Organisasjon | NASA |
---|---|
Bygger | Jet Propulsion Laboratory |
Program | Mariner |
Felt | Observasjon av planeten Mars |
Mission typen | Planetær sonde |
Antall kopier | 2 |
Status | Oppdrag fullført |
Andre navn | Marinate-D |
Start base | Cape Canaveral, LC-12 |
Start |
28. november 1964klokka 14:22:01 UT |
Launcher | Atlas - Agena D # 12 |
Oversikt over | Mars, |
Oppdragets slutt | 31. desember 1967 |
Varighet | 1119 dager |
COSPAR-identifikator | 1964-077A |
Nettstedet | www.jpl.nasa.gov/missions/mariner-4 |
Messe ved lansering | 260,8 kg |
---|---|
Framdrift | Kjemisk |
Ergols | Hydrazin |
Holdningskontroll | Stabilisert på 3 akser |
Energikilde | Solcellepaneler |
Elektrisk energi | 700 watt |
Bane | Heliosentrisk |
---|---|
Periapsis | 1.1086 AU |
Apoapsis | 1.5731 AU |
Periode | 567,11 dager |
Tilbøyelighet | 2,54374 ° |
Mars TV-kameraeksperiment | TV-kamerasystem |
---|---|
Helium Magnetometer | Interplanetært magnetfelt |
Solar Plasma Probe | Solvind vindsensor |
Fanget strålingsdetektor | Strålingsdetektor |
Partikkeldetektor | Strålebelte og solpartikler |
Cosmic-Ray Telescope | Studie av kosmisk stråling |
Kosmisk støvdetektor | Kosmisk støvdetektor |
Mars okkultasjonseksperiment | Mars okkultasjonseksperiment |
Celestial Mechanics Experiment | Celestial Mechanics Experiment |
Mariner 4 er den fjerde romsonden i Mariner-programmet . Den ble lansert av NASA den28. november 1964å ta bilder av planeten Mars . Den utfører den første flyturen over planeten Mars, sender de første bildene av Marsoverflaten og faktisk de første nærbildene av en annen planet. Bildene av den sterile, krater-strødde overflaten forbløffer det vitenskapelige samfunnet. Den totale kostnaden for Mariner 4-oppdraget er US $ 83,2 millioner .
NASA godkjenner to romsonder for Mariner-prosjektet i 1964 November 1962. Hovedmålet med Mariner 4, kalt Mariner-D, er å fotografere overflaten av planeten Mars ved hjelp av et enkelt fjernsynskamera festet til en plattform som kan returnere opptil 22 bilder etter en tur fra nesten åtte måneder, under overflyging og overføring dem til jorden og for å utføre vitenskapelige målinger.
Mariner 4 er en romsonde som brukes til utforskning av planeten i svevemodus og representerer den første vellykkede overflygingen av planeten Mars, og sender de første bildene av Mars-overflaten. Disse representerer de første bildene av en annen planet sendt fra det dype rommet. Mariner 4 er designet for å gjennomføre vitenskapelige observasjoner av planeten Mars og å overføre dem til jorden.
Andre mål for oppdraget er å utføre målinger av magnetfeltet og partiklene til det interplanetære mediet som ligger i nærheten av planeten Mars og å gi teknisk erfaring og kunnskap for langvarige interplanetære flyreiser .
Mariner 4 er et romfartøy på 260,8 kg. Elektrisk energi til alle eksperimenter og funksjoner er levert av 28 244 solceller montert på fire solpaneler designet for å distribuere under flyging. Cellene gir 700 W elektrisk kraft, som blir konvertert til forskjellige former for å betjene romføler og lade det innebygde batteriet. Når de flyr over planeten Mars, produserer de 300 W, noe som representerer en sikkerhetsmargin for nyttelasten.
Mariner 4 romføler består av en åttekantet plattform 127 cm diagonal og 45,7 cm høy. Fire 176 × 90 cm solcellepaneler utvidet med 0,65 m 2 solblad er festet til toppen av understellet, noe som gir kjøretøyet et vingespenn på 6,88 m . En fast parabolantenn på 116,8 cm i diameter er montert i midten av toppen av plattformen, mens en rundstrålende antenne med lav forsterkning er montert på enden av en 2.235 m mast innebygd ved foten av lignelsen. Romsonden har en total høyde på 2,89 m .
På bunnen av plattformen er TV-kameraet montert på utsiktsplattformen. De åtte sidene av den åttekantede plattformen er dannet av kurver for elektronisk utstyr og fremdriftssystemet for kurskorrigering. Inne i denne plattformen er drivstoffreservene for fremdrift og holdningskontroll , som dermed drar nytte av et temperaturstyrt rom. Temperaturen styres av varmeisolasjon, av radioaktiviteten til de forskjellige overflatene og reguleres av bevegelige lameller på seks av åtte sidene av åttekantet. Vitenskapelige instrumenter er plassert utenfor plattformen.
