✖


Jump to content

Маринер 10

Маринер 10
Маринер-10 Запасной самолет
Тип миссии Планетарные исследования
Оператор НАСА / Лаборатория реактивного движения
ИДЕНТИФИКАТОР КОСПЭРЭ 1973-085А [1]
САТКАТ нет. 6919 [1]
Продолжительность миссии 1 год, 4 месяца и 21 день
Свойства космического корабля
Производитель Лаборатория реактивного движения
Стартовая масса 502,9 кг (1109 фунтов) [2]
Власть 820 Вт (при встрече с Венерой)
Начало миссии
Дата запуска 3 ноября 1973 г., 05:45:00 ( 1973-11-03UTC05:45Z ) UTC
Ракета Atlas SLV-3D Centaur-D1A
Запуск сайта Мыс Канаверал , LC-36B
Конец миссии
Утилизация Выведен из эксплуатации
Деактивирован 24 марта 1975 г. ( 1975-03-25 ) 12:21 UTC
Пролет Венеры
Ближайший подход 5 февраля 1974 г.
Расстояние 5768 километров (3584 миль)
Пролет Меркурия
Ближайший подход 29 марта 1974 г.
Расстояние 704 километра (437 миль)
Пролет Меркурия
Ближайший подход 21 сентября 1974 г.
Расстояние 48 069 километров (29 869 миль)
Пролет Меркурия
Ближайший подход 16 марта 1975 г.
Расстояние 327 километров (203 миль)
Для создания этого изображения Меркурия были использованы повторно обработанные данные «Маринера-10». Гладкая полоса — это область, изображения которой не делались.

«Маринер-10» — американский автоматический космический зонд, запущенный НАСА 3 ноября 1973 года для пролета мимо планет Меркурий и Венера . Это был первый космический корабль, совершивший облет нескольких планет. [3]

«Маринер-10» был запущен примерно через два года после «Маринера-9» и стал последним космическим кораблем в программе «Маринер» . (Маринер-11 и Маринер-12 были включены в программу «Вояджер» и переименованы в «Вояджер-1» и «Вояджер-2» .)

Задачи миссии заключались в измерении характеристик окружающей среды, атмосферы, поверхности и тела Меркурия, а также в проведении аналогичных исследований Венеры. Второстепенными целями были проведение экспериментов в межпланетной среде и получение опыта выполнения миссии по гравитационному сопровождению двух планет . Научную группу Mariner 10 возглавлял Брюс К. Мюррей из Лаборатории реактивного движения . [4]

Дизайн и траектория

[ редактировать ]
Впечатления художников о миссии Mariner 10 . Он использовал пролет планеты Венера, чтобы уменьшить ее перигелий. Это позволит космическому кораблю встретиться с Меркурием трижды в 1974 и 1975 годах.

«Маринер-10» был первой миссией, которая использовала гравитацию одной планеты (в данном случае Венеры) для достижения другой планеты. [а] Он использовал Венеру, чтобы изменить траекторию своего полета и опустить перигелий до уровня орбиты Меркурия. [2] [3] Этот маневр, вдохновленный расчетами орбитальной механики итальянского ученого Джузеппе Коломбо , вывел космический корабль на орбиту, которая неоднократно возвращала его к Меркурию. «Маринер-10 » — давление солнечного излучения на его солнечные панели и антенну с высоким коэффициентом усиления в качестве средства управления ориентацией во время полета, первый космический корабль, использующий активное управление солнечным давлением.

Компоненты Mariner 10 можно разделить на четыре группы в зависимости от их общей функции. Солнечные панели, подсистема питания, подсистема ориентации и компьютер обеспечивали правильную работу космического корабля во время полета. Навигационная система, включая гидразиновую ракету, будет направлять «Маринер-10» на путь к Венере и Меркурию. Несколько научных инструментов будут собирать данные на двух планетах. Наконец, антенны будут передавать эти данные в сеть дальнего космоса обратно на Землю, а также получать команды от Центра управления полетами. Различные компоненты и научные инструменты «Маринера-10 » были прикреплены к центральному узлу, который имел форму примерно восьмиугольной призмы. В хабе хранилась внутренняя электроника космического корабля. [1] [5] [6] Космический корабль «Маринер-10» был изготовлен компанией Boeing. [7] НАСА установило строгий лимит общей стоимости Mariner 10 в 98 миллионов долларов США, что стало первым случаем, когда агентство поставило миссию в жесткие бюджетные ограничения. Никаких перерасходов средств не допускалось, поэтому планировщики миссии тщательно учитывали экономическую эффективность при проектировании инструментов космического корабля. [8] Контроль затрат в первую очередь достигался за счет выполнения контрактных работ ближе к дате запуска, чем это было рекомендовано обычными графиками миссий, поскольку сокращение продолжительности доступного рабочего времени повышало экономическую эффективность. Несмотря на напряженный график, очень немногие сроки были сорваны. [9] В итоге бюджет миссии составил около 1 миллиона долларов США. [10]

Контроль ориентации необходим для того, чтобы приборы и антенны космического корабля были направлены в правильном направлении. [11] Во время маневров коррекции курса космическому кораблю может потребоваться повернуть так, чтобы его ракетный двигатель был направлен в правильном направлении перед запуском. «Маринер-10» определил свое положение с помощью двух оптических датчиков, один из которых был направлен на Солнце, а другой — на яркую звезду, обычно Канопус ; зонда кроме того, три гироскопа предоставили второй вариант расчета ориентации. Азотные газовые двигатели использовались для регулировки ориентации Маринера - 10 по трем осям. [12] [13] [14] Электроника космического корабля была сложной и сложной: она содержала более 32 000 элементов схемы, из которых наиболее распространенными устройствами были резисторы, конденсаторы, диоды, микросхемы и транзисторы. [15] Команды для инструментов могли храниться на компьютере «Маринера-10 » , но их объем был ограничен 512 словами. Остальное должна была транслироваться Рабочей группой по последовательности миссий с Земли. [16] Для обеспечения электропитанием компонентов космического корабля потребовалось изменить электрическую мощность солнечных панелей. Подсистема питания использовала два резервных набора схем, каждый из которых содержал бустер-регулятор и инвертор тока панелей , для преобразования постоянного в переменный и изменения напряжения до необходимого уровня. [17] Подсистема могла хранить до 20 ампер-часов электроэнергии на 39-вольтовой никель-кадмиевой батарее . [18]

