Викинг-1

Материал из Википедии — свободной энциклопедии
Перейти к: навигация, поиск
Викинг-1
Viking spacecraft.jpg
«Викинг-1» в сборе. Спускаемый аппарат и орбитальная станция с солнечными батареями.
Заказчик

Соединённые Штаты Америки НАСА

Задачи

исследование Марса

Спутник

Марса

Выход на орбиту

19 июня 1976

Запуск

20 августа 1975 21:22:00 UTC

Ракета-носитель

Титан-3E/Центавр 23E-4/TC-4

Стартовая площадка

Соединённые Штаты Америки Канаверал LC41

Длительность полёта

10 месяцев

NSSDC ID

1975-075A

SCN

08108

Технические характеристики
Масса

883 кг

Мощность

620 Вт

Элементы орбиты
Эксцентриситет

0,882213138

Наклонение

39,3°

Период обращения

47,26 часа

Апоцентр

56000 км

Перицентр

320 км

Сайт проекта
Commons-logo.svg Викинг-1 на Викискладе
Автоматическая марсианская станция Викинг-1
Viking lander model.jpg
Макет автоматической марсианской станции
Заказчик

Соединённые Штаты Америки НАСА

Задачи

Спускаемый аппарат

Запуск

20 августа 1975

Ракета-носитель

Титан-3E/Центавр 23E-4/TC-4

NSSDC ID

1975-075C

SCN

08108

Технические характеристики
Масса

572 кг

Мощность

70 Ватт

Сайт проекта
Commons-logo.svg Автоматическая марсианская станция Викинг-1 на Викискладе

«Викинг-1» — первый из двух космических аппаратов, направленных к Марсу в рамках программы НАСА «Викинг». Состоял из орбитальной станции — искусственного спутника Марса и спускаемого аппарата с автоматической марсианской станцией.

Это был первый космический аппарат, который успешно сел на поверхность Марса и полностью выполнил свою задачу.

Автоматическая марсианская станция работала на поверхности Марса— до 11 ноября 1982 года (6 лет и 116 дней по земному времени от посадки. Вследствие ошибки оператора при обновлении программного обеспечения направленная антенна опустилась вниз, и связь была потеряна).

Искусственный спутник Марса «Викинг-1» проработал до 7 августа 1980 года

Цели[править | править вики-текст]

Был запущен при помощи ракеты-носителя Титан-3E 20 августа 1975 года. Через 10 месяцев полета за 5 дней до выхода на орбиту начал передавать общие изображения Марса. 19 июня 1976 года после торможения вышел на околомарсианскую орбиту. Через двое суток, после коррекции параметры орбиты: перицентр — 1513 км, апоцентр — 33000 км, период обращения — 24.66 часа. Посадка спускаемого аппарата на поверхность Марса была запланирована на 4 июля 1976 года, в двухсотлетие со дня независимости США. Однако изображения первоначально запланированного места посадки показали, что оно оказалось не слишком подходящим для безопасной посадки. Посадка была отложена до нахождения более подходящего места. Спускаемый аппарат отделился от орбитального в 08:51 UT 20 июля и совершил посадку в 11:53:06 UT (MSD 36455 18:40 AMT, 14 Mina 195 Дариский). Это была первая попытка мягкой посадки на Марс в США.

Орбитальный аппарат[править | править вики-текст]

