Pácoljuk 6

A Mariner 6 űrszonda modellje. Általános adatok

Szervezet	NASA
Építész	Sugárhajtómű laboratórium
Program	Pácolt
Terület	A Mars bolygó megfigyelése
Küldetés típusa	Bolygószonda
Másolatok száma	2
Állapot	Küldetése befejeződött
Más nevek	Mariner-F
Indítóbázis	Cape Kennedy, LC-36B
Dob	1969. február 24., UT , 01:29:02
Indító	Atlas-Centaur # AC-20 (Atlas 3C # 5403C - Centaur D-1A)
Áttekintés a	március
Feladat vége	1969. július 31
Időtartam	6 hónap (elsődleges küldetés)
COSPAR azonosító	1969-014A

Technikai sajátosságok

Szentmise induláskor	411,8 kg
Tömeghangszerek	57,6 kg
Meghajtás	Kémiai
Ergols	Hidrazin
Hozzáállás-ellenőrzés	3 tengelyen stabilizált
Energiaforrás	Napelemek
Elektromos energia	800 watt (Föld) 449 watt (március)

Pálya

Pálya	Heliocentrikus
Periapszis	1,14 AU
Apoapsis	1,75 AU
Időszak	??? napok

Fő eszközök

Infravörös spektrométer	Infravörös spektrométer
Kétcsatornás infravörös radiométer - a Mars felszíni hőmérséklete	Kétcsatornás infravörös radiométer - a Mars felszíni hőmérséklete
Ultraibolya spektrométer	Ultraibolya spektrométer
Égi mechanikai kísérlet	Égi mechanikai kísérlet
S-Band okkultációs kísérlet	S-sávos okkultációs kísérlet
Mars televíziós kamerarendszer	Képalkotó rendszer televíziós kamerákkal
Hőszabályozó fluxus monitor (kúpos radiométer)	Hőszabályzó áramlásmérő
Általános relativitási kísérlet	Általános relativitás-kísérlet

Mariner 6 a hatodik űrszonda a Mariner programban . Úgy indult a NASA on1969. február 25egy Atlas-Centaur hordozórakétával, amely erősebb, mint az Atlas-Agena D hordozórakéta, amely nehezebb műszerekkel képes fényképezni a Mars bolygót . Végzi a Mars bolygó második repülését, és elküldi az első közeli képeket a mars felszínéről , sőt, az első képeket egy másik bolygó közelében. A Mariner 6 és a Mariner 7 szonda két azonos űrszonda.

Mariner 6 súlya 411,8 kg , és fel van szerelve két spektrométer ( ultraibolya és infravörös ), egy infravörös sugárzásmérő , egy televíziós kamera egy széles látószögű , és a másik egy gyújtótávolság 508 mm . Az átviteli rendszer 2 kb / s sebességgel küldi az eredményeket . Ez magában foglalja a rádió okkultációs kísérletét.

Míg a Mars bolygótól még 1 225 000 km van , a kamerák 33 fényképet készítenek a bolygóról. 3429 km - nél repül a déli féltekén 1969. július 31és mintavételi hőmérsékletet -73 ° C és -125 ° C között változik . A nyomást 6 millibáron számolják . A szonda összesen 75 fényképet készít, amelyeket továbbít a Földre .

Ezt a küldetést nem vette észre a nagyközönség, aki akkoriban az Ember a Holdon első lépéseire koncentrált .

Összegzés

A Mariner 6 és Mariner 7 űrszondák kettős űrszonda-küldetést tartalmaznak a Mars bolygóra, a Mariner program szondasorozatának hatodik és hetedik küldetését , amelyeket lebegő üzemmódban bolygók felfedezésére használnak. A missziók fő célkitűzései a Mars felszínének és légkörének tanulmányozása szoros repülések során annak érdekében, hogy megalapozzák a jövőbeni missziókat, különös tekintettel a földönkívüli élet keresésére , valamint a jövőbeli missziókhoz szükséges technológiák bemutatására és fejlesztésére. a Marsra és más hosszú távú projektekre, távol a naptól .