En akkumulator sølv-sink 1200 Wh brukes i faser der solcellepanelene ikke er orientert mot solen .
Hoveddrivkraften leveres av en motor 222 N til monopropellant hydrazin som styrer rakettmotoren av fire jetror, som ligger på den ene siden av plattformen. Holdningskontrollen drives av 6 par kalde gassformige nitrogenpropeller som er plassert i endene av solcellepanelene, tre gyroskoper og forøvrig av solbladene. Sondens holdning er låst i tonehøyde og gjeng av solpekere som automatisk orienterer den mot solen, så justeres rullen av en stjernesøker mot Canopus , den lyseste stjernen i den sørlige stjernebildet . Carina , denne siste operasjonen tok da nesten en dag som skal gjennomføres.
Telekommunikasjonssystemet fungerer i S-bånd og består av en enkelt mottaker og en sender basert på enten en 7 W dobbel triode eller et 10 W vandrende bølgerør , data kan mottas eller overføres ved 33,33 bit / s eller 8,33 bit / s , disse forskjellige alternativene var avhengig av avstanden til sonden. Dataene kan også lagres på en 4-spors opptaker med en kapasitet på 5,24 Mbits for senere overføring.
Romsonden har ni instrumenter:
De 14. juli 1965kl 00 h 18 UT, begynner sekvensen for opptak av bildene. Vidicon-fjernsynskameraet gjennomgår analog-til-digital konvertering og data lagres med 240 000 bits per ramme (hver ramme var 200 linjer med 200 piksler, 6 bits per piksel) på et 0,64 cm x 2-spors magnetbånd. 100 m langt, i stand til å ta opp litt over 21 bilder. Båndhastigheten på opptakshodet skal være omtrent 31 cm per sekund, med stopp mellom rammer for å lagre bånd. To av tre bilder er tatt opp på båndet, noe som resulterer i en kjede med overlappende par fargebilder som strekker seg over hele Mars overflate. Dataene overføres etter okkultasjonen av romsonden av planeten Mars av radioundersystemet fra 15 til24. juli 1965og bildedata blir behandlet i sanntid av et 7044/7094 system for behandling av Ranger TV-behandlingsprogrammer og for konvertering til filmopptak. Konverteringen av elektriske signaler til et optisk bilde utføres av videofilmopptakeren ved bruk av 64 nyanser. Forsøket gir 21 bilder i tillegg til 21 linjer av 22 nd bildet. Denne forestillingen indikerer en normal opptakssekvens. Databehandlingsprogrammer produserer fotografier med høyere kontrast enn de rå bildedataene.
De 6. desember 1964klokka 17:00 UT, en uke etter lansering, indikerte plasmasondemonitoren at instrumentets høyspenning var nedverdigende. Instrumentet fortsetter å fungere, men de oppgitte dataene er gitt i en kompleks form og tillater ikke at målinger kan utføres på bestemte energinivåer i en periode.
Den fangede strålingsdetektoren inkluderer tre Geiger-Müeller-detektorer, betegnet A, B og C, og en 35 mikron overflatebarriere-elektronisk detektor med to nivåer av diskriminering, betegnet D1 og D2. Selve instrumentet, en rektangulær eske på ca. 14 × 13 × 7 cm med 4 utstikkende rør på den ene siden, har en masse på ca. 1,2 kg. De fire rørene er de koniske kollimatorene til de fire detektorene og er plassert vinkelrett på siden av boksen. Instrumentet er montert slik at aksen til kollimatorene B, C og D, alle parallelle, gir en vinkel på 70 ° med rullevinkelen til Mariner 4 og at kollimatoren A er i en vinkel på 135 °. Rulleaksen holdes innenfor 1 ° orientert direkte mot solen, kollimatorene B, C og D er orientert 70 ° fra solen, og kollimatoren A 45 ° i motsatt retning av solen. Vinkelen på toppen av kollimatorene er 60 °, slik at partikler oppdages innenfor ± 30 ° fra vinklene som er oppført ovenfor. Skjermingen av sideveggene har en minimum tykkelse som forhindrer inntrengning av 50 MeV protoner. Et nikkelfoliedeksel , med en luftekvivalent tykkelse for alfapartikler på 0,22 mg / cm 2 , er plassert foran detektoren for å beskytte den mot solstråling . Detektorene A, B og C er