Marinovat 6

Model vesmírné sondy Mariner 6. Všeobecné údaje

Organizace	NASA
Stavitel	Laboratoř tryskového pohonu
Program	Marinovat
Pole	Pozorování planety Mars
Typ mise	Planetová sonda
Počet kopií	2
Postavení	Mise splněna
Ostatní jména	Mariner-F
Spouštěcí základna	Cape Kennedy, LC-36B
Zahájení	24. února 1969 v 01:29:02 UT
Spouštěč	Atlas-Centaur # AC-20 (Atlas 3C # 5403C - Centaur D-1A)
Přehled o	březen
Konec mise	31. července 1969
Doba trvání	6 měsíců (primární mise)
Identifikátor COSPAR	1969-014A

Technická charakteristika

Mše při startu	411,8 kg
Hromadné nástroje	57,6 kg
Pohon	Chemikálie
Ergoly	Hydrazin
Kontrola postoje	Stabilizováno ve 3 osách
Zdroj energie	Solární panely
Elektrická energie	800 W (Země) 449 W (březen)

Obíhat

Obíhat	Heliocentrický
Periapsis	1,14 AU
Apoapsis	1,75 AU
Doba	??? dnů

Hlavní nástroje

Infračervený spektrometr	Infračervený spektrometr
Dvoukanálový infračervený radiometr - povrchová teplota Marsu	Dvoukanálový infračervený radiometr - povrchová teplota Marsu
Ultrafialový spektrometr	Ultrafialový spektrometr
Experiment s nebeskou mechanikou	Experiment s nebeskou mechanikou
Experiment zákrytů v pásmu S.	Okultní experiment v pásmu S.
Televizní kamerový systém Mars	Zobrazovací systém využívající televizní kamery
Monitor toku tavidla (kónický radiometr)	Monitor toku tepelné regulace
Obecný experiment relativity	Obecný experiment relativity

Mariner 6 je šestá vesmírná sonda v programu Mariner . Bylo zahájeno NASA dne25. února 1969odpalovačem Atlas-Centaur, výkonnějším než odpalovač Atlas-Agena D, umožňující těžší přístroje, pořizovat fotografie planety Mars . Provádí druhý průlet planety Mars a odesílá první detailní snímky povrchu Marsu a skutečně první snímky blízké jiné planety. Sondy Mariner 6 a Mariner 7 jsou dvě identické prostorové sondy.

Mariner 6 váží 411,8 kg a je vybaven dvěma spektrometry ( ultrafialovým a infračerveným ), infračerveným radiometrem , širokoúhlou televizní kamerou a dalším s ohniskovou vzdáleností 508 mm . Přenosový systém odesílá výsledky rychlostí 2 kb / s . A to zahrnuje experiment rádiového zákrytu.

I když je to stále 1 225 000 km od planety Mars , fotoaparáty pořídí 33 fotografií planety. To letí přes jižní polokouli na 3,429 kilometrů na31. července 1969a trvá vzorkování teploty v rozmezí od -73 ° C do -125 ° C . Tlak se počítá při 6 milibarech . Sonda pořídí celkem 75 fotografií, které vysílá na Zemi .

Tato mise zůstala bez povšimnutí široké veřejnosti, která se v té době zaměřila na první kroky Člověka na Měsíci .

souhrn

Vesmírné sondy Mariner 6 a Mariner 7 zahrnují misi duální vesmírné sondy na planetu Mars, šestou a sedmou misi v sérii sond sondy Mariner , které se používají pro průzkum planet v režimu vznášení. Hlavními cíli misí je studium povrchu a atmosféry Marsu během blízkých přeletů s cílem položit základy budoucím misím, zejména těm, které se týkají hledání mimozemského života , a demonstrovat a rozvíjet technologie potřebné pro budoucí mise na Mars a další dlouhodobé projekty, daleko od slunce .

Mariner 6 si rovněž klade za cíl poskytnout zkušenosti a data užitečná pro plánování průletu Mariner 7 o pět dní později. Každé kosmické vozidlo nese širokoúhlou televizní kameru a úzkoúhlou televizní kameru, infračervený spektroskop , infračervený radiometr a ultrafialový spektroskop. Mariner 6 je plně zaměřen na získávání planetárních dat a žádná data nejsou získávána při cestování na nebo za planetu Mars. Pro studium meziplanetárního média neexistují žádné experimenty .