A Mariner 6 célja továbbá, hogy öt nappal későbbi tapasztalatok és adatok hasznosak legyenek a Mariner 7 repülésének megtervezéséhez. Minden űrjármű széles látószögű televíziós kamerát és keskeny látószögű televíziós kamerát, infravörös spektroszkópot , infravörös radiométert és ultraibolya spektroszkópot tartalmaz. A Mariner 6 teljes mértékben a bolygóadatok megszerzésére irányul, és a Mars bolygóra vagy azon túl történő utazás során nem kapunk adatokat. A bolygóközi közeg vizsgálatára nincsenek kísérletek .

Az űrjármű leírása

A űrhajók Mariner 6 áll egy platform nyolcszögletű a magnézium , 138,4 cm átlósan, és 45,7 cm mély. Az emelvény tetejére kúpos felépítmény van szerelve, amely 1 m átmérőjű nagy nyereségű antennát és négy, egyenként 215 × 90 cm méretű napelemet tartalmaz, amelyek a peron felső sarkaihoz vannak rögzítve. Az űrszonda hatótávolsága 5,79 méter, amikor a napelemeket kihelyezik. Alacsony erõsítésû, minden irányú antennát a nagy erõsségû antennához 2,23 m- re egy magas oszlopra szerelnek . A nyolcszögletű platform alatt egy kéttengelyes letapogató platform található, amely a tudományos műszereket tartalmazza. A tudományos műszerek teljes tömege 57,6 kg . Az űrszonda magassága 3,35 méter.

A Mariner 6 szondát három tengelyen stabilizálják három giroszkóp és két , a napelemek végére szerelt hat hideg nitrogéngáz- fúvóka , a Canopus csillagkereső és két elsődleges napkollektor segítségével, mint négy másodlagos érzékelő. A meghajtást a peronra szerelt 223 N tolóerővel rendelkező rakétamotor biztosítja , amely hidrazin- monergolt használ . A 4 sugárú lapátvektor-vezérlésű fúvóka kinyúlik a nyolcszögletű platformról. Az energiát 17 472 fotovoltaikus cella biztosítja, amelyek 7,7 m 2 területet öltenek fel a négy napelem számára. Ezek a Föld közelében 800 W , a Mars közelében pedig 449 W energiát szolgáltathatnak . A maximális szükséges teljesítmény 380 W, ha a Mars bolygó felett repül. 1200 Wh ezüst-cink akkumulátort használnak a tartalék energia biztosítására. A hőszabályozást a fő emelvény oldalán található állítható zsaluzók segítségével érik el.

Három telemetriai csatorna áll rendelkezésre a távközléshez . Az A csatorna mérési adatokat tartalmaz 8,33 vagy 33,33 bps sebességgel, a B csatorna tudományos adatokat 66,67 vagy 270 bps sebességgel, a C csatorna pedig tudományos adatokat 16 200 bps sebességgel. A kommunikáció a nagy erősítésű és az alacsony erősítésű antennákon keresztül történik, 10/20 wattos hullámhosszú csövön és az S sávú erősítőkön keresztül az átvitelhez és egyetlen vevővel. Egy 195 millió bit kapacitású analóg magnó televíziós képeket tárolhat későbbi továbbítás céljából. A többi tudományos adatot digitális felvevő tárolja. A központi számítógépből és 11,8 kg-os szekvenszerből (CC&S - Central Computer and Sequencer ) álló vezérlőrendszert úgy tervezték, hogy a Mariner 6-ot önállóan és földi vezérlés nélkül működtesse, és amelynek célja meghatározott események kiváltása meghatározott időpontokban. A CC&S programozva van egy szokásos küldetéssel és egy indítás előtti tartalék küldetéssel, de repülés közben parancsolható és programozható. 53 közvetlen, 5 vezérlő és 4 kvantitatív parancs végrehajtására képes.