Geiger-Müeller 6213 tellere med et dynamisk område på 0,6 til 10 000 000 tellinger per sekund og en rundstrålende geometrisk faktor på 0,15 cm 2 . Detektor A er følsom for elektroner> 45 keV og protoner> 670 ± 30 keV. Den har en ensrettet geometrisk faktor på 0,044 ± 0,005 cm 2 i steradian . Teller B er følsom for elektroner> 40 keV og protoner> 550 ± 20 keV med en ensrettet geometrisk faktor på 0,055 ± 0,005 cm 2 i steradian. Teller C er følsom for elektroner> 150 keV og protoner> 3.1 MeV og har en ensrettet geometrisk faktor på 0,050 ± 0,005 cm 2 i steradian. Trefffrekvensen for hvert Geiger-Müeller-rør er summen av galaktisk kosmisk stråling (0,6 treff per sekund), elektroner, røntgenstråler , protoner, alfapartikler, etc. som passerer gjennom kollimatorene og i noen tilfeller opp til gjennomføring av sideveggene. Detektor D er kun designet for å måle protoner og har to nivåer av diskriminering. Nivå D1 (nedre diskriminator) er følsom for protoner med energi fra 0,50 til 11,0 MeV og D2 (øvre diskriminator) kan oppdage protoner fra 0,88 til 4,0 MeV. Detektoren har som kalibreringskilde Americium 241 som produserer alfapartikler på 5,477 MeV ved 0,071 teller per sekund ved D1 og ved 0,059 teller per sekund ved D2. Det dynamiske området for detektor D er avledet fra denne kildestrømmen opp til 1.000.000 tellinger per sekund. Dens ensrettet geometriske faktor er 0,065 ± 0,003 cm 2 steradian. Utgangspulsene fra Geiger-Müeller-tellere sendes til en forsterker, en komplementær NPN-PNP-metningsenhet. Derfra blir pulser sendt til Data Automation Subsystem (DAS ). En ladet partikkel som kommer inn i den elektroniske detektoren frigjør et antall elektroner proporsjonalt med energien til tapet av partikler i detektoren. Den totale ladningen til de frigjorte elektronene og detektorens kapasitans gir størrelsen på utgangsspenningspulsen. Pulsene er med forforsterkere, spenning forsterkere stabil negativ tilbakekopling, da diskriminatorene, å forkaste alle pulser <1.4 V . En monostabil multivibratorbasert utgangs- og fartsgrensekrets begrenser maksimal hastighet til 50000 slag per sekund. Utgangen sendes deretter til DAS-serveren.
Lanseringen skjer den 28. november 196414 t 22 min 01 s TU med bæreraketten Atlas-Agena D på lanseringsstedet LC-12 til lanseringsbasen Cap Canaveral . Kåpen som dekker Mariner 4 ble utgitt, og Agena D / Mariner 4-trinnet ble skilt fra Atlas-D første etappe kl. Den første tenningen av Agena-D skjer fra 14 h 28 min 14 s til 14 h 30 min 38 s UT, som plasserer Agena-D / Mariner 4-paret i en bakken på bakken og den andre tenningen på 15 h 02 min 53 s til 15 h 04 min 28 s UT. injiserer Agena-D / Mariner 4 i en overføringsbane til planeten Mars. Romsonden Mariner 4 ble skilt fra Agena D-scenen klokken 15:07:09 UT og startet operasjoner i cruisemodus. Solcellepanelene er utplassert, og skanneplattformen låses opp klokka 3:15:00 UT, og Sun-anskaffelsen fant sted 16 minutter senere klokken 3:31:00 UT.
Pekingen mot stjernen Canopus som var nødvendig for riktig orientering av maskinen, ble oppnådd 30. november 1964 først etter tre mislykkede forsøk.
Etter 7,5 måneders flytur som involverer en korrigering av banen, mister romsonden pekingen mot stjernen Canopus, manøvren utsettes. Fenomenet tilskrives senere tilstedeværelsen av lysstøv i nærheten av stjernesøkeren, og søkeren er programmert til å være mindre følsom for denne typen gjentatte forstyrrelser. De5. desember 1964, kurskorrigering er vellykket. De11. februar 1965TV-kameralinsedekselet frigjøres. Denne operasjonen må utføres like før overflyvningen, men fordi den kan forårsake projeksjon av støv og på grunn av hendelsen med Canopus stjernesøker , er operasjonen planlagt i god tid. De5. mars 1965, går jorden inn i utslippskeglen til den faste parabolantennen , sonden bytter til dataoverføringsmodus.
