Mariner-6

Mariner-6 ( eng.  Mariner 6 , lit. - sjöman), ( Mariner Mars 69A ) - automatisk interplanetär station för NASA - programmet Mariner Mars 1969. Rymdfarkosten var avsedd för vetenskaplig forskning av Mars från en förbiflygande bana.

Det var planerat att skaffa bilder av planetens yta, information om atmosfären och jonosfären.

Mariner 6 är tredje generationens rymdfarkost i Mariner -serien . Moderorganisationen för design, tillverkning och testning är Jet Propulsion Laboratory (JPL). Utvecklingen av individuella system utfördes av olika industriorganisationer. Utvecklingen av vetenskapliga instrument genomfördes med deltagande av högre utbildningsinstitutioner. Designen började i slutet av 1965. och slutade i princip 1967.

Mariner 6 flög förbi Mars den 31 juli 1969 . Klockan 05:19:07 UT var minimiavståndet från planeten 3429 km.

Mariner 6 är den första rymdfarkost som studerar sammansättningen av Mars atmosfär med hjälp av spektroskopiska tekniker och bestämmer yttemperaturen från mätningar av infraröd strålning.

Konstruktion

Rymdskeppets kropp har formen av en oktaeder 138,4 cm bred och 45,7 cm hög. Magnesiumlegeringshölje, ej tätat. Fyra solpaneler med en spännvidd på 5,79 m är fästa på toppen av enheten. En parabolantenn med 116,8 cm hög förstärkning är monterad ovanpå båten, medan en rundstrålande antenn med låg förstärkning är monterad på en 223,5 cm hög mast bredvid parabolantennen. Rymdfarkostens totala höjd var 3,35 meter, och massan var 411,8 kg. Skrovet är uppdelat i åtta fack som inrymde elektronisk utrustning, kablar, korrigerande framdrivningssystem, gastankar för attitydkontrollsystemet och kontrollanordningar. En tvåaxlig skanningsplattform är placerad i mitten av husets nedre yta.

Ström för alla Mariner 6-system tillhandahölls av 17 472 fotoceller , monterade i fyra paneler som mäter 215 × 90 cm, som kunde generera upp till 449 W nära Mars, energin lagrades i ett 18-cellers silver-zink-batteri med en kapacitet på 1200 W h.

För att korrigera banan användes en motor som utvecklade 222 N dragkraft, som arbetade på ett enkomponents hydrazinbränsle .

Den fullständiga treaxliga orienteringen av rymdfarkosten åstadkoms av 12 komprimerade kvävedrivna mikromotorer som var monterade i ändarna av solpanelerna. Orienteringssystemet hade tre gyroskop. Information om rymdfarkostens orientering gavs av solsensorer (två huvud- och fyra extra) och sensorn för stjärnan Canopus .

Kommunikationsutrustningen på Mariner-6 bestod av en duplicerad S-band (2195 MHz) radiosändare med en effekt på 20 watt och en radiomottagare. Utrustningen kan skicka och ta emot data genom en rundstrålande antenn med låg förstärkning och en riktad antenn med hög förstärkning. Dataöverföringshastigheten genom en parabolisk riktad antenn är 16 200 bps. Data kan också lagras för senare överföring på de inbyggda bandspelare: en digital kapacitet på 13 000 000 bitar och en analog kapacitet på 120 000 000 bitar.

Driften av all elektronik styrdes av ett kommandodelsystem som kunde bearbeta vilket som helst av de kommandon som mottogs från jorden (53 direkta kommandon i form av ord, 5 kontrollkommandon eller 4 kommandon med ett numeriskt värde som krävs för att utföra en banakorrigering). Centraldatorn och programtidsenheten med en totalvikt på 11,8 kg utarbetade de i minnet lagrade servicekommandona, som utfördes sekventiellt med vissa intervall. En klockfrekvens på 2,4 kHz användes som tidsreferens.

Temperaturregimen upprätthölls genom användning av slutarpaneler installerade över 6 fack med elektronik, såväl som flerskikts värmeisolering, skyddsskärmar gjorda av polerat aluminium och speciell bearbetning av yttre ytor.