Пролет мимо Меркурия поставил перед учеными серьезные технические проблемы, которые необходимо было преодолеть. Из-за близости Меркурия к Солнцу Маринеру-10 пришлось бы выдержать в 4,5 раза больше солнечной радиации , чем когда он покинул Землю; По сравнению с предыдущими миссиями Mariner, части космического корабля нуждались в дополнительной защите от жары. На основной корпус были установлены термоодеяла и солнцезащитный козырек. Оценив различные варианты материала солнцезащитной ткани, планировщики миссии выбрали ткань «бета» — комбинацию алюминизированного каптона и листов стекловолокна, обработанных тефлоном . [19] Однако защита от солнца для некоторых других компонентов «Маринера-10 » была невозможна . Две солнечные панели Mariner 10 должны были поддерживать температуру ниже 115 °C (239 °F). Закрытие панелей лишило бы их цели производства электроэнергии. Решением было добавить к панелям регулируемый наклон, чтобы можно было изменить угол, под которым они обращены к солнцу. Инженеры рассматривали возможность сложить панели друг к другу, придав основному корпусу V-образную форму, но испытания показали, что такой подход может привести к перегреву остальной части космического корабля. Альтернативный вариант заключался в том, чтобы установить солнечные панели в линию и наклонить их вдоль этой оси, что имело дополнительное преимущество в виде повышения эффективности азотных реактивных двигателей космического корабля, которые теперь можно было размещать на концах панелей. Панели можно было поворачивать максимум на 76°. [6] [20] Кроме того, Mariner 10 для правильной работы сопло гидразиновой ракеты должно было быть обращено к Солнцу, но ученые отвергли закрытие сопла тепловой дверцей как ненадежное решение. Вместо этого на открытые части ракеты была нанесена специальная краска, чтобы уменьшить поток тепла от сопла к хрупким приборам космического корабля. [21]

Точное выполнение гравитационной помощи на Венере стало еще одним препятствием. [22] Если бы «Маринер-10» должен был держать курс на Меркурий, его траектория могла бы отклоняться не более чем на 200 километров (120 миль) от критической точки в окрестностях Венеры. [23] Чтобы обеспечить возможность внесения необходимых корректировок курса, планировщики миссии утроили количество гидразинового топлива, которое будет нести «Маринер-10», а также снабдили космический корабль большим количеством азота для двигателей, чем было в предыдущей миссии «Маринера». Эти обновления оказались решающими в обеспечении возможности второго и третьего пролета Меркурия. [24]

Миссии по-прежнему не хватало главной защиты: родственного космического корабля. Обычно зонды запускались парами с полным резервированием, чтобы предотвратить выход из строя одного или другого. [25] Бюджетные ограничения исключили этот вариант. Несмотря на то, что планировщики миссии оставались в рамках бюджета, чтобы отвлечь часть средств на строительство резервного космического корабля, бюджет не позволял запустить оба корабля одновременно. В случае сбоя «Маринера-10» НАСА разрешит запуск резервной копии только в том случае, если фатальная ошибка будет диагностирована и исправлена; это должно было быть завершено за две с половиной недели между запланированным запуском 3 ноября 1973 года и последней возможной датой запуска 21 ноября 1973 года. [24] [26] Неиспользованную резервную копию отправили в Смитсоновский музей для экспонирования. [27]

Инструменты

[ редактировать ]
Иллюстрация, показывающая инструменты Маринера-10.

«Маринер-10» провел семь экспериментов на Венере и Меркурии. В шести из этих экспериментов использовался специальный научный инструмент для сбора данных. [28] Эксперименты и инструменты были разработаны исследовательскими лабораториями и учебными заведениями со всех концов Соединенных Штатов. [29] Из сорока шести представленных материалов Лаборатория реактивного движения выбрала семь экспериментов на основе максимизации научной отдачи без превышения нормативных затрат: вместе семь научных экспериментов обошлись в 12,6 миллиона долларов США, что составляет около одной восьмой общего бюджета миссии. [9]

Телевизионная фотография

[ редактировать ]
Вид в разрезе одной телекамеры Mariner 10

Система визуализации, «Эксперимент телевизионной фотографии», состояла из двух 15-сантиметровых (5,9 дюйма) телескопов Кассегрена, питающих видикона . трубки [30] Основной телескоп можно было заменить на меньшую широкоугольную оптику, но с использованием той же трубы. [30] У него было 8-позиционное колесо фильтров, одно из которых занимало зеркало для широкоугольного обхода. [30]

Выдержка телекамеры варьировалась от 3 мс до 12 с, при этом каждая камера могла делать снимок каждые 42 с. Разрешение изображения составляло 832 x 700 пикселей, 8-битное кодирование. [30]

Экспериментальные фильтры для телевизионной фотографии Mariner 10 [30] [31]
Фильтр Число Длина волны (нм)
диапазон пик ​
Широкоугольное зеркало с реле изображения 1 – –
Синий бандпасс 2 410–530 475
УФ-поляризация 3 330–390 355
Минус УФ-высокие частоты 4 410–630 511
Прозрачный 5 400–630 487
УФ полоса пропускания 6 330–390 355
Расфокусирующая линза (для калибровки) 7 – –
Желтый полосовой пропускание 8 540–630 575