Az eszközök leírása

Az űrszondának nyolc műszere van:

Égi mechanikai tapasztalat ( Égi mechanikai kísérlet ), ebben a kísérletben a mély űrhálózat (DSN) Mariner 6 szondájának nyomkövetési adatait használják jobb mérésekhez, a távolsági és távolsági adatsebesség-szonda térbeli adatait fedélzeti transzponderrel nyerik a DSN berendezéssel együtt (oda-vissza késleltetési idő, amely megadja a Mariner 6 hatósugarát a Földtől) és a Mariner 6 telemetriai jellel ( Doppler- eltolás adja meg a hatótávolságot). Ezeket az adatokat felhasználják a különféle csillagászati mennyiségek pontos meghatározásához, például a Mars tömegéhez , a Mars és a Föld efemeriseihez , valamint a Mars gravitációs mezőjének szimmetriájához.
Az általános relativitáselméleti tapasztalat ( általános relativitáskísérlet ), ebből a tapasztalatból nem érkezett adat.
Infravörös spektrométer ( infravörös spektrométer ), spektrális méréseket a hőkibocsátást a infravörös a felületről, és a Mars légkörben kapjuk, hogy meghatározzuk: 1 légkör összetételét, ideértve a többatomos molekulák kapcsolatos élet , 2 ° a hőmérséklet a felszíni, 3 ° a a felszín összetétele, 4 ° a felszín domborzata, 5 ° a déli sark sarki sapkájának összetétele és 6 ° a fényes szélsőséges infravörös emissziós jellemzői. Az űrszonda nyolcszögletű letapogató platformjának aljára szerelt kísérlet során egy infravörös spektrométert használnak, amely teleszkópból, optikai fókuszáló lencsékből és tükrökből áll, változó ékű interferencia szűrővel, amely kiválasztja az érzékelőkhöz eljutó hullámhosszakat és az infravörös hűtésű detektorokat. A megfigyelt spektrumok lefedik az 1,9–14,3 μm hullámhossztartományt, és az 1. csatorna (4,0–14,3 μm ) szolgáltatja, amely a bolygó által kibocsátott fényen működik, és továbbra is a bolygó túlsó oldalán méréseket végez, valamint a 2. csatornát. (1,9–6,0 μm ), amelyek visszavert napsugárzással működnek . A műszer távcsövének látótere 2 °, ezért a legközelebbi repülésnél (kb. 3400 km ) a földrajzi felbontás megközelítőleg 120 km / 3 km, és egyetlen szkenneléssel körülbelül 120 km / 120 km . A kapott spektrális felbontás 0,5-1%. Körülbelül 29 perc adatot nyerünk az egyenlítői pásztázás során a Mariner 6, a1969. július 31. Az 1. csatorna kriosztátjának meghibásodása miatt azonban csak a 2. csatorna leolvasása érhető el. Az adatok minősége kiváló.
A televíziós kamerákat használó képalkotó rendszer ( Mars TV Camera System ), két televíziós kamera , az egyik közepes ( nagylátószögű ), a másik nagyfelbontású (keskeny látószögű), a Mariner 6 szonda tudományos műszerezésének részét képezik. szögletes kamera, amelynek látótere 11x14 °, gyújtótávolsága 50 mm , százszor nagyobb területet fed le, mint a keskeny látószögű kamera, és nem csak közeli képeknél alkalmazzák. A keskeny látószögű kamera, amelyet a képek felé használnak, ha elrepülnek és elrepülnek, gyújtótávolsága 508 mm, és a nagylátószögű kamera lineáris felbontásának tízszeresét biztosítja. A kamera zárak váltakoznak és időzítik, hogy széles látószögű és keskeny látószögű képek átfedik egymást, amely 75 képeket mindkét rendszer (26 közeli és 49 távoli kép, plusz egy töredék 50- én messzire repül kép) . A Mars repüléséről 13 perc 59 másodperccel a repülés előtt és 2 perc 55 másodperccel a repülés után készülnek képek, amelyek keresztezik a bolygó egyenlítői zónáit, és tartalmazzák a marsi felszín jól ismert világos és sötét vonásait. A távoli repülési képeket két műveletsorozatban kapjuk. Az első sorozatban 33 fénykép készült 48 óra és 28 óra között a repülés előtt. A második sorozatban 17 és 22 óra között 17 képet kapunk a felszínhez legközelebb eső felüljáróról. A képeket a televízió és az adattároló alrendszerek kódolják és rögzítik. A kamerák által készített minden egyes képhez három külön kódolt verzió kerül továbbításra a Földre - egy összetett analóg videó kép (CAV - Composite Analog Video ), egy digitális videó kép (DV - Digital Video ) és egy digitális kép minden huszonnyolcadban (ETE) - Minden huszonnyolcadik) digitális kép. A videó rekonstrukció a három adatfolyam (CAV, DV és ETE) egyesítéséből áll. Ez videoadatokat generál, amint azok a kamerafejekből kerülnek ki. Az átvitt mágneses szalagokat katódsugárcsövön jelenítik meg és 70 mm-es filmen lefényképezik a nyers képek előállításához. Ezeket digitálisan feldolgozza egy IBM 360/44 számítógép képjavítás céljából, és egy IBM 360/75 zajszűrés céljából az adatkészletekben található verziók megszerzése érdekében.
