Merimies-7

Mariner-7 ( eng.  Mariner 7 , lit. - merimies, Mariner Mars 69B ) - NASAn Mariner Mars 1969 -ohjelman automaattinen planeettojen välinen asema . Avaruusalus oli tarkoitettu Marsin tieteelliseen tutkimukseen ohilentoradalta.

Suunnitelmissa oli saada kuvia planeetan pinnasta, saada tietoa ilmakehästä ja ionosfääristä.

Mariner 7 on Mariner - sarjan kolmannen sukupolven avaruusalus . Suunnittelun, valmistuksen ja testauksen pääorganisaatio on Jet Propulsion Laboratory (JPL). Yksittäisten järjestelmien kehittämistä suorittivat erilaiset teollisuusorganisaatiot. Tieteellisten välineiden kehittäminen toteutettiin korkeakoulujen osallistuessa. Suunnittelu alkoi vuoden 1965 lopulla. ja loppui periaatteessa vuonna 1967.

Mariner 7 lensi onnistuneesti Marsin ohi 5. elokuuta 1969 . Klo 05:00:49 UT, pienin etäisyys planeetalta oli 3430 km.

Mariner 7 on toinen avaruusalus, joka on tutkinut Marsin ilmakehän koostumusta spektroskooppisilla tekniikoilla ja pintalämpötilan määrittämisellä infrapunasäteilyn mittauksista.

Rakentaminen

Avaruusaluksen runko on 138,4 cm leveä ja 45,7 cm korkea oktaedrin muotoinen. Magnesiumseoksesta valmistettu kotelo, tiivis. Laitteen yläosaan on kiinnitetty neljä aurinkopaneelia, joiden jänneväli on 5,79 m. Aluksen päälle on asennettu 116,8 cm korkea vahvistus parabolinen antenni , kun taas matalavahvistus monisuuntainen antenni on asennettu 223,5 cm korkeaan mastoon parabolisen antennin viereen. Avaruusaluksen kokonaiskorkeus oli 3,35 metriä ja massa 411,8 kg. Runko on jaettu kahdeksaan osastoon, joissa oli elektroniikkalaitteet, kaapelit, korjaava propulsiojärjestelmä, kaasusäiliöt asennonsäätöjärjestelmää varten ja ohjauslaitteet. Kaksiakselinen skannausalusta sijaitsee kotelon alapinnan keskellä.

Kaikkiin Mariner-7-järjestelmiin saatiin virtaa 17 472 valokennoa , jotka oli koottu neljään paneeliin, joiden mitat olivat 215 × 90 cm ja jotka pystyivät tuottamaan jopa 449 W Marsin lähellä, energia varastoitiin 18-kennoiseen hopeasinkkiakkuun , jonka kapasiteetti 1200 Wh.

Liikeradan korjaamiseen käytettiin 222 N työntövoimaa kehittävää moottoria, joka työskenteli yksikomponenttisella hydratsiinipolttoaineella .

Avaruusaluksen täydellinen, kolmiakselinen suuntaus saatiin aikaan 12 puristetulla typellä toimivalla mikromoottorilla , jotka oli asennettu aurinkopaneelien päihin. Suunnistusjärjestelmässä oli kolme gyroskooppia. Tietoa avaruusaluksen suunnasta tarjosivat aurinkoanturit (kaksi pää- ja neljä apuanturia) ja Canopuksen tähden anturi .

Mariner-7:n viestintälaitteet koostuivat monistetusta S-kaistan (2195 MHz) radiolähettimestä, jonka teho oli 20 wattia, ja yhdestä radiovastaanottimesta. Laitteisto voisi lähettää ja vastaanottaa dataa matalavahvistuksen ympärisuuntaisen antennin ja korkeavahvistuksen suunta-antennin kautta. Tiedonsiirtonopeus parabolisen suunta-antennin kautta on 16200 bps. Tiedot voidaan myös tallentaa myöhempää siirtoa varten sisäisille nauhureille: digitaalinen kapasiteetti 13 000 000 bittiä ja analoginen kapasiteetti 120 000 000 bittiä.