Вся система визуализации оказалась под угрозой, когда электрические обогреватели, прикрепленные к камерам, не включились сразу после запуска. Чтобы избежать разрушительного солнечного тепла, камеры были намеренно размещены на стороне космического корабля, обращенной от Солнца. Следовательно, обогреватели были необходимы, чтобы камеры не теряли тепло и не становились настолько холодными, что могли бы выйти из строя. Инженеры JPL обнаружили, что видиконы могут генерировать достаточно тепла при нормальной работе, чтобы оставаться чуть выше критической температуры -40 ° C (-40 ° F); поэтому они посоветовали не выключать камеры во время полета. Тестовые фотографии Земли и Луны показали, что качество изображения существенно не пострадало. [32] Команда миссии была приятно удивлена, когда 17 января 1974 года, через два месяца после запуска, начали работать обогреватели камеры. [33] [34] Позднее расследование пришло к выводу, что короткое замыкание в другом месте зонда помешало включению нагревателя. Это позволило отключать видиконы по мере необходимости. [35]

Из шести основных научных инструментов камеры весом 43,6 кг (96 фунтов) были, безусловно, самым массивным устройством. Требуя 67 Вт электроэнергии, камеры потребляли больше энергии, чем остальные пять инструментов вместе взятые. [36] Система вернула около 7000 фотографий Меркурия и Венеры во время пролетов «Маринера-10». [30]

Инфракрасный радиометр

[ редактировать ]

Инфракрасный радиометр обнаружил инфракрасное излучение, испускаемое поверхностью Меркурия и атмосферой Венеры, по которому можно было рассчитать температуру. То, как быстро поверхность теряла тепло при вращении на темную сторону планеты, позволило раскрыть аспекты состава поверхности, например, состоит ли она из камней или из более мелких частиц. [37] [38] Инфракрасный радиометр содержал пару телескопов Кассегрена, закрепленных под углом 120° друг к другу, и пару детекторов, изготовленных из сурьмяно-висмутовых термобатарей . Прибор был разработан для измерения температур от -193 ° C (-315,4 ° F) до высоких до 427 ° C (801 ° F). Стиллман К. Чейз-младший из Исследовательского центра Санта-Барбары возглавил эксперимент с инфракрасным радиометром. [36]

Ультрафиолетовые спектрометры

[ редактировать ]

В этом эксперименте были задействованы два ультрафиолетовых спектрометра : один для измерения УФ-поглощения, другой для измерения УФ-излучения. Спектрометр затмения сканировал край Меркурия, когда он проходил перед Солнцем, и определил, поглощается ли солнечное ультрафиолетовое излучение определенных длин волн, что указывало бы на присутствие частиц газа и, следовательно, атмосферы. [39] Спектрометр свечения воздуха обнаружил крайнее ультрафиолетовое излучение, исходящее от атомов газообразного водорода, гелия, углерода, кислорода, неона и аргона. [36] [40] В отличие от затмевающего спектрометра он не требовал подсветки от Солнца и мог перемещаться вместе с вращающейся платформой сканирования на космическом корабле. Самой важной целью эксперимента было выяснить, есть ли у Меркурия атмосфера, а также собрать данные о Земле и Венере и изучить межзвездное фоновое излучение. [38]

Детекторы плазмы

[ редактировать ]
Запасной самолет Маринер-10

Целью плазменного эксперимента было изучение ионизированных газов ( плазмы ) солнечного ветра, температуры и плотности его электронов, а также того, как планеты влияют на скорость плазменного потока. [41] Эксперимент состоял из двух компонентов, обращенных в противоположные стороны. Сканирующий электростатический анализатор был направлен на Солнце и мог обнаруживать положительные ионы и электроны, которые были разделены набором из трех концентрических полусферических пластин. Сканирующий электронный спектрометр был направлен в сторону от Солнца и обнаружил только электроны, используя всего одну полусферическую пластину. Инструменты можно было поворачивать примерно на 60° в обе стороны. [36] Собрав данные о движении солнечного ветра вокруг Меркурия, плазменный эксперимент можно использовать для проверки наблюдений магнитометра за магнитным полем Меркурия. [38] Используя плазменные детекторы, «Маринер-10» собрал первые данные о солнечном ветре с орбиты Венеры. [42]

Вскоре после запуска ученые обнаружили, что сканирующий электростатический анализатор вышел из строя, потому что дверца, закрывающая анализатор, не открылась. Была предпринята неудачная попытка принудительно отстегнуть дверь первым маневром коррекции курса. [43] Операторы эксперимента планировали наблюдать направления положительных ионов до их столкновения с Анализатором, но эти данные были утеряны. [44] В ходе эксперимента все же удалось собрать некоторые данные с помощью правильно функционирующего сканирующего электронного спектрометра. [45]

Телескопы заряженных частиц

[ редактировать ]

Целью эксперимента с заряженными частицами было наблюдение за тем, как гелиосфера взаимодействует с космическим излучением . [46] Что касается плазменных детекторов и магнитометров, этот эксперимент потенциально мог предоставить дополнительные доказательства наличия магнитного поля вокруг Меркурия. [47] показав, захватило ли такое поле заряженные частицы. [36] Два телескопа использовались для сбора высокоэнергетических электронов и атомных ядер, в частности ядер кислорода или менее массивных. [48] Эти частицы затем проходили через набор детекторов и подсчитывались. [36]

Магнитометры

[ редактировать ]

Двум феррозондовым магнитометрам было поручено определить, создает ли Меркурий магнитное поле . [49] и изучение межпланетного магнитного поля между пролетами. [48] При разработке этого эксперимента ученым пришлось учитывать помехи от магнитного поля, создаваемого многими электронными деталями Маринера-10. По этой причине магнитометры пришлось расположить на длинной стреле: один ближе к восьмиугольной ступице, другой дальше. Данные двух магнитометров будут сопоставлены для фильтрации собственного магнитного поля космического корабля. [50] Резкое ослабление магнитного поля зонда привело бы к увеличению затрат. [16]

Небесная механика и радионаучный эксперимент

[ редактировать ]

В этом эксперименте исследовались масса и гравитационные характеристики Меркурия. Она представляла особый интерес из-за близости планеты к Солнцу, большого эксцентриситета орбиты и необычного спин-орбитального резонанса. [51]

Когда космический корабль при первом столкновении пролетел позади Меркурия, появилась возможность исследовать атмосферу и измерить радиус планеты. Наблюдая за изменениями фазы радиосигнала S-диапазона, можно было бы провести измерения атмосферы. По оценкам, плотность атмосферы составляла около 10 16 молекулы на см 3 . [51]

Профиль миссии

[ редактировать ]

Уходящая Земля

[ редактировать ]
«Маринер-10» сделал снимки Земли и Луны вскоре после запуска.