Sáv okkultáció tapasztalatok alapján S ( S-sávos okkultációs kísérlet ) Ebben a kísérletben a nyomkövetési és telemetriai jel S sávjának frekvenciaváltozása, fázisa és amplitúdója (2300 M Hz ), közvetlenül az űrszonda előtt és után, a Mars bolygó eltakarja , a Mars alsó gáznemű atmoszférájának hőmérsékletének, nyomásának és sűrűségének, valamint a marsi ionoszférában töltött részecskék sűrűségének meghatározására szolgálnak.
Monitor hőáram szabályozás - kúpos radiométer ( hővezérlő áramlásmérő - kúpos radiométer ), ebből a tapasztalatból nincs adat.
Radiometer kétcsatornás infravörös - hőmérséklete a Mars felszínén ( két-csatornás Infravörös Radiometer - március felületi hőmérséklet ), az ekvivalens hőmérséklet a fekete test a Mars felület segítségével határozzuk meg egy sugárzásmérő infravörös kétcsatornás, amely méri Infravörös a 8–12 μm és 18–25 μm sávban kibocsátott energia, amelynek dinamikus tartománya 120–330 ° K. A két légköri ablakban elhelyezkedő csatorna ennek a tartománynak a felső és az alsó hőmérsékletét emeli ki. A teljes kísérlet az űrszonda nyolcszögletű letapogató platformjának alján található . A radiométer két fénytörő teleszkópból áll, amelyek mindegyike hűtetlen antimon - bizmut termopile detektorral van felszerelve . A kísérlet során egy optikai vonatot használnak, amely tartalmaz egy forgó tükröt, amely tükrözi a teleszkópok energiáját. A tükör három merőleges helyzetben van . Az első pozíció az üres helyet látja, és nulla energia-referenciát kap, a második a Mars bolygót, a harmadik pedig a hőmérséklet-kalibráló lemez által kibocsátott hőenergiát méri. Miután egy képet megtekintett (4,2 másodperc), 13 hullámfigyelést végeztek a bolygón 2,1 másodperces időközönként minden hullámhosszúságú csatornában. Ezután a hőmérséklet-referenciatábla rövid áttekintése után további 14 bolygómegfigyelés történik. A 63 másodpercig tartó ciklust (15 képkocka) ezután megismételjük, kezdve a tér nézetével. Körülbelül 21 perc adatot kapunk a1969. július 31, amikor lebeg, a terminátoron keresztül és túl az egyenlítői régiókban. Az adatok felhasználásával meghatározzuk a Mars felszíni anyagának termikus tehetetlenségét, valamint a marsi talaj változó szerkezetének jellegét. Az adatok minősége jó. Az adatokat korrigálják a tengelyen kívüli sugárzásra a vártnál nagyobb válaszra.
Ultraibolya spektrométer ( Ultraibolya Spectrometer ), spektrális méréseket végzünk a ultraibolya sugárzás által kibocsátott Mars légkörben miatt szórási rezonancia a napsugárzás a felső atmoszférában, sugárzás által rezonancia, fluoreszcens és gerjesztési photoelectronics semleges és ionos összetevők találhatók a alsó marsi légkör. A következő paramétereket határozzuk meg: bizonyos atomok , ionok és molekulák jelenléte a felső és az alsó légkörben, azok megfelelő skálamagassága, a szén-dioxid miatti Rayleigh-féle szóródás mértéke és az ultraibolya sugarak felületi visszaverő képessége. A műszer egy Ebert-Fastie szkennelés monokromátor két photomultiplier detektorok , használt fókuszsíkján egy fényvisszaverő bolygó koronográfot . A bejövő fény zavart árnyékon halad át, és eltalálja az elsődleges távcső tükrét, amely a fényt egy másodlagos tükör résén keresztül fókuszálja. Innentől kezdve a fény a spektrométer bejárati résére koncentrálódik. A spektrométerbe belépve a sugárzást az Ebert-tükör első fele diffrakciós rácson kollimálja. A diffrakcionált fényt az Ebert tükör második fele a kimeneti résekre összpontosítja. A két detektorhoz külön kijárati nyílás tartozik. A spektrális képek helyzetét a kimeneti rések tekintetében a rács ciklikus letapogatásával ellenőrizzük, az alacsony vagy magas hullámhosszúságú pásztázás 2,82 másodpercet, a rács visszatérése pedig 0,18 másodpercet vesz igénybe. Az 1900 A és 4300 A közötti hullámhossztartományt az első sorrendben fedjük le, amint azt a két rés egyike mutatja, és az 1100 A és 2100 A tartományt a második sorrendben mérjük a másikkal. A hosszú hullámhossz- tartományban használt fotomszorzó detektor két erősítési módban működik, így érvényes méréseket lehet végezni a teljes dinamikus tartományban, 100 és 10 000 sugar között . A műszer spektrális felbontása első sorrendben 20 A és 2950 A között van. 3 másodpercenként spektrum jön létre, és a két detektor mindegyikéből 600 értéket tartalmaz. Harminchat értéket használunk bizalmi periódusmérésként, 564-et spektrális mérésekhez . A Lyman-alfa sugárzási méréseket 1216 A-nál is elvégezték az átrepülés után. Kevesebb mint 30 percnyi adat származik mindkét csatornáról az Egyenlítői söpörés során, miközben a Mariner 6 fölött lebeg 1969. július 31. Az adatok minősége összehasonlítható a legjobb adatokkal, amelyeket rakéták leadásával szereztek be a Föld légkörének legalább 130 km-es körzetében .

