Mariner-6

Mariner-6 ( ing.  Mariner 6 , lit. - marinar), ( Mariner Mars 69A ) - stație interplanetară automată a programului NASA Mariner Mars 1969. Nava spațială a fost destinată cercetării științifice a lui Marte dintr-o traiectorie de zbor.

S-a planificat obținerea de imagini ale suprafeței planetei, informații despre atmosferă și ionosferă.

Mariner 6 este a treia generație de nave spațiale din seria Mariner . Organizația-mamă pentru proiectare, fabricare și testare este Jet Propulsion Laboratory (JPL). Dezvoltarea sistemelor individuale a fost realizată de diferite organizații industriale. Dezvoltarea instrumentelor științifice sa realizat cu participarea instituțiilor de învățământ superior. Designul a început la sfârșitul anului 1965. și practic s-a încheiat în 1967.

Mariner 6 a zburat pe Marte pe 31 iulie 1969 . La 05:19:07 UT, distanța minimă față de planetă era de 3429 km.

Mariner 6 este prima navă spațială care a studiat compoziția atmosferei marțiane folosind tehnici spectroscopice și a determinat temperatura suprafeței din măsurătorile radiației infraroșii.

Constructii

Corpul navei spațiale are forma unui octaedru de 138,4 cm lățime și 45,7 cm înălțime. Carcasă din aliaj de magneziu, neetanșată. Patru panouri solare cu o deschidere de 5,79 m sunt atașate la partea superioară a dispozitivului. O antenă parabolică cu câștig mare de 116,8 cm este montată în partea de sus a navei, în timp ce o antenă omnidirecțională cu câștig redus este montată pe un catarg înalt de 223,5 cm lângă antena parabolică. Înălțimea totală a navei spațiale a fost de 3,35 metri, iar masa a fost de 411,8 kg. Coca este împărțită în opt compartimente, care adăposteau echipamente electronice, cabluri, sistem de propulsie corector, rezervoare de gaz pentru sistemul de control al atitudinii și dispozitive de control. O platformă de scanare cu două axe este situată în centrul suprafeței inferioare a carcasei.

Puterea pentru toate sistemele Mariner 6 a fost asigurată de 17.472 fotocelule , asamblate în patru panouri cu dimensiunile 215 × 90 cm, care puteau genera până la 449 W în apropiere de Marte, energia fiind stocată într-o baterie argint-zinc de 18 celule cu o capacitate de 1200 W h.

Pentru a corecta traiectoria, a fost folosit un motor care dezvolta 222 N de tracțiune, care a funcționat pe un combustibil hidrazină monocomponent .

Orientarea completă pe trei axe a navei spațiale a fost realizată de 12 micromotoare alimentate cu azot comprimat, care au fost montate la capetele panourilor solare. Sistemul de orientare avea trei giroscoape. Informațiile despre orientarea navei spațiale au fost furnizate de senzorii solari (doi principali și patru auxiliari) și senzorul stelei Canopus .

Echipamentul de comunicație de pe Mariner-6 a constat dintr-un transmițător radio duplicat în bandă S (2195 MHz) cu o putere de 20 de wați și un receptor radio. Echipamentul ar putea trimite și primi date printr-o antenă omnidirecțională cu câștig scăzut și o antenă direcțională cu câștig mare. Rata de transfer de date printr-o antenă direcțională parabolică este de 16.200 bps. De asemenea, datele ar putea fi stocate pentru transmisie ulterioară pe casetofonele de la bord: o capacitate digitală de 13.000.000 de biți și o capacitate analogică de 120.000.000 de biți.

Funcționarea tuturor electronicelor era controlată de un subsistem de comandă care putea procesa oricare dintre comenzile primite de la Pământ (53 de comenzi directe sub formă de cuvinte, 5 comenzi de control sau 4 comenzi cu o valoare numerică necesară pentru a efectua o corecție a traiectoriei). Calculatorul central și dispozitivul program-time cu o greutate totală de 11,8 kg au elaborat comenzile de service stocate în memorie, care au fost executate secvenţial la anumite intervale. O frecvență de ceas de 2,4 kHz a fost folosită ca referință de timp.

Regimul de temperatură a fost menținut prin utilizarea panourilor cu obloane instalate pe 6 compartimente cu electronică, precum și termoizolație multistrat, ecrane de protecție din aluminiu lustruit și prelucrare specială a suprafețelor exterioare.