Var och en av tredje generationens rymdfarkoster, d.v.s. Mariner-6 och Mariner-7, använde ett stort antal integrerade kretsar (2682 stycken). Det totala antalet elektroniska komponenter (kondensatorer, motstånd, dioder, transistorer, integrerade kretsar etc.) är 24 520. När integrerade kretsar omvandlas till diskreta element är det totala antalet elektroniska komponenter 98 764. Den elektroniska utrustningen arbetade i vakuum, endast inbyggda bandspelare hade ett förseglat fodral. För att implementera funktionaliteten hos Mariner 6 som väger 411,8 kg med diskreta element, skulle en rymdfarkost som väger mer än 1 ton krävas. Detta var åsikten från specialister från Jet Propulsion Laboratory, utvecklarna av rymdfarkosten Mariner [1] .

Vetenskapliga instrument

Följande vetenskapliga instrument är installerade på Mariner-6:

• ultraviolett spektrometer;
• två-kanals infraröd spektrometer;
• två-kanals infraröd radiometer;
• en tv-kamera med smal vinkel för att ta bilder av Mars;
• vidvinkel-tv-kamera för att ta bilder av Mars.
• Inga vetenskapliga instrument krävdes för radioockultationsexperimentet

Vetenskapliga instrument placeras på en tvåaxlig skanningsplattform. Plattformen riktar instrument till specificerade områden på ytan under passagen av Mariner nära Mars.

En tv-kamera med smal vinkel på ett avstånd av 3 500 km från Mars yta kunde fotografera en yta på 72 × 84 km, med urskiljbara ytdetaljer på 300 m, och en vidvinkel-TV-kamera kunde fotografera en sektion av 720 × 840 km med en upplösning på 3 km. Kameralinsen skapade en rektangulär bild på 9,6 × 12,3 mm i storleken på vidicon. Den omvandlades till en tv-bild bestående av 704 linjer med 935 element per rad, varje element kodades i 256 ljusstyrkanivåer. Således innehöll varje bild cirka 5 000 000 bitar av information, cirka tjugo gånger mer än Mariner 4-bilden.

Forskningsprogram:

• Erhålla bilder för att studera tillståndet och egenskaperna hos Mars yta, såväl som moln, dis i atmosfären;
• Studie av atmosfärens sammansättning med hjälp av spektroskopiska tekniker;
• Bestämning av atmosfäriska parametrar (inklusive tryck) baserat på data från radioförmörkelseexperimentet;
• Bestämning av yttemperaturen från mätningar av Mars infraröda strålning.

All vetenskaplig utrustning ombord var avsedd för studier av Mars; Mariner-6 genomförde inga experiment på studiet av interplanetärt rymd [2] .

Flygförlopp

Starta

Mariner 6 lanserades den 24 februari 1969 från Cape Canaverals kosmodrom av en Atlas-SLV3C bärraket med ett Centaurus D övre steg .

Korrigeringen gjordes den 1 mars 1969 med motorn igång i 5,35 sekunder.

Flyby of Mars

Mars fotograferades i två steg: 1) när man närmade sig planeten och 2) när man passerade i nära anslutning till planetens yta.

50 timmar före den närmaste inflygningen till Mars, gav programtidsenheten kommandon för att värma upp vetenskapliga instrument, slå på datakonverteringssystemet, bandspelare och skanningsplattformens mekanism. Den infraröda sensorn för långdistansfångst av Mars är påslagen, vilket genererar en riktning till mitten av planetens skiva. Skanningsplattformen arbetar i det automatiska spårningsläget baserat på signalerna från denna sensor. 48 timmar innan närmaste inflygning började smalvinkelkameran den första fotograferingen av planetens skiva. Inom 20 timmar tog kameran en serie på 33 bilder med 37 minuters intervall. Under denna tid gjorde planeten 5/6 varv och avståndet mellan den och Mariner-6 minskade från 1 241 000 till 725 000 km . De resulterande bilderna spelades in på en analog bandspelare och, efter slutet av fotograferingssessionen, togs emot på 63-metersantennen till Goldstones djuprymdkommunikationsstation på tre timmar. Inspelningen av bilder på magnetbandet har raderats. 22 timmar innan närmaste inflygning började smalvinkelkameran den andra sessionen med att fotografera planetens skiva. Inom 15 timmar fick kameran en serie på 17 bilder. Under denna tid minskade avståndet mellan planeten och Mariner 6 från 561 000 till 175 000 km . De resulterande bilderna överfördes till jorden och inspelningen raderades. Det bästa av den andra serien av bilder av Mars-skivan visar särdrag med en diameter på 25 km (fotografier av terrestra teleskop visar drag med en diameter på 150 km). Mariner 6 tog 50 långdistansskott.

