• Mariner 10 laukaistiin 3. marraskuuta 1973 Merkuriukseen, ja se tutki myös Venusta lennon aikana. Ensimmäinen (ja vuoteen 2008 asti - ainoa) laite, joka kuvasi Mercurya lähietäisyydeltä.

Ohjelma kehitettiin, ja Mariner-11- ja Mariner-12-ajoneuvojen tuotanto alkoi tutkia Jupiteria ja mahdollisesti Saturnusta. Näiden tehtävien tärkeyden vuoksi ne kuitenkin päätettiin erottaa erilliseksi ohjelmaksi ja ajoneuvot nimettiin uudelleen Voyager 1 :ksi ja Voyager 2 :ksi .

On myös huomattava, että Viking - avaruusaluksen kiertoratalohkot : Viking-1 ja Viking-2 , joista tuli Marsin keinotekoisia satelliitteja, luotiin Mariner-9:n perusteella.

Mariner Mars 71 -ohjelma

Vuoden 1968 lopussa NASA päätti laukaista vuonna 1971 kaksi identtistä automaattista planeettojenvälistä Mariner-asemaa Marsin kiertoradalle.

Lentojen päätehtävät

1. Laajamittaiset topografiset ja lämpöfysikaaliset tutkimukset.
2. Marsin ilmakehän ja pinnan kausivaihteluiden tutkimus.
3. Muiden pitkän aikavälin dynaamisten havaintojen tekeminen.

Kahta Marsin keinotekoista satelliittia käyttävän tutkimuksen oletettiin kestävän vähintään 90 päivää.

Tieteelliset tehtävät jakautuivat pinnan pysyvien ominaisuuksien sekä pinnan ja ilmakehän muuttuvien ominaisuuksien tutkimukseen. On mahdotonta suorittaa tieteellisiä tehtäviä optimaalisesti käyttämällä yhtä Marsin keinotekoisen satelliitin kiertorataa. Siksi päätettiin käyttää yhtä AMS:ää (Mariner 9) kiinteiden ominaisuuksien tutkimiseen ja toista (Mariner 8) muuttuvien ominaisuuksien tutkimiseen siten, että kukin AMS oli sijoitettava erityiselle kiertoradalle.

Muuttumattomien ominaisuuksien tutkimiseen valittiin 12 tunnin kiertorata, joka on synkroninen Maan pyörimisen kanssa. Tällainen kiertorata mahdollistaa nauhurin täyttämisen kahdesti päivässä televisiokameroiden tiedoilla ja välittämisen Goldstonen seuranta-asemalle 8-9 tunnin ajan joka päivä. Koska Marsin kiertoaika on 24 tuntia 37 minuuttia, jokaista Marinerin kiertoa kohden kiertoradalla näkökenttä siirtyy 9-10 astetta pituusasteella. Täysi pituusasteen kierto suoritetaan 18-20 päivässä. 90 päivässä AMS-rata kattaa merkittävän osan Marsista välillä −90 ja +40 leveysastetta, ja televisiojärjestelmä suorittaa kokonaan määritellyn alueen pinnan kartoituksen sekä jatkuvan kuvan alhaisella resoluutiolla ja tasaisesti jakautuneena. alueet, joilla on korkea resoluutio. Orbitaalin kaltevuuden tulee olla 60-80 astetta. Etelänapa-alue on näköetäisyydellä, ja vyöhyke leveysasteella −90 - +40 astetta voidaan kuvata 90 päivässä.

Muuttuvien ominaisuuksien tutkimiseksi valittiin kiertorata, jonka kierrosaika oli 32,8 tuntia, mikä vastaa 4/3 Marsin pyörimisjaksosta. Tällainen kiertorata mahdollistaa toistuvasti saman pinnan alueen havainnoinnin 0 ja −30 leveysasteen välillä samoissa valaistus- ja katseluolosuhteissa. Tällainen ajanjakso tarjoaa yhtenäisen kuvan Marsin pinnasta 120 asteen pituusasteen siirtymällä. Siten useat muuttuvien parametrien mittaukset suoritetaan kolmelle annetulle pituuspiirille. Lisäksi joidenkin kiertoradan osien korkea korkeus mahdollistaa lähes koko planeetan havainnoinnin ja valokuvaamisen yhdellä laajakulmatelevisiokameran kehyksellä. Orbitaalin kaltevuus on noin 50 astetta. Valittu kaltevuus antaa yleiskatsauksen pinta-alasta 0 - -30 leveysastetta jokaisella apoapsisin läpikäynnillä . Apocenterin korkeus mahdollistaa etelänapa-alueen tarkkailun.

