Маринер 9
 | |
| Тип миссии | Марсианский орбитальный аппарат |
|---|---|
| Оператор | НАСА / Лаборатория реактивного движения |
| ИДЕНТИФИКАТОР КОСПЭРЭ | 1971-051А |
| САТКАТ нет. | 5261 |
| Продолжительность миссии | 1 год, 4 месяца и 27 дней [1] |
| Свойства космического корабля | |
| Производитель | Лаборатория реактивного движения |
| Стартовая масса | 997,9 кг (2200 фунтов) [1] |
| Сухая масса | 558,8 кг (1232 фунта) |
| Власть | 500 Вт |
| Начало миссии | |
| Дата запуска | 30 мая 1971 г., 22:23:04 UTC |
| Ракета | Атлас SLV-3C Кентавр-Д |
| Запуск сайта | Мыс Канаверал |
| Конец миссии | |
| Утилизация | Выведен из эксплуатации |
| Деактивирован | 27 октября 1972 г. |
| Дата распада | в. Октябрь 2022 г. |
| Орбитальные параметры | |
| Справочная система | Ареоцентрический |
| Эксцентриситет | 0.6014 |
| Высота периареона | 1650 км (1030 миль) |
| Высота Апоареона | 16 860 км (10 480 миль) |
| Наклон | 64,4 градуса |
| Период | 11,9 часов/719,47 минут |
| Эпоха | 29 декабря 1971 г., 19:00:00 UTC [2] |
| Марсианский орбитальный аппарат | |
| Орбитальное введение | 14 ноября 1971 г., 00:42:00 UTC |
«Маринер-9» ( Mariner Mars'71 / Mariner-I ) — автоматический космический корабль , внесший большой вклад в исследование Марса и входивший в программу НАСА «Маринер» . «Маринер-9» был запущен к Марсу 30 мая 1971 года. [2] [3] с LC-36B на базе ВВС на мысе Канаверал , Флорида , и достиг планеты 14 ноября того же года, [2] [3] стать первым космическим кораблем, вышедшим на орбиту другой планеты [2] – лишь немного обойдя советские зонды «Марс-2» (запущен 19 мая) и «Марс-3» (запущен 28 мая), которые оба прибыли на Марс всего несколько недель спустя.
После возникновения на планете пыльных бурь в течение нескольких месяцев после ее прибытия орбитальному аппарату удалось отправить обратно четкие снимки поверхности. «Маринер-9» успешно передал 7329 изображений за время своей миссии, завершившейся в октябре 1972 года. [4]
Цели
[ редактировать ] |
«Маринер-9» был разработан для продолжения исследований атмосферы, начатых «Маринером-6» и «Маринером-7» , а также для картографирования более 70% поверхности Марса с самой низкой высоты (1500 километров (930 миль)) и с самым высоким разрешением (от 1 километра до 100 метров). (от 1100 до 110 ярдов на пиксель) любой миссии на Марс до этого момента. Инфракрасный радиометр был включен для обнаружения источников тепла в поисках доказательств вулканической активности . Целью проекта было изучение временных изменений в марсианской атмосфере и поверхности. Две луны Марса также должны были быть проанализированы. Mariner 9 более чем достиг своих целей.
Согласно первоначальным планам, должна была выполняться двойная миссия, как у Mariners 6–7, однако неудачный запуск Mariner 8 [5] разрушил эту схему и заставил планировщиков НАСА вернуться к более простой миссии с одним зондом. НАСА все еще надеялось, что еще один зонд «Маринер» и «Атлас-Кентавр» смогут быть готовы до закрытия окна запуска на Марс в 1971 году . Возникло несколько логистических проблем, в том числе отсутствие доступного кожуха полезной нагрузки «Кентавр» правильной конфигурации для зондов «Маринер», однако в инвентаре НАСА был кожух, который можно было модифицировать. У Convair также была доступная ступень Centaur, и она могла вовремя подготовить Atlas, но в конечном итоге от этой идеи отказались из-за отсутствия финансирования.