Fiecare dintre navele spațiale din a treia generație, adică Mariner-6 și Mariner-7, a folosit un număr mare de circuite integrate (2682 de piese). Numărul total de componente electronice (condensatori, rezistențe, diode, tranzistoare, circuite integrate etc.) este de 24 520. Când circuitele integrate sunt transformate în elemente discrete, numărul total de componente electronice este de 98 764. Echipamentul electronic a funcționat în vid, numai casetofonele de la bord aveau o carcasă sigilată. Pentru a implementa funcționalitatea Mariner 6 cu o greutate de 411,8 kg folosind elemente discrete, ar fi necesară o navă spațială cu o greutate mai mare de 1 tonă. Aceasta a fost opinia specialiștilor de la Jet Propulsion Laboratory, dezvoltatorii navei spațiale Mariner [1] .

Instrumente științifice

Următoarele instrumente științifice sunt instalate pe Mariner-6:

• spectrometru ultraviolet;
• spectrometru infraroșu cu două canale;
• radiometru cu infraroșu cu două canale;
• o cameră de televiziune cu unghi îngust pentru fotografierea lui Marte;
• cameră de televiziune cu unghi larg pentru a fotografia Marte.
• Nu au fost necesare instrumente științifice pentru experimentul de ocultare radio

Instrumentele științifice sunt plasate pe o platformă de scanare cu două axe. Platforma direcționează instrumentele către anumite zone ale suprafeței în timpul trecerii Mariner în apropierea lui Marte.

O cameră de televiziune cu unghi îngust la o distanță de 3500 km de suprafața lui Marte ar putea fotografia o suprafață de 72 × 84 km, cu detalii de suprafață distinse de 300 m, iar o cameră de televiziune cu unghi larg ar putea fotografia o secțiune de 720 × 840 km cu o rezoluție de 3 km. Obiectivul camerei a creat o imagine dreptunghiulară de 9,6 × 12,3 mm pe vidicon. A fost transformată într-o imagine de televiziune constând din 704 linii cu 935 de elemente pe linie, fiecare element fiind codificat în 256 de niveluri de luminozitate. Astfel, fiecare imagine conținea aproximativ 5.000.000 de biți de informații, de aproximativ douăzeci de ori mai mult decât imaginea Mariner 4.

Program de cercetare:

• Obținerea de imagini pentru a studia starea și proprietățile suprafeței lui Marte, precum și norii, ceață în atmosferă;
• Studiul compoziției atmosferei folosind tehnici spectroscopice;
• Determinarea parametrilor atmosferici (inclusiv presiunea) pe baza datelor din experimentul eclipsei radio;
• Determinarea temperaturii suprafeței din măsurători ale radiației infraroșii a lui Marte.

Toate echipamentele științifice de la bord au fost destinate studiului lui Marte; Mariner-6 nu a efectuat experimente privind studiul spațiului interplanetar [2] .

Progresul zborului

Lansare

Mariner 6 a fost lansat pe 24 februarie 1969 din cosmodromul Cape Canaveral de un vehicul de lansare Atlas-SLV3C cu o treaptă superioară Centaurus D.

Corectarea a fost făcută la 1 martie 1969 cu motorul pornit timp de 5,35 secunde.

Zburarea lui Marte

Marte a fost fotografiat în două etape: 1) când se apropie de planetă și 2) când trece în imediata apropiere a suprafeței planetei.

Cu 50 de ore înainte de cea mai apropiată apropiere de Marte, dispozitivul în timp de program a dat comenzi pentru a încălzi instrumentele științifice, a porni sistemul de conversie a datelor, casetofonele și mecanismul platformei de scanare. Senzorul cu infraroșu pentru capturarea pe distanță lungă a lui Marte este pornit, ceea ce generează o direcție către centrul discului planetei. Platforma de scanare funcționează în modul de urmărire automată pe baza semnalelor de la acest senzor. Cu 48 de ore înainte de cea mai apropiată apropiere, camera cu unghi îngust a început prima sesiune de fotografiere a discului planetei. În 20 de ore, camera a făcut o serie de 33 de fotografii la intervale de 37 de minute. În acest timp, planeta a făcut 5/6 rotații, iar distanța dintre ea și Mariner-6 a scăzut de la 1.241.000 la 725.000 km . Imaginile rezultate au fost înregistrate pe un magnetofon analog și, după încheierea sesiunii de filmare, au fost recepționate pe antena de 63 de metri a stației de comunicații în spațiul profund Goldstone în trei ore. Înregistrarea imaginilor pe banda magnetică a fost ștearsă. Cu 22 de ore înainte de cea mai apropiată apropiere, camera cu unghi îngust a început cea de-a doua sesiune de fotografiere a discului planetei. În 15 ore, camera a primit o serie de 17 cadre. În acest timp, distanța dintre planetă și Mariner 6 a scăzut de la 561.000 la 175.000 km . Imaginile rezultate au fost transmise pe Pământ și înregistrarea a fost ștearsă. Cele mai bune din a doua serie de imagini ale discului marțian arată caracteristici cu un diametru de 25 km (fotografiile telescoapelor terestre arată caracteristici cu un diametru de 150 km). Mariner 6 a făcut 50 de lovituri la distanță lungă.