Med ytterligare närmande till Mars, fångas planetens horisontlinje av två smalvinkla horisontsensorer, och skanningsplattformen växlas till läget för skanning längs planetens skiva. Gränserna för skanning längs två axlar är 215 och 64 grader. Resultaten av mätningar av planetens fysiska parametrar och dess atmosfär längs skanningsbanan som periodiskt korsar planetens skiva registreras i en digital kod på en bandspelare. Samtidigt erhålls tv-bilder av enskilda regioner på Mars längs skanningsbanan. Mariner 6 fotograferade på nära håll ekvatorialsektionen mellan ekvatorn och parallella 20 S. sh. Den här webbplatsen innehåller det ljusa området Deucalions Regio, oasen Juventae Fons och Oxia Pallus. Mariner 6 flög förbi Mars den 31 juli 1969. Minsta distans var 3429 km klockan 05:19:07 UT den 31 juli. Rymdfarkosten befann sig vid det ögonblicket på ett avstånd av mer än 96 miljoner km från jorden. Femton minuter före närmaste inflygning började två tv-kameror automatiskt fotografera planeten med 42 sekunders intervall mellan bilderna. Inom varje vidvinkelbild fotograferades ett område med en TV-kamera med smal vinkel. Vidvinkelbilder överlappades, ungefär hälften av ytan fotograferades två gånger. Halvvägs genom inspelningssessionen lutade skanningsplattformen TV-kamerorna mot norr för att fotografera det mörka området Sinus Meridiani. Fotograferingssessionen varade i 17 minuter, Mariner-6 fick 24 närbilder som spelades in på en analog bandspelare. Data från vetenskapliga instrument och bilder under de närmaste dagarna överfördes till jorden. Sedan fortsatte Mariner-6 att arbeta i det interplanetära flygläget.

På grund av problem med kylsystemet kyldes den första kanalen i den infraröda spektrometern inte tillräckligt, så mätningar i intervallet 6-14 mikron kunde inte utföras.

Slut på flygning

Rymdfarkosten befinner sig för närvarande i en heliocentrisk bana .

Vetenskapliga resultat

Mariner 6 och Mariner 7 tog närbilder av cirka 20 % av Mars yta med en vidvinkel-TV-kamera. Ytområden av tre typer identifierades: 1) områden täckta med kratrar, 2) kaotiska områden täckta med ett oordnat nätverk av korta åsar och dalar 1-3 km breda och 2-10 km långa, 3) områden utan reliefdetaljer. Det finns inga kratrar eller andra reliefegenskaper i Hellas ljusa runda område, upp till upplösningsgränsen för en smalvinkelkamera på cirka 300 m. Det finns många övergångsalternativ mellan dessa tre typer. Två typer av kratrar har hittats: stora flatbottnade kratrar och små kittelformade kratrar. Värdet på förhållandet mellan kraterns diameter och djupet är från 100 till 1. Vissa oaser identifieras med stora kratrar med mörk botten (Juventae Fons) eller grupper av kratrar (Oxia Pallus). Marskanaler känns igen som långsträckta fasta mörka formationer (Agathodaemon, Cerberus), som linjära kedjor av flera kratrar med mörk botten (Cantabras, Gehon), som kedjor av oregelbundet formade mörka fläckar.