Kaiken elektroniikan toimintaa ohjattiin komentoalijärjestelmällä, joka kykeni käsittelemään mitä tahansa maapallolta saatua komentoa (53 suoraa komentoa sanojen muodossa, 5 ohjauskäskyä tai 4 komentoa, joiden numeerinen arvo on välttämätön lentoradan korjauksen suorittamiseksi). Keskustietokone ja ohjelma-aikalaite, joiden yhteispaino oli 11,8 kg, työskentelivät muistiin tallennetut palvelukomennot, jotka suoritettiin peräkkäin tietyin väliajoin. Aikareferenssinä käytettiin 2,4 kHz:n kellotaajuutta.

Lämpötilaa ylläpidettiin käyttämällä ikkunaluukkupaneeleja, jotka oli asennettu yli 6 osastoon elektroniikalla, sekä monikerroksisia lämpöeristeitä, kiillotetusta alumiinista valmistettuja suojaverkkoja ja ulkopintojen erityiskäsittelyä.

Kukin kolmannen sukupolven avaruusaluksista, eli Mariner-6 ja Mariner-7, käytti suurta määrää integroituja piirejä (2682 kappaletta). Elektronisten komponenttien (kondensaattorit, vastukset, diodit, transistorit, integroidut piirit jne.) kokonaismäärä on 24520. Kun integroidut piirit muunnetaan erillisiksi elementeiksi, elektroniikkakomponentteja on yhteensä 98764. Elektroniikkalaitteet toimivat tyhjiössä, vain nauhureissa oli sinetöity kotelo. 411,8 kg painavan Mariner 7:n toiminnallisuuden toteuttamiseksi erillisiä elementtejä käyttäen tarvittaisiin yli 1 tonnin painoinen avaruusalus. Tämä oli Mariner-avaruusaluksen kehittäjien Jet Propulsion Laboratoryn asiantuntijoiden mielipide [1] .

Tieteelliset instrumentit

Seuraavat tieteelliset instrumentit on asennettu Mariner-7:ään:

• ultraviolettispektrometri;
• kaksikanavainen infrapunaspektrometri;
• kaksikanavainen infrapunaradiometri;
• kapeakulmainen televisiokamera Marsin kuvien ottamiseksi;
• laajakulmatelevisiokamera, jolla voi ottaa kuvia Marsista.
• Radiookkultaatiokokeeseen ei vaadittu tieteellisiä välineitä

Tieteelliset instrumentit asetetaan kaksiakseliselle skannausalustalle. Alusta ohjaa instrumentit tietyille pinnan alueille, kun Mariner kulkee lähellä Marsia.

Kapeakulmainen televisiokamera 3500 km:n etäisyydellä Marsin pinnasta pystyi kuvaamaan pinta-alaa 72x84 km, jossa erottuvia pintayksityiskohtia on 300 m, ja laajakulmatelevisiokameralla 720x840 km:n osan. resoluutio 3 km. Kameran linssi loi vidikoniin suorakaiteen muotoisen kuvan, jonka koko oli 9,6x12,3 mm. Se muutettiin televisiokuvaksi, joka koostui 704 rivistä ja 935 elementtiä riviä kohden, jokainen elementti koodattiin 256 kirkkaustasolla. Siten jokainen kuva sisälsi noin 5 000 000 bittiä tietoa, noin kaksikymmentä kertaa enemmän kuin Mariner 4 -kuva.

Tutkimusohjelma:

• Kuvien hankkiminen Marsin pinnan tilan ja ominaisuuksien sekä pilvien, ilmakehän sameuden tutkimiseksi;
• Ilmakehän koostumuksen tutkiminen spektroskooppisilla tekniikoilla;
• Ilmakehän parametrien (mukaan lukien paineen) määrittäminen radiopimennyskokeesta saatujen tietojen perusteella;
• Pintalämpötilan määrittäminen Marsin infrapunasäteilyn mittauksista.

