Маринер-7

Материал из Википедии — свободной энциклопедии
(перенаправлено с «Маринер-6 и -7»)
Перейти к: навигация, поиск
Маринер-7
Mariner 7
Mariner 6-7.png
Внешний вид Маринера-7
Заказчик

Соединённые Штаты Америки НАСА

Пролёт

Марс

Спутник

Солнца

Запуск

27 марта 1969 22:22:01 UTC

Ракета-носитель

Атлас-SLV3C c разгонным блоком Центавр D

Стартовая площадка

Соединённые Штаты Америки мыс Канаверал LC13

NSSDC ID

1969-030A

SCN

03837

Технические характеристики
Масса

411,8 кг

Размеры

1,38 × 3,35 м
размах СБ: 5,79 м

Мощность

449 Вт

Commons-logo.svg Маринер-7 на Викискладе

Ма́ринер-7 (англ. Mariner 7, букв. — моряк, Mariner Mars 69B) — автоматическая межпланетная станция програмы НАСА Маринер Марс 1969. Космический аппарат предназначался для проведения научных исследований Марса с пролётной траектории.

Предусматривалось получение снимков поверхности планеты, получение информации об атмосфере и ионосфере.

Маринер-7 космический аппарат третьего поколения из серии Маринер. Головная организация по проектированию, изготовлению и испытаниям Лаборатория реактивного движения (Jet Propulsion Laboratory или JPL). Разработка отдельных систем выполнялась различными промышленными организациями. Разработка научных приборов выполнялась с участием высших учебных заведений. Проектирование было начато в конце 1965г. и в основном закончилось в 1967г.

Маринер-7 совершил в 05:00:49 UT 5 августа 1969 года успешный облёт Марса на расстоянии 3430 км.

Маринер-7 второй космический аппарат который провел исследование состава атмосферы Марса с применением спектроскопических методик и определение температуры поверхности по измерениям инфракрасного излучения.

Конструкция[править | править вики-текст]

Схема Маринера-7

Корпус космического аппарата имеет форму восьмигранника 138,4 см в ширину и 45,7 см в высоту. Корпус из магниевого сплава, негерметичный. Четыре солнечные батареи с размахом 5,79 м прикреплены к верхней части аппарата. Параболическая антенна диаметром 116,8 см с высоким коэффициентом усиления установлена в верхней части аппарата, а всенаправленная антенна с низким коэффициентом усиления закреплена на мачте высотой в 223,5 см установленной рядом с параболической антенной. Общая высота космического аппарата составила 3,35 метра, а масса 411,8 кг. Корпус разделен на восемь отсеков в которых разместилось электронная аппаратура, кабели, коррекционная двигательная установка, емкости с газом для системы ориентации и регулирующие устройства. В центре нижней поверхности корпуса размещена двухосная сканирующая платформа.

Питание для всех систем Маринера-7 обеспечивали 17472 фотоэлементов, собранных в четыре панели размером 215×90 см, которые могли выработать до 449 Вт около Марса, энергия накапливалась в 18-элементном серебряно-цинковом аккумуляторе емкостью 1200 Вт·час.

Для коррекции траектории использовался двигатель развивающий 222 Н тяги который работал на однокомпонентном гидразиновом топливе.

Полная, трехосная ориентация аппарата осуществлялось 12 микродвигателями работающими на сжатом азоте, которые были установленны на концах панелей солнечных батарей. В системе ориентации имелись три гироскопа. Сведения об ориентации космического аппарата давали солнечные датчики (два основных и четыре вспомагательных) и датчик звезды Канопус.

Аппаратура связи на Маринере-7 состояла из дублированного радиопередатчика S-диапазона (2195 мгц) мощностью 20 ватт и одного радиоприёмника. Аппаратура могла отправлять и получать данные через всенаправленную антенну с низким коэффициентом усиления и направленную антенну с высоким коэффициентом усиления. Скоростью передачи данных через параболическую направленную антенну 16200 бит/с. Данные могли также сохраняться для последующей передачи на бортовых магнитофонах: цифровом емкостью 13000000 бит и аналоговом емкостью 120000000 бит.