Popis vesmírného vozidla

Kosmická loď Mariner 6 se skládá z osmihranné plošiny z hořčíku , úhlopříčky 138,4 cm a hloubky 45,7 cm . Na horní straně plošiny je namontována kónická nástavba, která obsahuje anténu s vysokým ziskem o průměru 1 ma průměrem čtyři solární panely, každý o rozměrech 215 × 90 cm, které jsou připevněny k horním rohům plošiny. Rozpětí vesmírné sondy je 5,79 metrů, když jsou nasazeny solární panely. Všesměrová anténa s nízkým ziskem je namontována na vysokém stožáru 2,23 m od antény s vysokým ziskem. Pod osmibokou platformou je dvouosá skenovací platforma, která obsahuje vědecké přístroje. Celková hmotnost vědeckých přístrojů je 57,6 kg . Výška vesmírné sondy je 3,35 metru.

Sonda Mariner 6 je stabilizována na třech osách pomocí tří gyroskopů a dvou sad šesti trysek studeného plynného dusíku namontovaných na koncích solárních panelů, hledače hvězd Canopus a také dvou primárních solárních kolektorů. Než čtyř sekundárních senzorů. Pohon zajišťuje tahový raketový motor 223 N namontovaný na plošině, který využívá hydrazin monergol . Tryska se 4proudovou lopatkovou vektorovou regulací vyčnívá z osmiboké platformy. Energii dodává 17 472 fotovoltaických článků o rozloze 7,7 m 2 pro čtyři solární panely. Ty mohou poskytnout 800 W energie blízko Země a 449 W blízko Marsu. Maximální požadovaný výkon je 380 W při letu nad planetou Mars. K zajištění záložního napájení se používá 1200 Wh stříbro-zinková baterie . Tepelné regulace je dosaženo použitím nastavitelných žaluzií po stranách hlavní plošiny.

Pro telekomunikace jsou k dispozici tři telemetrické kanály . Kanál A obsahuje technická data na 8,33 nebo 33,33 b / s, kanál B obsahuje vědecká data na 66,67 nebo 270 b / s a kanál C obsahuje vědecká data na 16 200 b / s. Komunikace probíhá přes antény s vysokým a nízkým ziskem, přes trubici s vlnou 10/20 wattů a zesilovače pásma S pro přenos a jediný přijímač. Analogový magnetofon s kapacitou 195 milionů bitů může ukládat televizní obraz pro pozdější přenos. Ostatní vědecká data jsou uložena v digitálním zapisovači. Řídicí systém, který se skládá z centrálního počítače a řadiče (CC&S - Central Computer and Sequencer ) o hmotnosti 11,8 kg , je navržen tak, aby provozoval Mariner 6 nezávisle a bez zásahu pozemního ovládání, je navržen tak, aby spouštěl konkrétní události v konkrétních časech. Program CC&S je naprogramován se standardní misí a záložní misí před spuštěním, lze jej však ovládat a programovat za letu. Může provádět 53 přímých příkazů, 5 řídicích příkazů a 4 kvantitativní příkazy.

Popis nástrojů

Vesmírná sonda má osm nástrojů:

Celestial Mechanics Experience ( Celestial Mechanics Experiment ), v tomto experimentu se sledovací data sondy Deep Space Network (DSN) Mariner 6 používají k získání lepších měření, prostorová data sondy pro měření vzdálenosti a vzdálenosti se získávají pomocí palubního transpondéru společně se zařízením DSN (zpožděná doba zpoždění udávající dosah Marineru 6 od Země) a telemetrickým signálem Marineru 6 ( Dopplerův posun udávající rychlost dosahu). Tato data se zase používají k zajištění přesného určení různých astronomických veličin, jako je hmotnost Marsu, efemeridy Marsu a Země a symetrie gravitačního pole Marsu.
Zkušenosti z obecné relativity ( General Relativity Experiment ), z této zkušenosti se nevrátila žádná data.
Infračervený spektrometr ( Infrared Spectrometer ), získává se spektrální měření tepelné emise v infračerveném záření z povrchu a atmosféry Marsu za účelem stanovení: 1 složení atmosféry, včetně polyatomových molekul souvisejících se životem , 2 ° teploty povrchu, 3 ° složení povrchu, 4 ° topografie povrchu, 5 ° složení polárního uzávěru jižního pólu a 6 ° infračervené emisní charakteristiky jasného limbu. Experiment, namontovaný na spodní části osmiboké skenovací platformy vesmírné sondy, využívá infračervený spektrometr skládající se z dalekohledu, optických zaostřovacích čoček a zrcadel, interferenčního filtru s proměnným klínem, který vybírá vlnové délky dosahující detektorů a infračerveně chlazených detektorů. Pozorovaná spektra pokrývají oblast vlnových délek 1,9-14,3 μm a jsou poskytována kanálem 1 (4,0-14,3 μm ), který pracuje na světlo vyzařované planetou a nadále získává měření na opačné straně planety, a kanál 2 ( 1,9 až 6,0 μm ), které pracují na odraženém slunečním záření . Dalekohled přístroje má zorné pole 2 °, takže při nejbližším průletu (přibližně 3 400 km ) je geografické rozlišení přibližně 120 km krát 3 km a při jediném skenování přibližně 120 km krát 120 km . Získané spektrální rozlišení je 0,5 až 1%. Přibližně 29 minut dat se získá během rovníkového skenování během letu nad Mariner 6,31. července 1969. Kvůli selhání kryostatu kanálu 1 se však získají pouze hodnoty kanálu 2. Kvalita dat je vynikající.
Zobrazovací systém využívající televizní kamery ( Mars TV Camera System ), dvě televizní kamery , jedna ve středním rozlišení ( širokoúhlý ) a druhá ve vysokém rozlišení (úzký úhel), jsou součástí vědecké instrumentace sondy Mariner 6. Širokoúhlý úhlová kamera, která má zorné pole 11 krát 14 ° a ohniskovou vzdálenost 50 mm , pokrývá stokrát větší plochu než kamera s úzkým úhlem a nepoužívá se než u snímků zblízka. Kamera s úzkým úhlem, která se používá pro snímky při letu směrem a pryč, má ohniskovou vzdálenost 508 mm a poskytuje 10násobek lineárního rozlišení širokoúhlého fotoaparátu. Závěrky kamer jsou měřeny pro zajištění střídavé a překrývajících širokoúhlé obrázky a s úzkým úhlem, poskytující 75 obrazy obou systémů (26 a 49 detailní obrázky vzdálených obrazů, plus zlomek 50 th Obrázek vzdálené přehled). Snímky průletu kolem Marsu jsou pořízeny mezi 13 minutami 59 sekundami před průletem a 2 minutami 55 sekundami po průletu, který protíná rovníkové zóny planety a zahrnuje známé světlé a tmavé rysy marťanského povrchu. Snímky vzdáleného průletu jsou získávány ve dvou sériích operací. V první sérii bylo získáno 33 fotografií mezi 48 hodinami a 28 hodinami před letem. Ve druhé sérii je 17 snímků pořízeno mezi 22:00 a 7:00 z přeletu nejblíže k povrchu. Obrazy jsou kódovány a zaznamenány do subsystémů televize a ukládání dat. U každého obrazu produkovaného kamerami se na Zemi přenášejí tři odlišné kódované verze - jeden kompozitní analogový video obraz (CAV - Composite Analog Video ), jeden digitální video obraz (DV - Digital Video ) a jeden digitální obraz každých dvacátých osmin (ETE - Každý dvacátý osmý) digitální obraz. Rekonstrukce videa spočívá v kombinaci tří datových toků (CAV, DV a ETE). Toto generuje obrazová data tak, jak existují, vycházející z hlav kamer. Přenesené video magnetické pásky se zobrazují na katodové trubici a fotografují se na 70 mm filmu, aby se vytvořily nezpracované obrazy. Jsou také digitálně zpracovány počítačem IBM 360/44 pro vylepšení obrazu a IBM 360/75 pro potlačení šumu za účelem získání verzí obsažených v datových sadách.