«Маринер-9» был соединен с «Атлас-Кентавр AC-23» 9 мая, расследование неисправности «Маринера-8» продолжается. Неисправность была связана с проблемой в сервоусилителе управления шагом «Кентавра», и поскольку не было ясно, виноват ли в этом сам космический корабль, на «Маринере-9» было проведено тестирование радиочастотных помех , чтобы убедиться, что зонд не создает помех, которые могут вызвать проблемы с электроникой «Кентавра». . Все тесты дали отрицательный результат, и 22 мая проверенный и проверенный комплект гироскопов скорости прибыл от Convair и был установлен на Centaur.
Старт состоялся 30 мая в 22:23:04 UT. [1] Все системы ракеты-носителя работали нормально, и «Маринер» отделился от «Кентавра» через 13 минут и 18 секунд после запуска.
Инструменты
[ редактировать ]- Ультрафиолетовый спектрометр (УФС)
- Инфракрасный интерферометр-спектрометр (IRIS)
- Небесная механика (не отдельный инструмент; он основывался на измерениях отслеживания, включая дальность, скорость дальности и доплеровский режим)
- S-диапазона Затмение (не отдельный инструмент; в эксперименте наблюдалось затухание сигнала связи, когда орбитальный спутник исчезал из поля зрения)
- Инфракрасный радиометр (ИРР)
- Система визуального изображения – на более низкой орбите, вдвое меньшей, чем у пролетных миссий «Маринер 6» и «Маринер 7» , и благодаря значительно улучшенной системе изображения, «Маринер 9» достиг разрешения 98 метров (320 футов) на пиксель , тогда как предыдущие марсианские зонды достигали только примерно 790 метров (2600 футов) на пиксель. [6]
Космический корабль и подсистемы
[ редактировать ]Электроэнергия солнечными для космического корабля обеспечивалась в общей сложности 14 742 солнечными элементами, распределенными между 4 панелями , в результате чего на космическом корабле присутствовало в общей сложности 7,7 метра солнечных панелей. Солнечные панели производили мощность 500 Вт на орбите Марса , энергия хранилась в никель-кадмиевой батарее емкостью 20 ампер/ч . [2]
Движение обеспечивалось двигателем РС-2101а, который мог развивать тягу 1340 Н и в общей сложности имел 5 перезапусков. Двигатель работал на монометилгидразине и четырехокиси азота . Для управления ориентацией космический корабль имел 2 комплекта по 6 азотных струй на кончиках солнечных панелей. Информация об ориентации обеспечивалась датчиком Солнца , звездным трекером Canopus, гироскопами , инерциальным эталонным устройством и акселерометром . Тепловой контроль был достигнут за счет использования жалюзи на восьми сторонах рамы и тепловых одеял. [2]
Достижения
[ редактировать ]
«Маринер-9» был первым космическим кораблем, вышедшим на орбиту другой планеты . Он нес полезную нагрузку, аналогичную «Маринерам 6» и «Маринерам 7», но из-за необходимости в более крупной двигательной установке для управления космическим кораблем на марсианской орбите он весил больше, чем «Маринерс 6» и «Маринер 7» вместе взятые («Маринер 6» и «Маринер 7» весили 413 килограммов, а «Маринер 7» весил 413 кг. 9 весил 997,9 килограмма). [5] [1] Когда «Маринер-9» прибыл на Марс 14 ноября 1971 года, ученые-планетологи были удивлены, обнаружив, что атмосфера насыщена «пылевым покровом всей планеты , самым большим штормом , когда-либо наблюдавшимся». [2] Поверхность была полностью скрыта. Таким образом, компьютер «Маринера-9» был перепрограммирован с Земли, чтобы отложить съемку поверхности на пару месяцев, пока не осядет пыль. Основная съемка поверхности началась только в середине января 1972 года. Однако изображения, скрытые с поверхности, все же внесли свой вклад в коллекцию научных данных о Марсе, включая понимание существования нескольких огромных высотных вулканов выступа Тарсис , которые постепенно стали видны как пыльная буря утихла. Эта неожиданная ситуация убедительно доказала желательность изучения планеты с орбиты, а не просто пролетать мимо нее. [6] Он также подчеркнул важность гибкого программного обеспечения миссий. Советские зонды «Марс-2» и «Марс-3» , прибывшие во время одной и той же пыльной бури, не смогли адаптироваться к неожиданным условиям, что серьезно ограничило объем данных, которые они смогли собрать.