Oletettiin, että tietoja kerättäisiin ilmakehän kemiallisesta koostumuksesta, tiheydestä, paineesta ja lämpötilasta sekä tietoja koostumuksesta, lämpötilasta ja pinnan topografiasta. Suunnitelmissa oli tutkia noin 70 % planeetan pinnasta.

Tieteelliset kokeet ja laitteet

• Televisiotutkimukset käyttäen Mariner-69-avaruusaluksen (Mariner-6 ja Mariner-7) muunnettua televisiojärjestelmää.
• Infrapunaradiometriset tutkimukset Mariner 69:ssä käytetyllä infrapunaradiometrillä.
• Infrapunaspektroskooppiset tutkimukset modifioidulla infrapunaspektrometrillä, joka on alun perin kehitetty meteorologiselle Nimbus-satelliitille.
• Ultraviolettispektroskooppiset tutkimukset Mariner-69-avaruusaluksen kehittyneellä ultraviolettispektrometrillä.
• Marsin pimennystutkimus Mariner S-kaistan radiosignaaleista.
• Taivaanmekaniikan alan tutkimus, joka on samanlainen kuin Mariner-69-avaruusaluksella [3] .

Katso myös

• Exploration of Mars  - Yleiskatsaus Marsin etsintään klassisilla tähtitieteen menetelmillä ja avaruusalusten avulla.
• Grand Tour (ohjelma)

Muistiinpanot

1. ↑ Mariner  10 . NASA . Haettu 2. toukokuuta 2019. Arkistoitu alkuperäisestä 8. syyskuuta 2018.
2. ↑ Norris, 1969 .
3. ↑ Haynes, Boulman, O'Neill, 1971 .

Kirjallisuus

• Sh. Micho. Planeetta Mars = Handbook of the Physical Properties if the Planet Mars / Per. englannista. K. A. Lyubarsky. — M .: Mir , 1970. — 224 s.
• V. N. Konashyonok, K. Ya. Kondratiev. Uutta Venuksesta ja Marsista. - L . : Gidrometeoizdat, 1970. - 51 s.
• Robert B. Layton. Marsin pinta // Maa ja maailmankaikkeus: päiväkirja. - M., 1971. - Nro 2 . - S. 39-41 .
• Henry Norris. Avaruusalus "Mariner-69" // "Rakettiteknologian ongelmat": lehti. - M., 1969. - Nro 9 . - s. 3-14 .
• Haynes, Boulman, O'Neill. "Mariner-71" laukaisu kiertoradalle Marsin ympäri // "Issues of Rocket Engineering" : päiväkirja. - M., 1971. - Nro 5 . - S. 66-83 .
• V. A. Bronshten. Planeetta Mars. — M .: Nauka , 1977. — 96 s. - 100 000 kappaletta.
• Uutta Marsista / V. I. Morozin toimituksella ja esipuheella. — M .: Mir , 1974. — 195 s. — (Avaruustutkimus. Tähtitiede. Geofysiikka).
• Edward Clinton Ezell, Linda Neuman Ezell. Marsissa: Punaisen planeetan tutkimus, 1958-1978 . - Washington, DC: Scientific and Technical Information Branch (NASA), 1984. - 535 s. — (NASA:n historiasarja).

Linkit

• Mariner  (englanniksi) . NASA . Haettu: 2.5.2019.
• Mariner Program  (englanniksi)  (linkki ei saatavilla) . Mission and Spacecraft Library . JPL . Arkistoitu alkuperäisestä 7. elokuuta 2011.

Sanakirjat ja tietosanakirjat	Suuri katalaani Britannica (verkossa)
Bibliografisissa luetteloissa	GND : 7841238-9

NASAn Mariner - ohjelma _
Merimies-1 Merimies-2 Merimies-3 Merimies-4 Mariner-5 Mariner-6 Merimies-7 Mariner-8 Merimies 9 Merimies-10