Occultation band by experience S ( S-Band Occultation Experiment ) V tomto experimentu jsou změny frekvence, fáze a amplituda sledovacího a telemetrického signálu S pásmo (2300 M Hz ), bezprostředně před a po zakrytí vesmírné sondy planetou Mars , se používají k získání teploty, tlaku a hustoty spodní plynné atmosféry Marsu a hustoty nabitých částic v marťanské ionosféře.
Monitorujte řízení tepelného toku - kónický radiometr ( Thermal Control Flux Monitor - Conical Radiometer ), z této zkušenosti se nevrátila žádná data.
Radiometr dvoukanálový infračervený - teplota povrchu Marsu ( dvoukanálový infračervený radiometr - březnová povrchová teplota ), ekvivalentní teplota černého tělesa povrchu Marsu se stanoví pomocí radiometrového infračerveného dvoukanálového, který měří infračervené energie emitovaná v pásmech 8 až 12 μm a 18 až 25 μm a má dynamický rozsah 120 až 330 ° K. Dva kanály umístěné v atmosférických oknech zvýrazňují horní a dolní teplotu tohoto rozsahu. Celý experiment je umístěn ve spodní části osmiboké skenovací platformy vesmírné sondy. Radiometr se skládá ze dvou refrakčních dalekohledů, z nichž každý je vybaven nechlazeným detektorem termopilního antimonu - vizmutu . Experiment využívá optický sled, který zahrnuje rotující zrcadlo, které odráží energii dopadající v dalekohledech. Zrcadlo má tři ortogonální polohy . První poloha vidí prázdný prostor a získá nulovou referenční energii, druhá vidí planetu Mars a třetí měří tepelnou energii emitovanou teplotní kalibrační deskou. Po prohlížení prostoru pro jeden snímek (4,2 sekundy) se provede 13 pozorování planety v 2,1sekundových intervalech v každém kanálu vlnové délky. Poté se po krátkém pohledu na teplotní referenční desku provede dalších 14 planetárních pozorování. Cyklus, který trvá 63 sekund (15 snímků), se poté opakuje, počínaje pohledem na prostor. Přibližně 21 minut dat je získáno dne31. července 1969, když se vznášíte, skrz a za terminátor v rovníkových oblastech. Data se používají ke stanovení tepelné setrvačnosti povrchového materiálu Marsu a také k povaze proměnlivé struktury půdy na Marsu. Kvalita dat je dobrá. Data jsou korigována na vyšší než očekávanou odezvu na záření mimo osu.
Ultrafialový spektrometr ( ultrafialový spektrometr ), spektrální měření se provádějí ultrafialovým zářením emitovaným atmosférou Marsu v důsledku rozptylu rezonancí slunečního záření v horní atmosféře, záření rezonancí, fluorescence a excitační fotoelektroniky neutrálních a iontových složek nalezených v nižší marťanská atmosféra. Stanoví se následující parametry: přítomnost určitých atomů , iontů a molekul v horní a dolní atmosféře, jejich příslušné výšky stupnice, stupeň atmosférického Rayleighova rozptylu v důsledku oxidu uhličitého a povrchová odrazivost v ultrafialových paprskech. Přístroj je skenovací monochromátor Ebert-Fastie se dvěma detektory fotonásobiče , který se používá v ohniskové rovině odrážejícího planetárního koronografu . Příchozí světlo prochází zmateným stínem a dopadá do zrcadla primárního dalekohledu, který zaostřuje světlo štěrbinou na sekundárním zrcátku. Odtud je světlo zaměřeno na vstupní štěrbinu spektrometru. Při vstupu do spektrometru je záření kolimováno první polovinou Ebertova zrcadla na difrakční mřížce. Rozptýlené světlo je poté zaostřeno na výstupní štěrbiny druhou polovinou Ebertova zrcadla. Pro každý ze dvou detektorů je k dispozici samostatný výstupní slot. Poloha spektrálních obrazů vzhledem k výstupním štěrbinám se kontroluje cyklickým skenováním mřížky, přičemž skenování s nízkou a vysokou vlnovou délkou trvá 2,82 sekundy a návrat mřížky trvá 0,18 sekundy. Oblast vlnových délek 1900 A až 4300 A je pokryta v prvním pořadí, jak je znázorněno jedním ze dvou štěrbin, a rozsah 1100 A až 2100 A měřený ve druhém pořadí druhým. Detektor fotonásobiče používaný pro rozsah dlouhých vlnových délek pracuje ve dvou režimech zesílení, takže lze provádět platná měření v celém dynamickém rozsahu od 100 do 10 000 paprskových světel . Spektrální rozlišení přístroje je 20 A až 2950 A v prvním pořadí. Spektrum je vytvářeno každé 3 sekundy a obsahuje 600 hodnot z každého ze dvou detektorů. Třicet šest hodnot se používá jako měření doby svěřenecké a 564 pro spektrální měření . Po přeletu byla také provedena měření záření Lyman-alfa při 1216 A. Méně než 30 minut dat je získáno z obou kanálů během rovníkového rozmítání, když se vznášíte nad Mariner 6,31. července 1969. Kvalita dat je srovnatelná s nejlepšími daty získanými sondážními raketami v oblasti 130 km a více zemské atmosféry .