За 349 дней на орбите «Маринер-9» передал 7329 изображений, охватывающих 85% поверхности Марса, тогда как предыдущие миссии облета вернули менее тысячи изображений, охватывающих лишь небольшую часть поверхности планеты. [1] На изображениях были видны русла рек , кратеры , огромные потухшие вулканы (такие как гора Олимп , крупнейший известный вулкан в Солнечной системе ; «Маринер-9» привел непосредственно к его реклассификации из «Никс Олимпика»), каньоны (в том числе Валлес Маринерис , система каньонов над около 4020 километров (2500 миль) в длину), свидетельства ветровой и водной эрозии и отложений, погодных фронтов, туманов и многого другого. [7] Марса Маленькие спутники , Фобос и Деймос , также были сфотографированы. [4] [8]
Результаты миссии «Маринер-9» легли в основу более поздней программы «Викинг» . [6]
Огромная система каньонов Валлес Маринерис названа в честь Маринера-9 в честь его достижений. [6]
После исчерпания запаса газа для управления ориентацией космический корабль был выключен 27 октября 1972 года. [6]
Строительство
[ редактировать ]
Ультрафиолетовый ( УФС спектрометр ) на борту «Маринера-9» был построен Лабораторией физики атмосферы и космоса Университета Колорадо , Боулдер, Колорадо . [9] Группу ультрафиолетовых спектрометров возглавил профессор Чарльз Барт.
Группу инфракрасного интерферометрического спектрометра (IRIS) возглавлял доктор Рудольф А. Ханель из Центра космических полетов имени Годдарда НАСА (GSFC). [10] Инструмент IRIS был создан компанией Texas Instruments , Даллас, Техас .
Группу инфракрасных радиометров (IRR) возглавил профессор Джеральд Нойгебауэр из Калифорнийского технологического института (Калифорнийский технологический институт). [11]
Достижения кодов исправления ошибок
[ редактировать ]Чтобы контролировать ошибки при приеме данных изображения в оттенках серого, отправленные Mariner 9 (вызванные низким соотношением сигнал/шум ), данные должны были быть закодированы перед передачей с использованием так называемого кода прямого исправления ошибок (FEC). . Без FEC шум составлял бы примерно четверть полученного изображения, в то время как FEC кодировал данные избыточным способом, что позволяло восстановить большую часть отправленных данных изображения при приеме.
Поскольку летное оборудование было ограничено по весу, энергопотреблению, хранению и вычислительной мощности, при выборе FEC необходимо было учитывать некоторые соображения, и было решено использовать код Адамара для Mariner 9. Каждый пиксель изображения был представлен как шестибитное двоичное значение, имеющее 64 возможных уровня оттенков серого . Из-за ограничений передатчика максимальная полезная длина данных составляла около 30 бит. Вместо использования кода повторения был использован код Адамара [32, 6, 16], который также является кодом Рида-Мюллера 1-го порядка . С помощью этой схемы можно исправить ошибки размером до семи бит на каждое 32-битное слово. [12] [13] По сравнению с кодом с пятью повторениями, свойства исправления ошибок этого кода Адамара были намного лучше, но скорость передачи данных была сопоставимой. Эффективный алгоритм декодирования стал важным фактором при решении использовать этот код. Используемая схема называлась «Зеленая машина», в которой использовалось быстрое преобразование Фурье , увеличивающее скорость декодирования в три раза. [14]
Текущее местоположение
[ редактировать ] | Этот раздел необходимо обновить . ( апрель 2023 г. ) |
По состоянию на февраль 2022 года местонахождение Mariner 9 неизвестно; он либо еще находится на орбите, либо уже сгорел в марсианской атмосфере, либо врезался в поверхность Марса.