Компания Boeing завершила постройку космического корабля в конце июня 1973 года, а Mariner 10 был доставлен из Сиэтла в штаб-квартиру JPL в Калифорнии, где JPL всесторонне проверила целостность космического корабля и его приборов. После завершения испытаний зонд был перевезен на Восточный полигон во Флориде, где находится стартовая площадка. Технические специалисты заполнили бак космического корабля 29 килограммами (64 фунта) гидразинового топлива, чтобы зонд мог корректировать курс, и прикрепили пиропатроны , детонация которых будет сигнализировать Маринеру-10 выйти из ракеты-носителя и развернуть свои инструменты. [52] [53] Запланированная гравитационная помощь на Венере позволила использовать ракету Атлас-Кентавр вместо более мощного, но более дорогого Титана IIIC . [15] [54] Зонд и «Атлас-Кентавр» были соединены вместе за десять дней до старта. Запуск представлял собой один из самых больших рисков провала миссии Mariner 10 ; «Маринер-1» , «Маринер-3» и «Маринер-8» вышли из строя через несколько минут после старта либо из-за инженерных ошибок, либо из-за неисправности ракеты «Атлас». [26] [55] [56] Период запуска миссии длился около месяца, с 16 октября 1973 года по 21 ноября 1973 года. НАСА выбрало 3 ноября в качестве даты запуска, поскольку это оптимизирует условия получения изображений, когда космический корабль прибудет на Меркурий. [54]

Запуск Маринера-10

3 ноября в 17:45 UTC «Атлас-Кентавр» с «Маринером-10» стартовал с площадки SLC-36B . [1] Ступень «Атлас» горела около четырех минут, после чего ее выбросили за борт, а ступень «Кентавр» вступила во владение еще на пять минут, выведя «Маринера-10» на парковочную орбиту . Временная орбита заняла космическому кораблю треть расстояния вокруг Земли: этот маневр был необходим, чтобы достичь правильного места для второго запуска двигателей «Кентавр», который вывел «Маринер-10» на путь к Венере. Затем зонд отделился от ракеты; впоследствии ступень «Кентавра» отклонилась в сторону, чтобы избежать возможности будущего столкновения. Никогда раньше планетарная миссия не зависела от двух отдельных запусков ракет во время запуска, и даже в случае с «Маринером-10 » ученые поначалу считали этот маневр слишком рискованным. [57] [58]

В течение первой недели полета система камер Mariner 10 была протестирована, сняв пять фотографических мозаик Земли Луны и шесть фотографий . Он также получил фотографии северной полярной области Луны, где предыдущее освещение было плохим. Эти фотографии послужили картографам основой для обновления лунных карт и улучшения сети управления Луной . [59]

Круиз на Венеру

[ редактировать ]
Траектория космического корабля «Маринер-10» : от запуска 3 ноября 1973 года до первого пролёта Меркурия 29 марта 1974 года.

к Венере не было беспрецедентным, оно было сопряжено с техническими неисправностями, из-за которых управление полетом оставалось в напряжении. «Маринера-10 » Трехмесячное путешествие [60] Донна Ширли рассказала о разочаровании своей команды: «Казалось, что мы всегда просто исправляли Mariner 10 достаточно долго, чтобы довести его до следующего этапа и следующего кризиса». [61] Маневр коррекции траектории был выполнен 13 ноября 1973 года. Сразу после этого звездный трекер зацепился за яркую чешуйку краски, оторвавшуюся от космического корабля и потерявшую отслеживание на направляющей звезде Канопус . Автоматизированный протокол безопасности восстановил Канопус, но проблема отслаивания краски повторялась на протяжении всей миссии. Бортовой компьютер также время от времени случал внеплановые перезагрузки, что требовало перенастройки тактовой последовательности и подсистем. Во время круиза также возникали периодические проблемы с антенной с высоким коэффициентом усиления. 8 января 1974 года в подсистеме питания произошла неисправность, предположительно вызванная короткозамкнутым диодом. [15] В результате вышли из строя главный ускорительный регулятор и инвертор, в результате чего космический корабль стал зависеть от резервного регулятора. Планировщики миссии опасались, что та же проблема может повториться в резервной системе и вывести из строя космический корабль. [62]

В январе 1974 года «Маринер-10» провел ультрафиолетовые наблюдения кометы Когоутека . Еще одна коррекция в середине курса была сделана 21 января 1974 года.

Пролет Венеры

[ редактировать ]

Космический корабль пролетел мимо Венеры 5 февраля 1974 года, максимальное сближение составило 5768 километров (3584 миль) в 17:01 UTC. Это был двенадцатый космический корабль, достигший Венеры, и восьмой, вернувший данные с планеты. [63] а также первая миссия, которой удалось передать изображения Венеры на Землю. [64] «Маринер-10» построен на основе наблюдений, сделанных «Маринером-5» шестью годами ранее; Важно отметить, что у «Маринера-10» была камера, тогда как в предыдущей миссии ее не было. [65] Когда «Маринер-10» повернул вокруг Венеры, от ночной стороны планеты к дневному, камеры сделали первое изображение Венеры, полученное зондом, на котором была видна освещенная дуга облаков над северным полюсом, выходящая из темноты. Инженеры поначалу опасались, что звездочет может принять гораздо более яркую Венеру за Канопус, повторив неудачу с отслаивающейся краской. Однако звездочет не вышел из строя. Затмение Земли произошло между 17:07 и 17:11 UTC, во время которого космический корабль передал радиоволны X-диапазона через атмосферу Венеры, собирая данные о структуре облаков и температуре. [66] [67] Хотя облачный покров Венеры почти не имеет особенностей в видимом свете, было обнаружено, что обширные детали облаков можно увидеть через ультрафиолетовые фильтры камеры Маринера. Наземные наблюдения в ультрафиолетовом диапазоне показали некоторые нечеткие пятна еще до «Маринера-10» , но детали, увиденные «Маринером», стали неожиданностью для большинства исследователей. Зонд продолжал фотографировать Венеру до 13 февраля 1974 года. [68] Среди 4165 полученных фотографий столкновения, одна полученная серия изображений запечатлела плотную и четко структурированную атмосферу, совершающую полный оборот каждые четыре дня. [65] как и предполагали наземные наблюдения. [69]