Mariner 4 flyr over planeten Mars 14. og 15. juli 1965. Planetvitenskapsmodus aktiveres klokken 15:41:49 UTC den14. juli. Anskaffelsen av bildene med kameraet, med grønne og røde filtre, starter kl. 00 min. 18 min. 36 s UTC på15. juliog 21 bilder pluss 21 linjer med en 22 nd bilde er tatt. Bildene dekker et diskontinuerlig Mars-bånd som starter ved ca. 40 N, 170 E, opp til ca. 35 S, 200 E, og deretter til terminatoren ved 50 S, 255 E, som er omtrent 1% av overflaten på planeten. Mariner 4 passerer, i høyden nærmest planeten Mars, 9.846 km fra overflaten kl. 01.00 00 min 57 s UTC den15. juli 1965. På tidspunktet for flybyen er romføleren 216 millioner km fra jorden, med en hastighet på omtrent 7 km / s til Mars (1,7 km / s i forhold til jorden). Bildene som er tatt under overflygingen er lagret i den innebygde båndopptakeren. Klokka 0219: 11 UT passerte Mariner 4 bak planeten Mars sett fra jorden og radiosignalet gikk tapt. Signalet ble gjenopprettet ved 03 h 13 min 04 s UT når sonden dukket opp igjen. Cruise-modus blir deretter gjenopprettet. Overføring av de innspilte bildene til Jorden begynner omtrent 8,5 timer etter gjenopptakelse av signalet, og fortsetter til3. august 1965. Alle bilder overføres to ganger for å sikre at ingen data mangler eller blir ødelagt.
Mariner 4 utfører alle planlagte aktiviteter med suksess og gjenoppretter nyttelastdata fra lansering til 22:05:07 1 st oktober 1965, når Jorden er 309,2 millioner km unna og orienteringen til satellittskålen til romføleren midlertidig avbryter anskaffelsen av signalet. Romsonden passerer deretter over sin retningsnære antenne for å bli fulgt. Intermitterende telemetrakontakt gjenopprettes den3. mai 1966, noe som indikerer at romfartøyet og dets instrumenter fungerer.
Full datainnsamling ble gjenopptatt ved slutten av 1967. The 15. september 1967, registrerer den kosmiske støvdetektoren 17 støt i løpet av en 15-minutters periode, som en del av en mikrometeorittdusj som midlertidig endret holdningen til romsonden og sannsynligvis skadet varmeskjoldet. Mariner 4-systemene aktiveres avOktober 1967for holdningskontrolltester til støtte for Mariner 5- oppdraget til planeten Venus . Det antas senere at Mariner 4 nærmer seg 20 millioner km fra kjernen eller ruskene til kometen D / 1895 Q1 (Swift) (pl) . IOktober 1967, bestiller ingeniørene aktivering av fjernsynskameraet og en tenning, som ikke har blitt gjort på omtrent to og et halvt år. Suksessen med begge operasjonene gjør at de trygt kan vurdere muligheten for lengre oppdrag til planeten Jupiter og videre. De7. desember 1967er tilførselen av kald nitrogengass til holdningskontrollsystemet oppbrukt, og den 10. og11. desember 196783 mikrometeoritter oppdages, noe som resulterer i holdningsforstyrrelse og signalstyrkeforringelse. De21. desember 1967, kommunikasjonen med Mariner 4 går tapt permanent. NASA erklærer oppdraget fullført den31. desember 1967.
De totale dataene som sendes av oppdraget er 5,2 millioner bits. Alle eksperimentene var vellykkede, bortsett fra ioniseringskammeret / Geiger-disken som brøt sentFebruar 1965og plasmasonden, hvis ytelse forringes ved svikt i en elektrisk motstand på6. desember 1964. Bildene som sendes viser marsjord med mange kratere som på månen (senere oppdrag viser at dette ikke er typisk for planeten Mars, men bare for de eldste regionene avbildet av Mariner 4). Et overflatelufttrykk på 4,1-7,0 mbar og dagtemperaturer på -100 ° C er estimert, og det oppdages ikke noe magnetfelt, noe som fører til den konklusjonen at solvinden kan ha en direkte interaksjon med Mars-atmosfæren og at atmosfæren og overflaten er fullt utsatt for sol- og kosmisk stråling.
Det første bildet av planeten Mars anskaffet, dekker 300 (bredde) × 1200 km (fra lem til bunn av bildet).
Det samme bildet gjengitt på grunnlag av digitale originaldata.
En mosaikk fra bilder 1 og 2.
En mosaikk fra bilder 9 og 10.
En mosaikk fra bilder 11 og 12.
Kratere og den tynne atmosfæren, som avslører en ganske inaktiv planet og levert til plagene i rommiljøet, fjerner håpet om oppdagelsen av et intelligent liv på Mars, håp som har blitt næret av århundrer med vitenskapelig eller litterær spekulasjon. Etter Mariner 4 innsnevres livshypotesen fra Mars til mindre, enklere former, og science fiction skyver fremmede habitater ut av solsystemet .