Odată cu apropierea suplimentară de Marte, linia orizontului planetei este capturată de doi senzori de orizont cu unghi îngust, iar platforma de scanare este comutată la modul de scanare de-a lungul discului planetei. Limitele de scanare de-a lungul a două axe sunt 215 și 64 de grade. Rezultatele măsurătorilor parametrilor fizici ai planetei și atmosferei acesteia de-a lungul căii de scanare care traversează periodic discul planetei sunt înregistrate într-un cod digital pe un magnetofon. În același timp, sunt obținute imagini de televiziune ale regiunilor individuale ale lui Marte de-a lungul căii de scanare. Mariner 6 a fotografiat de aproape secțiunea ecuatorială dintre ecuator și paralela 20 S. SH. Acest site conține zona luminoasă a Deucalions Regio, oaza Juventae Fons și Oxia Pallus. Mariner 6 a zburat pe Marte pe 31 iulie 1969. Distanța minimă a fost de 3429 km la 05:19:07 UT pe 31 iulie. Nava spațială se afla în acel moment la o distanță de peste 96 de milioane de km de Pământ. Cu 15 minute înainte de cea mai apropiată apropiere, două camere de televiziune au început să fotografieze automat planeta la intervale de 42 de secunde între cadre. În fiecare fotografie cu unghi larg, o zonă a fost fotografiată cu o cameră TV cu unghi îngust. Fotografiile cu unghi larg au fost suprapuse, aproximativ jumătate din suprafață a fost fotografiată de două ori. La jumătatea sesiunii de filmare, platforma de scanare a înclinat camerele TV spre nord pentru a fotografia zona întunecată a Sinusului Meridiani. Sesiunea de filmare a durat 17 minute, Mariner-6 a primit 24 de prim-planuri care au fost înregistrate pe un magnetofon analog. Datele din instrumentele științifice și imaginile din următoarele zile au fost transmise pe Pământ. Apoi, Mariner-6 a continuat să lucreze în modul de zbor interplanetar.

Din cauza problemelor cu sistemul de răcire, primul canal al spectrometrului în infraroșu nu a fost suficient de răcit, astfel încât măsurătorile în intervalul 6-14 microni nu au putut fi efectuate.

Sfârșitul zborului

Nava spațială se află în prezent pe o orbită heliocentrică .

Rezultate științifice

Mariner 6 și Mariner 7 au făcut fotografii de aproape 20% din suprafața lui Marte cu o cameră de televiziune cu unghi larg. Au fost identificate suprafețe de trei tipuri: 1) zone acoperite cu cratere, 2) zone haotice acoperite cu o rețea dezordonată de creste scurte și văi de 1-3 km lățime și 2-10 km lungime, 3) zone fără detalii de relief. Nu există cratere sau alte caracteristici de relief în regiunea rotundă luminoasă a Hellasului, până la limita de rezoluție a unei camere cu unghi îngust de aproximativ 300 m. Există multe opțiuni de tranziție între aceste trei tipuri. Au fost găsite două tipuri de cratere: cratere mari cu fund plat și cratere mici în formă de cazan. Valoarea raportului dintre diametrul craterului și adâncimea este de la 100 la 1. Unele oaze sunt identificate cu cratere mari cu fundul întunecat (Juventae Fons) sau grupuri de cratere (Oxia Pallus). Canalele marțiane sunt recunoscute ca formațiuni întunecate solide alungite (Agathodaemon, Cerberus), ca lanțuri liniare ale mai multor cratere cu fundul întunecat (Cantabras, Gehon), ca lanțuri de pete întunecate de formă neregulată.