Миссия выявила состав и метеорологическую природу атмосферы Венеры. Данные радионаучного эксперимента измеряли степень преломления радиоволн, проходящих через атмосферу, что использовалось для расчета плотности, давления и температуры атмосферы на любой заданной высоте. [70] В целом, температура атмосферы выше ближе к поверхности планеты, но «Маринер-10» обнаружил четыре высоты, где картина была обратной, что может указывать на наличие слоя облаков. [71] Инверсии произошли на уровнях 56, 61, 63 и 81 км (35, 38, 39 и 50 миль). [72] подтверждающие предыдущие наблюдения, сделанные во время встречи с «Маринером-5» . [70] Ультрафиолетовые спектрометры определили химические вещества, составляющие атмосферу Венеры. [73] Повышенная концентрация атомарного кислорода в верхних слоях атмосферы показала, что атмосфера расслаивается на верхние и нижние слои, не смешивающиеся друг с другом; фотографии верхних и нижних слоев облаков подтвердили эту гипотезу. [71] Ультрафиолетовые фотографии «Маринера-10 » стали бесценным источником информации для изучения бурлящих облаков атмосферы Венеры. Исследователи миссии полагали, что сфотографированные ими облака находились в стратосфере и верхней тропосфере и образовались в результате конденсации; они также пришли к выводу, что контраст между более темными и более светлыми деталями обусловлен различиями в поглощении облаком ультрафиолетового света. [74] Особый интерес представляла подсолнечная область: поскольку Солнце находится прямо над головой, оно передает этой области больше солнечной энергии, чем другим частям планеты. По сравнению с остальной атмосферой планеты подсолнечная область была очень активной и нерегулярной. Было замечено, что «ячейки» воздуха, поднятые конвекцией, каждая шириной до 500 километров (310 миль), формируются и рассеиваются в течение нескольких часов; некоторые имели многоугольные очертания. [74]

Гравитационная помощь также имела успех, находясь в пределах допустимой погрешности. За четыре часа с 16:00 до 20:00 UTC 5 февраля 1974 года гелиоцентрическая скорость Маринера - 10 упала с 37,008 км/с (82 785 миль в час) до 32,283 км/с (72 215 миль в час). [75] Это изменило форму эллиптической орбиты космического корабля вокруг Солнца. [64] так что перигелий теперь совпадал с орбитой Меркурия. [75]

  • Встреча с Венерой
    Встреча с Венерой
  • Венера в реальных цветах, обработанная на основе прозрачных и отфильтрованных синим изображений изображений Mariner 10.
    Венера в реальных цветах, обработанная на основе прозрачных и отфильтрованных синим Mariner 10 . изображений изображений
  • Фотография Венеры в ультрафиолетовом свете, сделанная «Маринером-10» (цвет фотографии улучшен для имитации естественного цвета Венеры, каким его видит человеческий глаз)
    «Маринером-10 » Фотография Венеры, сделанная в ультрафиолетовом свете (цвета фотографии улучшены для имитации естественного цвета Венеры, каким ее видит человеческий глаз)

Первый пролет Меркурия

[ редактировать ]

Космический корабль трижды пролетел мимо Меркурия. Первое столкновение с Меркурием произошло в 20:47 UTC 29 марта 1974 года на расстоянии 703 километров (437 миль), проходя по теневой стороне. [2]

  • Первая встреча с Меркурием
    Первая встреча с Меркурием
  • Шесть часов до ближайшего сближения
    Шесть часов до ближайшего сближения
  • Шесть часов после максимального сближения
    Шесть часов после максимального сближения

Второй пролет Меркурия

[ редактировать ]

Сделав один оборот вокруг Солнца , пока Меркурий совершил два оборота, «Маринер-10» снова пролетел мимо Меркурия 21 сентября 1974 года, на более отдаленном расстоянии в 48 069 километров (29 869 миль) ниже южного полушария. [2]

  • Вторая встреча с Меркурием
    Вторая встреча с Меркурием
  • Мозаика изображений второй встречи, охватывающая территорию от экватора до южного полюса.
    Мозаика изображений второй встречи, охватывающая территорию от экватора до южного полюса.

Третий пролет Меркурия

[ редактировать ]

После потери контроля над креном в октябре 1974 года третье и последнее столкновение, самое близкое к Меркурию, произошло 16 марта 1975 года на расстоянии 327 километров (203 мили), пройдя почти над северным полюсом. [2]

  • Третья встреча с Меркурием
    Третья встреча с Меркурием
  • Меркурий в цвете
    Меркурий в цвете
  • Меркурий в черно-белом цвете
    Меркурий в черно-белом цвете
  • Меркурий в ложном цвете
    Меркурий в ложном цвете
  • Выдающийся уступ Discovery Rupes, сфотографированный во время первого пролета.
    Выдающийся уступ Discovery Rupes , сфотографированный во время первого пролета.
  • Изображение надвига на Дискавери Рупес
    Изображение надвига на Дискавери Рупес
  • Австралийский регион
    Австралийский регион
  • Аврора регион
    Аврора регион
  • Кадучеата регион
    Кадучеата регион
  • Бассейн Шуберта диаметром 190 км (120 миль), заполненный гладкими равнинами. Холмистый край бассейна частично разрушен и покрыт кратерами в результате более поздних событий.
    Бассейн Шуберта диаметром 190 км (120 миль), заполненный гладкими равнинами. Холмистый край бассейна частично разрушен и покрыт кратерами в результате более поздних событий.