I atmosfären, enligt ultraviolettspektrometern, upptäcktes inte kväve och kväveoxider. Före Mariner 4:s flygning trodde astronomer att Mars-atmosfären huvudsakligen bestod av kväve och föreslog, utifrån denna premiss, modeller för atmosfärens sammansättning. Baserat på Mariner-4 radioockultationsexperiment, med hänsyn till spektroskopiska observationer från jorden, fann man att koldioxiden är minst 80 %. Spektrometriska mätningar av Mariner-6 och Mariner-7 visade att atmosfären består av 98 % koldioxid.

Polarlocken är åtminstone delvis sammansatta av fast koldioxid. En infraröd spektrometer upptäckte band av fast CO2.

Mariner 6, med hjälp av en infraröd radiometer, mätte temperaturen i 600 områden på ytan. Vid middagstid når temperaturen +17 °C, på natten sjunker den under -75 °C. Mörka områden är varmare än ljusa områden.

Atmosfären ljudades med hjälp av radioockultationsmetoden. Mariner-6-signalen sändes med en frekvens på 2195 MHz . Rymdfarkosten försvann bakom skivan på Mars nära den västra spetsen av den dubbla bukten Merediani Sinus. Trycket där var 6,8 mb, temperaturen var ca -13 °C. Radioförmörkelsen varade i 20 minuter. Mariner 6 lämnade Mars skiva på nattsidan nära nordpolen vid koordinaterna 79c. sh., 274v. e. Trycket här visade sig vara 6,5 ​​mb, temperaturen var ca -113 °C.

Intressanta fakta

• Till skillnad från de sovjetiska automatiska interplanetära stationerna Mars är kroppen av de automatiska interplanetära stationerna i Mariner -serien inte lufttät.
• I motsats till de sovjetiska automatiska interplanetära stationerna Mars, används ett stort antal integrerade kretsar i de automatiska interplanetära stationerna Mariner-6 - Mariner-10.
• Veiling märktes på bilderna av Mariner 4, vilket ledde till slutsatsen att det råder en disig atmosfär på Mars upp till höjder av 150 km. Mariner 6 och Mariner 7, där det inte finns någon beslöja i bilderna, motbevisade dock atmosfärens grumlighet. Tydligen var optiken hos TV-kameran Mariner-4 förorenad.

Se även

• Mariner (KA)  - automatiska interplanetära stationer i Mariner-serien
• Mariner 4  är en automatisk interplanetär station. Den första utforskningen av Mars från en flygbana, de första bilderna från nära håll.
• Mariner 7  är en automatisk interplanetär station. Utforskning av Mars från en förbiflygande bana.
• Mariner 9  är en automatisk interplanetär station. Mars första konstgjorda satellit.
• Utforskning av Mars  - En översikt över utforskningen av Mars med klassiska astronomimetoder och med hjälp av rymdfarkoster.

Anteckningar

1. ↑ Norris. Rymdfarkosten "Mariner-69". - M .: Frågor om raketteknik, 1969 nr 9. - 3-14 s.
2. ↑ Mariner 6 . Tillträdesdatum: 17 januari 2013. Arkiverad från originalet 27 februari 2017. (obestämd)

Litteratur

• Micho Sh . Planeten Mars. - M . : Mir, 1970. - 224 sid.

• Konashenok V.N., Kondratiev K.Ya. Nytt om Venus och Mars. - L . : Gidrometeoizdat, 1970. - 51 sid.

• Leighton R. Mars yta. - M .: Earth and the Universe, 1971 nr 2. - 39-41 sid.

• Norris. Rymdfarkosten "Mariner-69". - M .: Frågor om raketteknik, 1969 nr 9. - 3-14 s.

• Nytt om Mars. - M . : Mir, 1974. - 195 sid.

• Bronshten V. A. Planet Mars. — M .: Nauka, 1977. — 96 sid.

Länkar

• Mariner 6 på NASA:s webbplats
• Mariner 6 på NASA:s webbplats
• Mariner-6 på Jet Propulsion Laboratorys webbplats
• Leighton R. Surface of Mars Uspekhi fizicheskikh nauk, vol. 103, 1971, nummer 4, sid. 755-768.
• Bilder av Mars tagna av Mariner 6, på NASA:s webbplats