Оборудование орбитального аппарата состояло из двух видиконовых камер для получения видеоизображения (разрешением 40 м с высоты 1500 км), инфракрасного спектрометра для составления карт водяного пара в марсианской атмосфере, инфракрасного радиометра для составления тепловой карты планеты и ретранслятора, для передачи информации со спускаемых аппаратов (пропускная способность составляла около 10 кбит/с). Основные задачи орбитальным аппаратом были выполнены к 15 ноября 1976 года, за 11 дней до внешнего солнечного соединения. Расширенная миссия началась 14 декабря 1976, после окончания солнечного соединения. В феврале 1977 года был осуществлён ряд сближений с естественным спутником Марса Фобосом. 11 марта 1977 года перицентр орбиты был уменьшен до 300 км. Незначительные корректировки орбиты производились в течение всей миссии. В первую очередь корректировки были заключены в изменении шага смещения планетоцентрической долготы с каждым облётом планеты. 20 июля 1979 года перицентр орбиты был увеличен до 357 км. 7 августа 1980 года орбита была увеличена с 357 × 33943 км до 320 × 56000 км для предотвращения столкновения с Марсом и его загрязнения до 2019 года. В 1978 году Викинг-1 начал испытывать нехватку газа, использовавшегося для корректировки орбиты, но за счет тщательного планирования инженеры сочли возможным продолжить получение научных данных на щадящем потреблении газа в течение ещё двух лет. В конце концов запасы газа были полностью истощены, и 17 августа 1980 года все операции были прекращены. На этот момент орбитальный аппарат совершил 1489 витков вокруг Марса.

Спускаемый аппарат[править | править вики-текст]

Спускаемый аппарат с защитным лобовым экраном отделился от орбитального 20 июля 08:51 UT. На момент отделения орбитальная скорость составляла около 4 км/с. После отстыковки были запущены маневровые реактивные двигатели для обеспечения схода с орбиты. Через несколько часов на высоте 300 км спускаемый аппарат был переориентирован для входа в атмосферу. Лобовой экран со встроенным абляционным тепловым щитом использовался для аэродинамического торможения при прохождении атмосферы. На этапе спуска были проведены первичные эксперименты с помощью анализатора тормозного потенциала, масс-спектрометром определялся газовый состав атмосферы, замерены атмосферное давление и температура, также был составлен профиль плотности атмосферы. На высоте 6 км аппарат, спускаясь со скоростью 250 м/с, развернул парашют с куполом диаметром 16 метров. Семью секундами позже был отброшен защитный экран и выдвинуты три посадочные опоры. Спустя ещё 45 секунд парашют замедлил скорость снижения до 60 м/с. На высоте 1.5 км были запущены тормозные реактивные двигатели с регулируемой тягой и через 40 секунд на скорости 2,4 м/с аппарат с небольшим толчком осуществил посадку на Марс. Использовались посадочные опоры с встроенными сотовыми амортизаторами из алюминия, которые сминаются при посадке поглощая ударную нагрузку.

Тормозные двигатели имели 18-сопельный дизайн для распределения водородо-азотистого выхлопа по большей площади. В НАСА подсчитали что такой подход будет означать, что поверхность нагреется не более чем на 1 °С и будет затронуто не более 1 мм поверхностного слоя грунта. Учитывая, что большинство экспериментов Викинга было сосредоточено на работе с материалом поверхности, более простой дизайн сопел не удовлетворял требованиям минимального воздействия на поверхность. После посадки осталось неизрасходованным порядка 22 кг топлива.

Спускаемый аппарат совершил мягкую посадку на западе «Равнины Хриса» («Золотая Равнина») в точке с координатами 22,697° с.ш. 48,222° в.д. на высоте −2,69 км относительно референц-эллипсоида с экваториальным радиусом 3397,2 км и сжатием 0,0105 (или 22,480° с.ш. 48,967° в.д. в планетографических координатах).

Первое изображение, переданное спускаемым аппаратом «Викинг-1». В углу видна опорная пята аппарата

Передача первого изображения поверхности началась уже через 25 секунд после посадки и заняла 4 минуты. В течение этих минут автоматическая марсианская станция произвела самоинициализацию. Она выдвинула узконаправленную антенну для прямой связи с Землёй и развернула метеорологическую штангу с датчиками. В следующие 7 минут была произведена съёмка 300° панорамы (см. ниже). Спустя сутки после посадки был получен первый цветной снимок поверхности Марса. Однако, этот снимок впоследствии был утерян. Кроме того, сейсмометр вообще не заработал. Его подвижный датчик, который должен был реагировать на колебания грунта, перед полётом был механически зафиксирован для защиты от повреждения при ударе о поверхность. После посадки на Марс устройство, которое должно было высвободить датчик, не сработало, и инструмент остался заблокированным. Так же оказалась застрявшей механическая штанга со скребком для сбора образцов, но спустя пять дней её удалось освободить. Несмотря на всё это, номинально эксперименты были выполнены. Автоматическая марсианская станция имела два канала для передачи данных на Землю: ретрансляцию через орбитальный аппарат и прямая передача. При ретрансляции через спутник пропускная способность канала была в десять раз больше чем при прямой связи.