Конец миссии

[ редактировать ]

Когда запас маневренного газа был почти исчерпан, «Маринер-10» вышел на другую орбиту Солнца. Инженерные испытания продолжались до 24 марта 1975 г. [2] когда окончательное истощение запаса азота было сигнализировано началом незапрограммированного поворота тангажа. На космический корабль немедленно были отправлены команды выключить его передатчик, и радиосигналы на Землю прекратились.

«Маринер-10» предположительно все еще находится на орбите Солнца , хотя его электроника, вероятно, была повреждена солнечной радиацией. [76] «Маринер-10» не был замечен и не отслеживался с Земли с тех пор, как он прекратил передачу. Единственная причина, по которой он не мог бы вращаться по орбите, — это если бы он был поражен астероидом или подвергся гравитационному возмущению в результате близкого столкновения с большим телом.

Открытия

[ редактировать ]

Во время пролета Венеры «Маринер-10» обнаружил признаки вращающихся облаков и очень слабого магнитного поля. Используя фильтр ближнего ультрафиолета Венеры , он сфотографировал шевронные облака и выполнил другие исследования атмосферы .

Космический корабль трижды пролетел мимо Меркурия. Из-за геометрии его орбиты - его орбитальный период был почти в два раза больше, чем у Меркурия - каждый раз одна и та же сторона Меркурия была освещена солнцем, поэтому он смог нанести на карту только 40–45% поверхности Меркурия, сделав более 2800 фотографий. Это обнаружило поверхность, более или менее похожую на Луну. Это внесло огромный вклад в понимание Меркурия, поверхность которого не удалось успешно изучить с помощью телескопических наблюдений. Нанесенные на карту регионы включали большую часть или все четырехугольники Шекспира, Бетховена, Койпера, Микеланджело, Толстого и Дискавери , половину четырехугольников Баха и Виктории, а также небольшие части четырехугольников Солитудо Персефоны (позже Неруды), Лигурии (позже Радитлади) и Северного полюса. . [77]

«Маринер-10» также обнаружил, что Меркурий имеет разреженную атмосферу, состоящую в основном из гелия , а также магнитное поле и большое, богатое железом ядро . Показания радиометра показали, что ночная температура Меркурия составляет -183 ° C (-297,4 ° F), а максимальная дневная температура - 187 ° C (369 ° F).

Планирование MESSENGER , космического корабля, исследовавшего Меркурий до 2015 года, во многом основывалось на данных и информации, собранных Mariner 10 .

Маринера-10 День памяти

[ редактировать ]
«Маринер-10» Марка космического зонда , выпуск 1975 года.

В 1975 году почтовое отделение США выпустило памятную марку с изображением космического зонда «Маринер-10» . номиналом 10 центов Памятная марка Mariner 10 была выпущена 4 апреля 1975 года в Пасадене, Калифорния. [78]

См. также

[ редактировать ]

Сноски

[ редактировать ]
  1. ↑ «Луна-3» была первым космическим кораблем, использовавшим гравитационную помощь .