Kaikki aluksella olevat tieteelliset laitteet oli tarkoitettu Marsin tutkimiseen; Mariner-7 ei tehnyt kokeita planeettojen välisen avaruuden tutkimiseksi [2] .

Lennon edistyminen

Käynnistä

Mariner 7 laukaistiin 27. maaliskuuta 1969 Cape Canaveralin kosmodromista Atlas-SLV3C- kantoraketilla, jossa oli Centaurus D -ylävaihe .

Korjaus suoritettiin 8. huhtikuuta 1969 moottorin ollessa käynnissä 7,6 sekuntia.

Flyby of Mars

Mars kuvattiin kahdessa vaiheessa: 1) kun se lähestyi planeettaa ja 2) ohittaessaan planeetan pinnan läheltä.

2 tuntia ennen Marsin levyn ensimmäistä tallennusistuntoa ohjelma-aikalaite antoi käskyt lämmittää tieteellisiä instrumentteja, käynnistää tiedonmuuntojärjestelmän, nauhurit ja skannausalustan mekanismin. Infrapuna-anturi Marsin pitkän kantaman sieppaamiseen on kytketty päälle, mikä luo suunnan planeetan levyn keskustaan. Skannausalusta toimii automaattisessa seurantatilassa tämän anturin signaalien perusteella. Mariner 7 kuvasi kolme kertaa planeetan levyä kapeakulmakameralla. Ensimmäinen 20 tuntia kestänyt istunto alkoi planeetan ja Mariner-7:n etäisyydeltä, joka on 1716000 km. Tuloksena saadut kuvat tallennettiin analogiselle nauhurille ja ne vastaanotettiin kuvaussession päätyttyä Goldstonen syvän avaruuden viestintäaseman 63 metrin antennille kolmessa tunnissa. Kuvien tallennus magneettinauhalle on poistettu. Toinen istunto kesti 20 tuntia. Tuloksena saadut kuvat lähetettiin Maahan ja tallenne poistettiin. Myös kolmas istunto kesti 20 tuntia. Kolmas istunto päättyi 127 000 kilometrin etäisyydelle Marsista. Tallenne poistettiin kuvien lähettämisen jälkeen Maahan. Mariner 7 otti 93 kuvaa kaukaa.

Lähestyessä edelleen Marsia, planeetan horisonttiviiva vangitaan kahdella kapeakulmaisella horisonttisensorilla, ja skannausalusta vaihdetaan skannaustilaan planeetan levyä pitkin. Pyyhkäisyn rajat kahta akselia pitkin ovat 215 ja 64 astetta. Planeetan ja sen ilmakehän fyysisten parametrien mittaustulokset skannausreitillä, joka ylittää säännöllisesti planeetan levyn, tallennetaan digitaaliseen koodiin nauhuriin. Samalla saadaan televisiokuvia yksittäisistä Marsin alueista skannauspolun varrella.

Mariner 7 kuvasi ensin lähietäisyydeltä osan, joka alkoi päiväntasaajalta pohjoiseen ja ulottui kaakkoon. Hellespontuksen alue ja Hellas-aavikko sijaitsevat tällä sivustolla. Mariner 7 kuvasi sitten etelänapalakkia. Mariner 6:n suorittaman Marsin kaukaa tekemän tutkimuksen tulosten perusteella Mariner 7:n kuvausohjelmaa muutettiin ja aiemmin suunnitellun kolmen laajakulmakuvan sijaan viisi laajakulmakuvaa etelästä. napakorkki saatiin.