Научное оборудование автоматической марсианской станции:

  • два фототелевизионных устройства (ФТУ);
  • приборы для метеорологических исследований, измеряющие давление, температуру, скорость и направление ветра у поверхности;
  • сейсмометр;
  • газовый хроматограф в сочетании с масс-спектрометром для идентификации по молекулярному весу органических веществ, входящих в состав проб грунта, а также для анализа проб атмосферных газов;
  • рентгенофлуоресцентный спектрометр для идентификации неорганических веществ, входящих в состав проб грунта;
  • установка для поиска жизни в пробах грунта по таким признакам, как фотосинтез, обмен веществ и газообмен.
Траншея, вырытая грунтозаборником.
Фото «Викинга-1», сделанное «Марсианским разведывательным спутником» в декабре 2006 года.

Для помещения в приёмные устройства последних трёх приборов проб грунта служил грунтозаборник, вынесенный на трёхметровой штанге и снабжённый скребком для прокапывания траншей. Скребок позволял также определять механические характеристики грунта, а магниты, установленные на скребке, — собирать частицы магнитных материалов для последующей съёмки их ФТУ с использованием увеличивающего зеркала.

В январе 1982 года автоматическая марсианская станция «Викинг-1» была переименована в «Станцию-мемориал Томаса Матча» в память руководителя команды по фотографированию поверхности Марса. Станция проработала 2245 солов (марсианских солнечных суток, около 2306 земных суток, или 6 лет) до 11 ноября 1982, когда ошибочная команда, отправленная управлением с Земли, привела к потере контакта. Команда была предназначена для обновления программы, отвечающей за управление зарядкой, уже теряющих емкость, батарей. Однако в результате были непреднамеренно перезаписаны данные, используемые для ориентирования антенны. В последующие четыре месяца попытки установить связь с станцией, основанные на предполагаемом положении антенны, не привели к успеху. В декабре 2006 года «Викинг-1» был сфотографирован на поверхности Марса «Марсианским разведывательным спутником»[1].

Результаты[править | править вики-текст]

Анализ грунта[править | править вики-текст]

Поиск жизни[править | править вики-текст]

Иллюстрации[править | править вики-текст]

Первый панорамный снимок поверхности Марса. «Викинг-1»

Проверка Общей теории относительности[править | править вики-текст]

Гравитационное замедление времени — это феномен, предсказываемый ОТО, согласно которой течение времени идет по-разному в областях с различным гравитационным потенциалом. Ученые использовали спускаемый аппарат для проверки этой гипотезы, посылая радиосигнал к аппарату и задавая инструкции для обратного ответа. Полученные результаты (Эффект Шапиро) находились в полном согласии с предсказаниями ОТО.

См. также[править | править вики-текст]

Места посадок автоматических станций на Марсе[править | править вики-текст]

Горы Тарсис Равнина Эллада Гора Олимп Долины Маринер Земля Аравия Амазонское плато Гора Элизий Равнина Исиды Киммерийская земля Равнина Аргир Гора АльбаКарта Марса
Описание изображения

Спирит Спирит

Mars rover msrds simulation.jpg Оппортьюнити

Марсопроходец Mars Pathfinder

Viking Lander model.jpg

Викинг-1

Viking Lander model.jpg Викинг-2

Феникс Феникс

Mars3 lander vsm.jpg Марс-3

Кьюриосити Кьюриосити

Примечания[править | править вики-текст]

Ссылки[править | править вики-текст]