Ссылки

[ редактировать ]
  1. ^ Перейти обратно: а б с д «Маринер 10» . nssdc.gsfc.nasa.gov . НАСА . Проверено 2 ноября 2019 г.
  2. ^ Перейти обратно: а б с д и ж «Маринер-10 — наука НАСА» . science.nasa.gov . НАСА . Проверено 2 февраля 2014 г.
  3. ^ Перейти обратно: а б Асиф А. Сиддики (20 сентября 2018 г.). За пределами Земли: хроника исследования глубокого космоса, 1958–2016 гг . История НАСА (2-е изд.). Вашингтон, округ Колумбия: НАСА . ISBN  978-1-626-83042-4 . LCCN   2017059404 . НАСА-СП-2018-4041.
  4. ^ Мэтт Шудель (30 августа 2013 г.). «Брюс Мюррей, ученый-космонавт НАСА, умер в возрасте 81 года» . Вашингтон Пост . Проверено 31 августа 2013 г.
  5. ^ Кларк 2007 , стр. 22–23.
  6. ^ Перейти обратно: а б Стром и Спрэг 2003 , с. 16.
  7. ^ «Маринер-10: Быстрый просмотр» . space.jpl.nasa.gov . НАСА . Проверено 31 июля 2014 г.
  8. ^ Ривз 1994 , с. 222.
  9. ^ Перейти обратно: а б Джон Р. Биггс; Уолтер Дж. Даунхауэр (июнь 1974 г.). «Mariner Venus/Mercury '73: Стратегия контроля затрат». Космонавтика и воздухоплавание . 12 (5). Нью-Йорк: Американский институт аэронавтики и астронавтики: 48–53.
  10. ^ Мюррей и Берджесс 1977 , с. 142.
  11. ^ Дэйв Дуди (29 октября 2013 г.). «Глава 11. Типовые бортовые системы» . Основы космического полета . НАСА / Лаборатория реактивного движения . Архивировано из оригинала 20 августа 2015 года . Проверено 24 июля 2015 г.
  12. ^ Данн и Берджесс 1977 , с. 58.
  13. ^ Мюррей и Берджесс 1977 , с. 50.
  14. ^ Эдвард Клинтон Эзелл; Линда Нойман Эзелл (2009). На Марсе: исследование Красной планеты 1958–1978 гг . История НАСА. Дуврские публикации. п. 445. ИСБН  978-0-486-14102-2 . НАСА-SP-4212.
  15. ^ Перейти обратно: а б с Флойд А. Пол (15 января 1976 г.). Технический меморандум 33-759: Исследование опыта полетов Mariner 10 и расчеты частоты отказов некоторых частей летного аппарата (PDF) (Отчет). НАСА / Лаборатория реактивного движения . Архивировано (PDF) из оригинала 31 мая 2023 года . Проверено 23 июня 2015 г.
  16. ^ Перейти обратно: а б Донна Л. Ширли (2003). «Миссия Маринера-10 к Венере и Меркурию». Акта Астронавтика . 53 (4–10). Международная академия космонавтики: 375–385. Бибкод : 2003AcAau..53..375S . дои : 10.1016/s0094-5765(03)00155-3 .
  17. ^ Джеймс Э. Мейзел (ноябрь 1984 г.). Исторический обзор электроэнергетических систем пилотируемых и некоторых беспилотных космических кораблей США (PDF) (Отчет). Кливлендский государственный университет. стр. 9.6–9.7. Архивировано (PDF) из оригинала 14 апреля 2022 года . Проверено 30 декабря 2015 г.
  18. ^ Джеймс Х. Уилсон (15 октября 1973 г.). Технический меморандум 33-657: Mariner Venus Mercury 1973 (PDF) (Отчет). Пасадена, Калифорния: НАСА / Лаборатория реактивного движения . п. 12. Архивировано (PDF) из оригинала 14 апреля 2022 года . Проверено 8 сентября 2015 г.
  19. ^ Данн и Берджесс 1978 , стр. 32–33.
  20. ^ Мюррей и Берджесс 1977 , с. 21.
  21. ^ Данн и Берджесс 1978 , стр. 30–32.
  22. ^ Ривз 1994 , с. 242.
  23. ^ Данн и Берджесс 1978 , с. 56.
  24. ^ Перейти обратно: а б Мюррей и Берджесс 1977 , стр. 25–26.
  25. ^ Стром и Спрэг 2003 , с. 14.
  26. ^ Перейти обратно: а б Мюррей и Берджесс 1977 , с. 38.
  27. ^ «Космический корабль Маринер-10, запасной полет» . Смитсоновский национальный музей авиации и космонавтики . Архивировано из оригинала 13 марта 2016 года . Проверено 13 марта 2016 г.
  28. ^ Данн и Берджесс 1978 , с. 19.
  29. ^ Гиберсон и Каннингем 1975 , с. 719.
  30. ^ Перейти обратно: а б с д и ж «Маринер-10: Телевизионная фотография» . nssdc.gsfc.nasa.gov . НАСА . Проверено 7 марта 2023 г.
  31. ^ Г. Эдвард Дэниэлсон; Кеннет П. Клаасен; Джеймс Л. Андерсон (10 июня 1975 г.). «Получение и описание телевизионных научных данных Mariner 10 на Меркурии» (PDF) . Журнал геофизических исследований . 80 (17): 2357–2393. Бибкод : 1975JGR....80.2357D . дои : 10.1029/JB080i017p02357 . Архивировано из оригинала (PDF) 7 марта 2023 года . Проверено 28 марта 2023 г.
  32. ^ Мюррей и Берджесс 1977 , стр. 43–48.
  33. ^ Памела Кларк, изд. (декабрь 2003 г.). «Маринер-10: Ретроспектива» (PDF) . Меркурий Мессенджер . 10 (10). Институт Луны и Планет: 1. Бибкод : 2003MercM..10....1. Архивировано (PDF) из оригинала 13 октября 2023 года . Проверено 25 мая 2015 г.
  34. ^ «Бюллетень № 14: Появились превосходные телевизионные обогреватели TCM-2» (PDF) . Проектный офис Mariner Venus/Mercury 1973. 23 января 1974 г. Архивировано (PDF) из оригинала 8 марта 2021 г. . Проверено 25 мая 2015 г.
  35. ^ Данн и Берджесс 1978 , стр. 57–58.
  36. ^ Перейти обратно: а б с д и ж Исследование научных инструментов . Моффетт Филд: НАСА / Эймс . Май 1973. стр. 148–167.
  37. ^ Данн и Берджесс 1978 , стр. 21–22.
  38. ^ Перейти обратно: а б с Стром и Спраг, 2003 , стр. 18–19.
  39. ^ Данн и Берджесс 1978 , стр. 25–26.
  40. ^ Ротери 2015 , с. 26.
  41. ^ «Маринер-10: сканирующий электростатический анализатор и электронный спектрометр» . nssdc.gsfc.nasa.gov . НАСА . Проверено 27 июля 2015 г.
  42. ^ Данн и Берджесс 1978 , стр. 22–23.
  43. ^ «Бюллетень № 7: Успешный первый маневр по коррекции траектории» (PDF) . Проектный офис Mariner Venus/Mercury 1973. 13 ноября 1973 года. Архивировано (PDF) из оригинала 16 июня 2023 года . Проверено 25 мая 2015 г.
  44. ^ «Бюллетень № 15: Облет Венеры назначен на вторник в 10:01 по тихоокеанскому времени» (PDF) . Проектный офис Mariner Venus/Mercury 1973. 1 февраля 1974 года. Архивировано (PDF) из оригинала 7 июля 2024 года . Проверено 7 сентября 2015 г.
  45. ^ Данн и Берджесс 1978 , с. 47.
  46. ^ Стром и Спрэг 2003 , с. 19.
  47. ^ Ротери 2015 , с. 28.
  48. ^ Перейти обратно: а б Данн и Берджесс 1978 , с. 24.
  49. ^ Ротери 2015 , с. 27.
  50. ^ Мюррей и Берджесс 1977 , с. 95.
  51. ^ Перейти обратно: а б М. Е. Дэвис; С.Е. Дорник; Д.Е. Голк; Р. Г. Стром (июль 1978 г.). Атлас Меркурия . Вашингтон, округ Колумбия: НАСА . АСИН   B000E59LN8 . Бибкод : 1978NASSP.423.....D . НАСА-СП-423 . Проверено 12 июля 2017 г. .
  52. ^ Данн и Берджесс 1978 , с. 42.
  53. ^ Мюррей и Берджесс 1977 , стр. 36–37.
  54. ^ Перейти обратно: а б Стром и Спраг, 2003 , стр. 14–16.
  55. ^ «Маринер 1» . nssdc.gsfc.nasa.gov . НАСА . Проверено 22 августа 2015 г.
  56. ^ «Отказ Маринера-3 скрыт» . Обзор пресс-секретаря . 13 ноября 1964 г. с. 21 . Проверено 22 августа 2015 г.
  57. ^ Вирджиния П. Доусон; Марк Д. Боулз (2004). Укрощение жидкого водорода: ракета разгонного блока «Кентавр», 1958–2002 гг . Вашингтон, округ Колумбия: НАСА . стр. 131–133. ISBN  978-0-160-87739-1 . НАСА-СП-2004-4230.
  58. ^ Данн и Берджесс 1977 , с. 45–46.
  59. ^ Данн и Берджесс 1978 , стр. 47–53.
  60. ^ Мюррей и Берджесс 1977 , с. 55.
  61. ^ Ширли 1998 , с. 91.
  62. ^ Данн и Берджесс 1978 , с. 55.
  63. ^ Дэвид Р. Уильямс (29 мая 2014 г.). «Хронология исследования Венеры» . nssdc.gsfc.nasa.gov . НАСА . Проверено 8 сентября 2015 г.
  64. ^ Перейти обратно: а б Уливи и Харланд 2007 , с. 181.
  65. ^ Перейти обратно: а б Ривз 1994 , с. 244.
  66. ^ Мюррей и Берджесс 1977 , стр. 61–64.
  67. ^ Данн и Берджесс 1978 , стр. 61–63.
  68. ^ Мюррей и Берджесс 1977 , с. 79.
  69. ^ Данн и Берджесс 1978 , с. 68.
  70. ^ Перейти обратно: а б Х.Т. Ховард; Г. Л. Тайлер; Г. Фьельдбо; Эй Джей Клиоре; Г.С. Леви; и др. (29 марта 1974 г.). «Венера: масса, гравитационное поле, атмосфера и ионосфера, измеренные двухчастотной радиосистемой Mariner 10». Наука . 183 (4131). Американская ассоциация содействия развитию науки: 1297–1301. Бибкод : 1974Sci...183.1297H . дои : 10.1126/science.183.4131.1297 . JSTOR   1737501 . ПМИД   17791371 . S2CID   30582061 .
  71. ^ Перейти обратно: а б Данн и Берджесс 1978 , с. 65.
  72. ^ Гиберсон и Каннингем 1975 , с. 726.
  73. ^ Гиберсон и Каннингем 1975 , с. 725.
  74. ^ Перейти обратно: а б Британская Колумбия Мюррей; MJS Белтон; Дж. Э. Дэниэлсон; и др. (29 марта 1974 г.). «Венера: движение и структура атмосферы по изображениям Mariner 10». Наука . 183 (4131). Американская ассоциация содействия развитию науки: 1307–1315. Бибкод : 1974Sci...183.1307M . дои : 10.1126/science.183.4131.1307 . JSTOR   1737501 . ПМИД   17791373 . S2CID   25469486 .
  75. ^ Перейти обратно: а б «Бюллетень № 18: Маринер-10 на пути к Меркурию - продолжается поиск Венеры» (PDF) . Проектный офис Mariner Venus/Mercury 1973. 6 февраля 1974 года. Архивировано (PDF) из оригинала 8 марта 2021 года . Проверено 7 сентября 2015 г.
  76. ^ Элизабет Хауэлл (1 ноября 2012 г.). «Маринер-10: Первая миссия на Меркурий» . Space.com .
  77. ^ Джеральд Г. Шабер; Джон Ф. МакКоли. Геологическая карта четырехугольника Меркурия Толстого (H-8) (PDF) . Геологическая служба США . Карта серии различных исследований Геологической службы США I–1199, как часть Атласа Меркурия, геологическая серия 1:5 000 000. Архивировано из оригинала (PDF) 11 июня 2011 года . Проверено 12 ноября 2007 г.
  78. ^ Джилл Пьяцца (8 сентября 2008 г.). «10-центовый Маринер 10» . Араго . Смитсоновский национальный почтовый музей . Проверено 22 августа 2015 г.