Mariner 7 lensi Marsin ohi kello 5.00.49 UT 5. elokuuta 1969. Pienin etäisyys oli 3 430 km klo 05:00:49 UT 5. elokuuta. Avaruusalus oli tuolloin yli 96 miljoonan kilometrin etäisyydellä Maasta. Mariner 7 otti 33 lähikuvaa, jotka nauhoitettiin analogisella nauhurilla. Tieteellisten instrumenttien ja kuvien tiedot lähetettiin seuraavien päivien aikana Maahan. Sitten Mariner-7 jatkoi työskentelyä planeettojenvälisessä lentotilassa.

Jäähdytysjärjestelmän ongelmien vuoksi infrapunaspektrometrin ensimmäinen kanava ei jäähtynyt tarpeeksi, joten mittauksia alueella 6-14 mikronia ei voitu suorittaa.

Lennon loppu

Automaattinen planeettojenvälinen asema Mariner 7 on heliosentrisellä kiertoradalla .

Tieteelliset tulokset

Mariner 6 ja Mariner 7 ottivat laajakulmatelevisiokameralla lähikuvia noin 20 prosentista Marsin pinnasta. Pinta-alueita tunnistettiin kolmentyyppisiä: 1) kraattereiden peittämät alueet, 2) kaoottiset alueet, joita peittää 1-3 km leveiden ja 2-10 km pitkien lyhyiden harjujen ja laaksojen järjetön verkosto, 3) alueet, joissa ei ole kohokuvioita. Hellasen kirkkaalla pyöreällä alueella ei ole kraattereita tai muita kohokuvioita, kapeakulmaisen kameran tarkkuusrajaan asti noin 300 m. Näiden kolmen tyypin välillä on monia siirtymävaihtoehtoja. Kraattereita on löydetty kahden tyyppisiä: suuria tasapohjaisia ​​kraattereita ja pieniä padan muotoisia kraattereita. Kraatterin halkaisijan ja syvyyden suhteen arvo on 100:sta 1:een. Jotkut keitaat tunnistetaan suurista tummapohjaisista kraatereista (Juventae Fons) tai kraatteriryhmistä (Oxia Pallus). Marsin kanavat tunnetaan pitkänomaisina kiinteinä tummina muodostelmina (Agathodaemon, Cerberus), useiden tummapohjaisten kraattereiden lineaarisina ketjuina (Cantabras, Gehon) ja epäsäännöllisen muotoisten tummien täplien ketjuina.

Yksi Mariner 7:n lähikuvista vangitsee Phoboksen varjon Marsin levyllä. Kuvaa analysoitaessa todettiin, että Phobos on poikkileikkaukseltaan elliptinen, sen mitat ovat kaksinkertaiset J. Kuiperin laskemiin ja sen pinnan albedo on 5-6 %.

Ilmakehässä ultraviolettispektrometrin mukaan typpeä ja typen oksideja ei havaittu. Ennen Mariner 4:n lentoa tähtitieteilijät uskoivat, että Marsin ilmakehä koostui pääasiassa typestä, ja tämän lähtökohdan perusteella ehdottivat malleja ilmakehän koostumuksesta. Mariner-4-radiokkultaatiokokeen perusteella, ottaen huomioon maapallolta tehdyt spektroskooppiset havainnot, havaittiin, että hiilidioksidia on vähintään 80 %. Mariner-6:n ja Mariner-7:n spektrometriset mittaukset havaitsivat, että ilmakehässä on 98 % hiilidioksidia.

Infrapunaspektrometri havaitsi kiinteän CO 2 :n vyöhykkeitä . Napakorkit koostuvat ainakin osittain kiinteästä hiilidioksidista.

Mariner 7 mittasi lämpötilan 200 eteläisen napan alueen lämpötilaa infrapunaradiometrillä. Alin lämpötila on -153 °C. Tämä alhainen lämpötila vahvistaa, että napakorkit koostuvat ainakin osittain kiinteästä hiilidioksidista.

Infrapunaspektrometrillä mitatut pintalämpötilat olivat merkittävästi, noin 50 astetta korkeampia kuin infrapunaradiometrillä mitatut lämpötilat. Ehkä syy eroon on se, että radiometrin näkökenttä on paljon pienempi kuin spektrometrin näkökenttä.