A misszió lebonyolítása

Bolygókerekes szonda Mariner 6 indítunk a ugródeszkát LC-36B a bázis Cape Kennedy elindítása aFebruár 2501:29:02 UT-n (a Mariner 7-et 31 nappal később indítják). Ez az első küldetés, amelyet az Atlas-Centaur hordozórakétán (AC-20) indítottak, amely Atlas 3C hordozórakétából és egy újraindítható Centaur szakaszból áll . Az első fokozatot 04 perccel, 38 másodperccel az indítás után engedik el, majd a Centaur színpad 7,5 percig világít, hogy az űrszondát a Mars bolygó felé vezető közvetlen pályára juttassa. Miután a Mariner 6 elvált a kentaur fokozattól, a napelemeket bevetik.

A pálya korrekciója magában foglalja a hidrazin rakétamotor 5,35 másodpercig történő beindítását1 st március 1969. Néhány nappal később a robbanószelepeket a seprés feloldásához nyitják. Bizonyos, a robbanás során felszabaduló fényrészecskék elvonják a figyelmét a Canopus csillagkeresőről, és a beállítási zár ideiglenesen elvész. Úgy döntöttek, hogy a Mariner 6-ot inerciális vezetésre helyezik ( giroszkópokkal ) a Mars bolygó átrepüléséhez, hogy elkerüljék a hasonló eseményeket.