În atmosferă, conform spectrometrului ultraviolet, azot și oxizi de azot nu au fost detectați. Înainte de zborul lui Mariner 4, astronomii credeau că atmosfera marțiană consta în principal din azot și, pe baza acestei premise, au propus modele ale compoziției atmosferei. Pe baza experimentului de ocultare radio Mariner-4, luând în considerare observațiile spectroscopice de pe Pământ, s-a constatat că dioxidul de carbon este de cel puțin 80%. Măsurătorile spectrometrice ale Mariner-6 și Mariner-7 au constatat că atmosfera conține 98% dioxid de carbon.

Calotele polare sunt cel puțin parțial compuse din dioxid de carbon solid. Un spectrometru în infraroșu a detectat benzi de CO2 solid.

Mariner 6, folosind un radiometru cu infraroșu, a măsurat temperatura în 600 de zone ale suprafeței. La prânz, temperatura ajunge la +17 °C, noaptea scade sub -75 °C. Zonele întunecate sunt mai calde decât zonele luminoase.

Atmosfera a fost sunat folosind metoda ocultarii radio. Semnalul Mariner-6 a fost transmis la o frecvență de 2195 MHz . Nava spațială a dispărut în spatele discului lui Marte, lângă vârful vestic al golfului dublu al Sinusului Merediani. Presiunea acolo a fost de 6,8 mb, temperatura a fost de aproximativ -13 °C. Eclipsa radio a durat 20 de minute. Mariner 6 a lăsat discul lui Marte pe partea de noapte, lângă polul nord, la coordonatele 79c. sh., 274v. e. Presiunea aici s-a dovedit a fi de 6,5 mb, temperatura a fost de aproximativ -113 °C.

Fapte interesante

• Spre deosebire de stațiile interplanetare automate sovietice Marte , corpul stațiilor interplanetare automate din seria Mariner nu este etanș.
• Spre deosebire de stațiile interplanetare automate sovietice Marte, un număr mare de circuite integrate sunt utilizate în stațiile interplanetare automate Mariner-6 - Mariner-10.
• Voalarea a fost observată în imaginile Mariner 4, ceea ce a condus la concluzia că pe Marte există o atmosferă tulbure până la altitudini de 150 km. Cu toate acestea, Mariner 6 și Mariner 7, în care nu există voalare în imagini, au infirmat nebulozitatea atmosferei. Se pare că optica camerei TV Mariner-4 a fost contaminată.

Vezi și

• Mariner (KA)  - stații interplanetare automate din seria Mariner
• Mariner 4  este o stație interplanetară automată. Prima explorare a lui Marte dintr-o traiectorie de zbor, primele imagini de la distanță apropiată.
• Mariner 7  este o stație interplanetară automată. Explorarea lui Marte dintr-o traiectorie de zbor.
• Mariner 9  este o stație interplanetară automată. Primul satelit artificial al lui Marte.
• Exploration of Mars  - O privire de ansamblu asupra explorării lui Marte prin metode clasice de astronomie și cu ajutorul navelor spațiale.

Note

1. ↑ Norris. Nava spațială „Mariner-69”. - M .: Întrebări despre tehnologia rachetelor, 1969 nr. 9. - 3-14 s.
2. ↑ Mariner 6 . Data accesului: 17 ianuarie 2013. Arhivat din original pe 27 februarie 2017. (nedefinit)

Literatură

• Micho Sh . Planeta Marte. - M . : Mir, 1970. - 224 p.

• Konashenok V.N., Kondratiev K.Ya. Noutăți despre Venus și Marte. - L . : Gidrometeoizdat, 1970. - 51 p.

• Leighton R. Suprafața lui Marte. - M .: Pământul și Universul, 1971 Nr. 2. - 39-41 p.

• Norris. Nava spațială „Mariner-69”. - M .: Întrebări despre tehnologia rachetelor, 1969 nr. 9. - 3-14 s.

• Nou despre Marte. - M . : Mir, 1974. - 195 p.

• Bronshten V. A. Planeta Marte. — M .: Nauka, 1977. — 96 p.

Link -uri

• Mariner 6 pe site-ul NASA
• Mariner 6 pe site-ul NASA
• Mariner-6 pe site-ul Jet Propulsion Laboratory
• Leighton R. Surface of Mars Uspekhi fizicheskikh nauk, vol. 103, 1971, numărul 4, pp. 755-768.
• Imagini cu Marte realizate de Mariner 6, pe site-ul NASA