НАСА предоставило несколько дат, когда «Маринер-9» может войти в атмосферу Марса. В 2011 году НАСА предсказало, что «Маринер-9» сгорит или упадет на Марс примерно в 2022 году. [15] Однако в редакции НАСА в 2018 году страницы миссии «Маринер-9» ожидалось, что «Маринер-9» упадет на Марс «где-то около 2020 года». [1] На момент миссии «Маринер-9» находился на орбите, которая не распадется в течение как минимум 50 лет, что означает, что самая ранняя дата входа в атмосферу приходится на октябрь 2022 года. [2] К августу 2023 года вполне вероятно, что «Маринер-9» войдет в атмосферу Марса и либо сгорит, либо врежется в поверхность Марса.
См. также
[ редактировать ]
- Исследование Марса
- Список орбитальных аппаратов Марса
- Список миссий на Марс
- Исследование космоса
- Хронология искусственных спутников и космических зондов
- Беспилотные космические миссии
- Облет Марса
Ссылки
[ редактировать ]- ^ Jump up to: а б с д и ж «Маринер-9 — наука НАСА» . science.nasa.gov . НАСА . Проверено 28 сентября 2023 г.
- ^ Jump up to: а б с д и ж г час «Маринер 9» . nssdc.gsfc.nasa.gov . НАСА . Проверено 28 декабря 2011 г.
В данную статью включен текст из этого источника, находящегося в свободном доступе . - ^ Jump up to: а б «Окончательный отчет проекта Mariner Mars 1971» (PDF) . НАСА . Архивировано из оригинала (PDF) 27 мая 2010 года . Проверено 28 декабря 2011 г.
- ^ Jump up to: а б «Исследование Марса — наука НАСА» . science.nasa.gov . НАСА . Проверено 12 декабря 2011 г.
- ^ Jump up to: а б «Маринер-8 (Маринер H) — Марсианские миссии» . jpl.nasa.gov . НАСА / Лаборатория реактивного движения . Проверено 20 декабря 2023 г.
- ^ Jump up to: а б с д и Род Пайл (2012). Пункт назначения Марс: новые исследования Красной планеты . Книги Прометея . стр. 73–78. ISBN 978-1-61614-589-7 .
- ^ Элизабет Хауэлл (8 ноября 2018 г.). «Маринер-9: первый космический корабль на орбите Марса» . Space.com .
- ^ В.К. Хартманн; О. Рэпер (1974). Новый Марс: открытия «Маринера-9» . НАСА . СП-337.
- ^ Чарльз Барт. «Маринер-9: Ультрафиолетовый спектрометр (УФС)» . nssdc.gsfc.nasa.gov . НАСА . Проверено 23 февраля 2024 г.
- ^ «Маринер-9: Инфракрасный интерферометрический спектрометр (IRIS)» . nssdc.gsfc.nasa.gov . НАСА . Проверено 23 февраля 2024 г.
- ^ «Маринер-9: Инфракрасный радиометр (ИРР)» . nssdc.gsfc.nasa.gov . НАСА . Проверено 23 февраля 2024 г.
- ↑ 64 оттенка марсианского серого на YouTube.
- ^ Кодекс Рида-Мюллера (64 оттенка серого, часть 2) на YouTube
- ^ «Комбинаторика в космосе, телеметрическая система Mariner 9» (PDF) . Архивировано из оригинала (PDF) 27 сентября 2013 года.
- ^ «Этот месяц в истории НАСА: Маринер-9» . appel.nasa.gov . НАСА . Проверено 21 февраля 2022 г.
Внешние ссылки
[ редактировать ]
- Профиль миссии Mariner 9 от НАСА по исследованию солнечной системы
- Генеральный каталог NSSDC: Космический корабль – Маринер-9
- Путеводитель НАСА-Лаборатории реактивного движения по Маринеру-9
- несколько изображений Марса, сделанных «Маринером-9»
- Фильм «Маринер-9 приближается к Марсу». Архивировано 25 января 2012 г. в Wayback Machine.
- Снимки Mariner 9, включая пыльную бурю
- Вид на Фобос с корабля «Маринер-9» (организуется Планетарным обществом)
- Сравнение изображения Mariner 9 со снимком MGS помогает определить, сдвинулись ли дюны за десятилетия.
- P.418 Правильные значения DN равны 512, а не 64, т.е. 9 бит на пиксель.