Работа всей электроники находились под контролем командной подсистемы которая могла обрабатывать любую из полученных с Земли команд (53 непосредственные команды в виде слов, 5 контрольных команд или 4 команды имеющие числовое значение необходимые для выполнения коррекции траектории). Центральный компьютер и программно-временное устройство общим весом 11,8 кг отрабатывали хранящиеся в памяти служебные команды, выполняемые последовательно через определенные промежутки времени. В качестве эталона времени применялась синхронизирующая частота 2,4 кГц.

Температурный режим поддерживался за счёт использования установленных над 6 отсеками с электроникой панелей c жалюзи, а также многослойной термозоляции, защитных экранов из полированного алюминия и специальной обработки внешних поверхностей.

В каждом из космических аппаратов третьего поколения т.е. Маринер-6 и Маринер-7 использовано большое количество интегральных схем (2682 шт). Суммарное количество электронных компонент (конденсаторов, резисторов, диодов, транзисторов, интегральных схем и др.) 24520. При пересчете интегральных схем на дискретные элементы суммарное количество электронных компонент 98764. Электронная аппартура работала в вакууме, только бортовые магнитофоны имели герметичный корпус. Для реализации функциональных возможностей Маринера-7 весом 411,8 кг при использовании дискретных элементов потребовался бы космический аппарат весом более 1 тонны. Так считали специалисты Лаборатории реактивного движения — разработчики космических аппаратов Маринер.

Научные приборы[править | править вики-текст]

На Маринер-7 установлены следующие научные приборы:

  • ультрафиолетовый спектрометр;
  • двухканальный инфракрасный спектрометр;
  • двухканальный инфракрасный радиометр;
  • узкоугольная телевизионная камера для получения снимков Марса;
  • широкоугольная телевизионная камера для получения снимков Марса.
  • Для эксперимента по радиозатмению научные приборы не требовались

Научные приборы размещены на двухосной сканирующей платформе. Платформа направляет приборы на заданные участки поверхности при пролете Маринера вблизи Марса. Все бортовое научное оборудование предназначалось для исследования Марса, экспериментов по изучению межпланетного космического пространства Маринер-7 не проводил.

Узкоугольная телевизионная камера при расстоянии до поверхности Марса 3500км могла сфотографировать участок поверхности 72х84 км причем различимые детали поверхности 300 м, а широкоугольная телевизионная камера участок 720х840 км с разрешением 3 км. Объектив камеры создавал на видиконе прямоугольную картинку размером 9,6х12,3 мм. Она преобразовывалась в телевизионное изображение состоящее из 704 строк с 935 элементами в строке, каждый элемент кодировался по 256 уровням яркости. Таким образом каждый снимок содержал около 5000000 бит информации, примерно в двадцать раз больше снимка Маринера-4.

Программа научных исследований:

  • Получение снимков для изучения состояния и свойств поверхности Марса а также облаков, дымки в атмосфере;
  • Исследование состава атмосферы с применением спектроскопических методик;
  • Определение параметров атмосферы (в том числе давления) на основании данных эксперимента по радиозатмению;
  • Определение температуры поверхности по измерениям инфракрасного излучения Марса.

Ход полёта[править | править вики-текст]

Запуск[править | править вики-текст]

Маринер-7 запущен 27 марта 1969 года с космодрома на мысе Канаверал ракетой-носителем Атлас-SLV3C c разгонным блоком Центавр D.

Коррекция проведена 8 апреля 1969 г. с включением двигателя на 7,6 секунд.

Пролёт около Марса[править | править вики-текст]

Фотографирование Марса проводилось в два этапа: 1) при сближени с планетой и 2) при прохождени в непосредственной близости от поверхности планеты.