Provádění mise

Planetární sonda Mariner 6 je vypuštěn z odpalovací rampě LC-36B ze základny zahájení Cape Kennedy na25. únorav 01:29:02 UT (Mariner 7 je spuštěn o 31 dní později). Toto je první mise zahájená na odpalovacím zařízení Atlas-Centaur (AC-20) skládající se z odpalovacího zařízení Atlas 3C a fáze Centaur, kterou lze restartovat. První stupeň se uvolní 04 min 38 s po startu, poté se kentaurský stupeň rozsvítí na 7,5 minuty, aby se vstříkla vesmírná sonda přímou trajektorií směrem k planetě Mars. Poté, co se Mariner 6 oddělí od stádia kentaurů, jsou solární panely nasazeny.

Korekce kurzu zahrnující vystřelení hydrazinového raketového motoru po dobu 5,35 sekundy nastane1 st 03. 1969. O několik dní později se aktivují výbušné ventily, které odemknou zametací plošinu. Určité lehké částice uvolněné během exploze odvádějí pozornost hledače hvězd Canopus a zámek polohy je dočasně ztracen. Bylo rozhodnuto umístit Mariner 6 na setrvačné vedení (pomocí gyroskopů ) pro přelety planety Mars, aby se zabránilo podobné události.

The 29. července 196950 hodin před přeletem planety Mars je skenovací platforma nasměrována na Mars a vědecké přístroje se uvedou do pohybu. Snímky Marsu začínají o 2 hodiny později. Po dalších 41 hodin se pomocí úzkoúhlé televizní kamery pořídí 49 snímků přiblížení k planetě Mars (plus zlomek 50. snímku). The31. červencev 05:03 UT začíná fáze průletu, která zahrnuje zachycení 26 detailních snímků každých 42 sekund. V důsledku poruchy chladicího systému není kanál 1 infračerveného spektrometru dostatečně chlazen, aby umožňoval měření v rozmezí od 6 do 14 mikrometrů; v tomto rozsahu tedy nejsou získána žádná infračervená data.

Nejbližší přelet (jižně od marťanského rovníku) se uskutečnil v 0519:07 UT ve vzdálenosti 3429 km od marťanského povrchu . O jedenáct minut později Mariner 6 prošel za planetu Mars a znovu se objevil po 25 minutách. Údaje o pásmu X zákrytů Marsu jsou odebírány během vstupní a výstupní fáze. Vědecká a obrazová data jsou přenášena během následujících dnů, přibližně 20 hodin po průletu, rychlostí jednoho snímku každých 5 minut. Prostor sonda se pak vrátí do režimu tempomatu, který zahrnuje technické a komunikační testy, hvězda fotografování televizní testy a ultrafialové skeny z Mléčné dráhy a oblast obsahující komety 1969-B. . Rovněž se provádí periodické sledování vesmírné sondy na její heliocentrické oběžné dráze .

Připomínáme , že 10 dní před plánovaným spuštěním hry Mariner 6, tj.15. února 1969, zatímco je vesmírná sonda nahoře na odpalovacím zařízení Atlas-Centaur, vadný spínač otevírá hlavní ventily prvního stupně Atlasu. Tím se uvolní tlak podporující strukturu odpalovače Atlas-Centaur a jak se odpalovač snižuje, začne se hroutit. Dva členové pozemní posádky začali tlačit na pumpy a bránili tak dalšímu zhroucení konstrukce. Vesmírná sonda Mariner 6 je odstraněna, poté umístěna na jiný odpalovač Atlas-Centaur a spuštěna podle plánu. Dva členové pozemního personálu, kteří riskovali své životy, aby se vyhnuli zhroucení dvanáctipodlažního odpalovacího zařízení, obdrží medaili výjimečné statečnosti ( NASA Exceptional Bravery Medal ) NASA .

Vrácení dat pro Mariner 6 a Mariner 7 je 800 milionů bitů. Mariner 6 posílá 49 snímků svého průletu planetou Mars a 26 detailních snímků Marsu a Mariner 7 zasílá 93 snímků svého průletu a 33 detailních snímků. Detailní fotografie z průletu pokrývají 20% povrchu Marsu. Přístroje vesmírné sondy měří ultrafialové a infračervené emise a refrakčnost marťanské atmosféry. Obrázky ukazují, že povrch Marsu je velmi odlišný od povrchu Měsíce , na rozdíl od výsledků Marinera 4 . Uzávěrka jižního pólu je identifikována jako složená převážně z pevného oxidu uhličitého . Atmosférický tlak se odhaduje na 6 až 7 MB . Atmosférické složení je asi 98% oxidu uhličitého. Rozhlasová věda zdokonaluje odhady hmotnosti, poloměru a tvaru planety Mars. NASA nadále přijímat data z Mariner 6 do poloviny roku 1971.

Poznámky a odkazy

Poznámky

Reference

Bibliografie

(en) Paolo Ulivi a David M. Harland, Robotický průzkum sluneční soustavy, 1. část Zlatý věk 1957-1982 , Chichester, Springer Praxis,2007, 534 s. ( ISBN 978-0-387-49326-8 )