Библиография и дополнительная литература

[ редактировать ]
[ редактировать ]
Викискладе есть медиафайлы, связанные с Mariner 10 .
Retrieved from "https://en.wikipedia.org/w/index.php?title=Mariner_10&oldid=1237261219"
Arc.Ask3.Ru: конец переведенного документа.
Arc.Ask3.Ru
Номер скриншота №: a71f7a918ca2defb70456c58f0ca4ebe__1722196200
URL1:https://arc.ask3.ru/arc/aa/a7/be/a71f7a918ca2defb70456c58f0ca4ebe.html
Заголовок, (Title) документа по адресу, URL1:
Mariner 10 - Wikipedia
Данный printscreen веб страницы (снимок веб страницы, скриншот веб страницы), визуально-программная копия документа расположенного по адресу URL1 и сохраненная в файл, имеет: квалифицированную, усовершенствованную (подтверждены: метки времени, валидность сертификата), открепленную ЭЦП (приложена к данному файлу), что может быть использовано для подтверждения содержания и факта существования документа в этот момент времени. Права на данный скриншот принадлежат администрации Ask3.ru, использование в качестве доказательства только с письменного разрешения правообладателя скриншота. Администрация Ask3.ru не несет ответственности за информацию размещенную на данном скриншоте. Права на прочие зарегистрированные элементы любого права, изображенные на снимках принадлежат их владельцам. Качество перевода предоставляется как есть. Любые претензии, иски не могут быть предъявлены. Если вы не согласны с любым пунктом перечисленным выше, вы не можете использовать данный сайт и информация размещенную на нем (сайте/странице), немедленно покиньте данный сайт. В случае нарушения любого пункта перечисленного выше, штраф 55! (Пятьдесят пять факториал, Денежную единицу (имеющую самостоятельную стоимость) можете выбрать самостоятельно, выплаичвается товарами в течение 7 дней с момента нарушения.)