A 1969. július 29, 50 órával a Mars bolygó átrepülése előtt a pásztázó platform a Mars felé irányul, és a tudományos eszközöket mozgásba hozzák. A Mars képei 2 órával később kezdődnek. A következő 41 órában, 49 képek a megközelítés Mars (plusz egy töredéke a 50 th kép) veszik át a keskeny látószögű televíziós kamera. AJúlius 31UT 05: 03-kor kezdődik a repülési szakasz, amely 42 másodpercenként 26 közeli kép rögzítését foglalja magában. A hűtőrendszer meghibásodása miatt az infravörös spektrométer 1. csatornája nincs eléggé lehűlt ahhoz, hogy 6 és 14 mikrométer közötti méréseket lehessen elvégezni; ezért ebben a tartományban nincs infravörös adat.

A legközelebbi átrepülést (a marsi egyenlítőtől délre) 0519: 07 UT-nál, 3429 km távolságban a marsi felszíntől hajtották végre . Tizenegy perccel később a Mariner 6 elhalad a Mars bolygó mögött, és 25 perc múlva újra megjelenik. A Mars okkultációs X-sáv adatait a belépési és kilépési szakaszban veszik fel. A tudományos és képi adatokat a következő napokban, körülbelül 20 órával a repülés után továbbítják, 5 percenként egy kép sebességével. Az űrszonda ezután visszaáll körutazási üzemmódba, amely magában foglalja a mérnöki és kommunikációs teszteket, a csillagfotós televíziós teszteket, valamint a Tejútrendszer és az 1969-B üstökös területének ultraibolya sugárzását . Az űrszonda időszakos nyomon követését a heliocentrikus pályáján is elvégzik.

Emlékeztetőül : 10 nappal a Mariner 6 tervezett indítása előtt, azaz1969. február 15, miközben az űrszonda az Atlas-Centaur hordozórakéta tetején van, egy hibás kapcsoló megnyitja az Atlas első szakaszának fő szelepeit. Ez felszabadítja az Atlas-Centaur hordozórakéta szerkezetét támasztó nyomást, és ahogy az indító megereszkedik, összeomlani kezd. A földi személyzet két tagja nyomás alá kezdte a szivattyúkat, megakadályozva a szerkezet további összeomlását. A Mariner 6 űrszondát eltávolítják, majd egy másik Atlas-Centaur hordozórakétára helyezik, és a tervek szerint elindítják. A földi személyzet két tagja, akik életüket kockáztatva megakadályozták a 12 emeletes hordozórakéta összeomlását, megkapják a NASA kivételes bátorságérmét a NASA-tól .

A Mariner 6 és a Mariner 7 adatszolgáltatása 800 millió bit. A Mariner 6 49 képet küld a Mars bolygó repüléséről és 26 közeli képet a Marsról, a Mariner 7 pedig 93 képet repül és 33 közeli képet. A repülésből készült közeli fényképek a Mars felszínének 20% -át fedik le. Az űrszonda műszerei az ultraibolya és az infravörös emissziót, valamint a marsi légkör fénytörését mérik . A képek azt mutatják, hogy a Mars felszíne nagyon eltér a Holdétól , ellentétben a Mariner 4 eredményeivel . A déli pólusú sapkát elsősorban szilárd szén-dioxidból állítják össze . A légköri nyomást 6 és 7 MB között becsülik . A légköri összetétel körülbelül 98% szén-dioxidot tartalmaz. A rádiótudomány finomítja a Mars bolygó tömegére, sugarára és alakjára vonatkozó becsléseket. A NASA 1971 közepéig továbbra is kap adatokat a Mariner 6-tól.

Megjegyzések és hivatkozások

Megjegyzések

Hivatkozások

Bibliográfia

en) Paolo Ulivi és David M Harland, a Naprendszer robotkutatása , 1. rész: Aranykor 1957-1982 , Chichester, Springer Praxis,2007, 534 p. ( ISBN 978-0-387-49326-8 )