Tunnelmaa kuunneltiin radiookkultaatiomenetelmällä. Mariner-7-signaali lähetettiin 2195 MHz:n taajuudella. Avaruusalus katosi Marsin kiekon taakse eteläisen napakannen alueelle, lähellä Hellespontica Depression pimeää aluetta 60 s. sh., 332 tuumaa e. Paine siellä oli 3,8 mb. Radiopimennys kesti 40 minuuttia. Mariner 7 ilmestyi Marsin kiekon takaa koordinaateissa 37 s. sh., 148 c. d.

Mielenkiintoisia faktoja

• Toisin kuin Neuvostoliiton automaattiset planeettojenväliset asemat Mars , Mariner -sarjan automaattisten planeettojenvälisten asemien runko ei ole ilmatiivis.
• Toisin kuin Neuvostoliiton automaattiset planeettojenväliset asemat Mars, automaattiset planeettojenväliset asemat Mariner-6-Mariner-10 käyttävät suurta määrää integroituja piirejä.
• Mariner 4:n kuvissa huomattiin verhoilu, joka johti johtopäätökseen, että Marsissa on sumuinen ilmapiiri 150 kilometrin korkeuteen asti. Kuitenkin Mariner 6 ja Mariner 7, joissa kuvissa ei ole verhoilua, kumosivat ilmakehän pilvisyyden. Ilmeisesti Mariner-4 TV-kameran optiikka oli saastunut.

Katso myös

• Mariner (KA)  - Mariner-sarjan automaattiset planeettojenväliset asemat
• Mariner 4  on automaattinen planeettojenvälinen asema. Ensimmäinen Marsin tutkimus lentoradalta. Ensimmäiset lähikuvat.
• Mariner-6  on automaattinen planeettojen välinen asema. Marsin tutkiminen ohilentoradalta. Ensimmäinen tutkimus Marsin ilmakehän koostumuksesta spektroskooppisilla tekniikoilla. Ensimmäiset pintalämpötilamittaukset.
• Mariner 9  on automaattinen planeettojen välinen asema. Marsin ensimmäinen keinotekoinen satelliitti.
• Exploration of Mars  - Yleiskatsaus Marsin etsintään klassisilla tähtitieteen menetelmillä ja avaruusalusten avulla.

Muistiinpanot

1. ↑ Norris. Avaruusalus "Mariner-69". - M .: Rakettitekniikan kysymyksiä, 1969 nro 9. - 3-14 s.
2. ↑ Mariner 7 . Käyttöpäivä: 6. joulukuuta 2013. Arkistoitu alkuperäisestä 27. helmikuuta 2017. (määrätön)

Kirjallisuus

• Micho Sh . Planeetta Mars. - M . : Mir, 1970. - 224 s.

• Konashenok V.N., Kondratiev K.Ya. Uutta Venuksesta ja Marsista. - L . : Gidrometeoizdat, 1970. - 51 s.

• Leighton R. Marsin pinta. - M .: Maa ja maailmankaikkeus, 1971, nro 2. - 39-41 s.

• Norris. Avaruusalus "Mariner-69". - M .: Rakettitekniikan kysymyksiä, 1969 nro 9. - 3-14 s.

• Uutta Marsista. - M . : Mir, 1974. - 195 s.

• Bronshten V. A. Mars-planeetta. - M .: Nauka, 1977. - 96 s.

Linkit

• Mariner 7 NASAn verkkosivuilla
• Mariner 7 NASAn verkkosivuilla
• Mariner-7 Jet Propulsion Laboratoryn verkkosivuilla
• Leighton R. Surface of Mars M. Uspekhi fizicheskikh nauk, osa 103, 1971, numero 4, s. 755-768.
• Mariner 7:n ottamat kuvat Marsista NASAn verkkosivuilla