За 2 часа до первого сеанса съемки диска Марса программно-временное устройство дало команды на разогрев научных приборов, включение системы преобразования данных, магнитофонов и механизма сканирующей платформы. Включается инфракрасный датчик дальнего захвата Марса который вырабатывает направление на центр диска планеты. Сканирующая платформа работает в режиме автоматического сопровождения по сигналам этого датчика. Маринер-7 провел три сеанса съемки диска планеты с помощью узкоугольной камеры. Первый сеанс длительностью 20 часов начался при расстояние между планетой и Маринером-7 равном 1716000км. Полученные снимки были записаны на аналоговый магнитофон и после окончания сеанса съемки за три часа были приняты на 63-метровую антенну станции дальней космической связи в Голдстоуне. Запись снимков на магнитной ленте была стерта. Второй сеанс продолжался 20 часов. Полученные снимки передали на Землю а запись стерли. Третий сеансы также продолжался 20 часов. Третий сеанс закончился на удалении 127000км от Марса. Запись после передачи снимков на Землю стерли. Маринер-7 получил 93 снимка с большого расстояния.

При дальнейшем сближении с Марсом осуществляется захват линии горизонта планеты двумя узкоугольными датчиками горизонта и сканирующая платформа переводится в режим сканирования по диску планеты. Пределы сканирования по двум осям составляют 215 и 64 градуса. Результаты измерений физических параметров планеты и ее атмосферы по трассе сканирования, периодически пересекающей диск планеты, записываются в цифровом коде на магнитофон.Одновременно получаются телевизионные изображения отдельных участков Марса на трассе сканирования.

Маринер-7 вначале сфотографировал с близкого расстояния участок который начинался севернее экватора и тянулся к юго-востоку. На этом участке расположены область Hellespontus и пустыня Hellas. Затем Маринер-7 сфотографировал южную полярную шапку. По результатам съемки Марса с большого расстояния которую провел Маринер-6 программа съемки для Маринера-7 была изменена и вместо ранее запланированных трех широкоугольных снимков было получено пять широкоугольных снимков южной полярной шапки.

Маринер-7 пролетел возле Марса 05:00:49 UT 5 августа 1969г. Минимальное расстояние составило 3430 км в 05:00:49 UT 5 августа. Космический аппарат находился в этот момент на расстоянии более 96 миллионов км от Земли. Маринер-7 получил 33 снимка с близкого расстояния которые были записаны на аналоговый магнитофон. Данные научных приборов и снимки в течении нескольких следующих дней были переданы на Землю. Затем Маринер-7 продолжил работу в режиме межпланетного полета.

Из-за неполадок системы охлаждения первый канал инфракрасного спектрометра недостаточно охладился поэтому измерения в диапазоне 6-14 микрон провести было невозможно.

Окончание полета[править | править вики-текст]

Автоматическая межпланетная станция Маринер-7 находится на гелиоцентрической орбите.

Научные результаты[править | править вики-текст]

Маринер-6 и Маринер-7 засняли с близкого расстояния при помощи широкоугольной телевизионной камеры около 20% поверхности Марса. Выявлены участки поверхности трех типов: 1) области покрытые кратерами, 2) хаотические области покрытые беспорядочной сетью коротких хребтов и долин шириной 1-3 и длиной 2-10 км, 3) области на которых нет деталей рельефа. На светлой круглой области Эллада (Hellas) нет ни кратеров ни каких-либо других деталей рельефа вплоть до предела разрешения узкоугольной телекамеры равного примерно 300 м. Между этими тремя типами существует много переходных вариантов. Обнаружены кратеры двух видов: большие кратеры с плоским дном, малые кратеры котлообразной формы. Величина отношения диаметра кратера к глубине от 100 до 1. Некоторые оазисы отождествлены с крупными кратерами у которых темное дно (Juventae Fons) или группами кратеров (Oxia Pallus). Марсианские каналы распознаются как вытянутые сплошные темные образования (Agathodaemon, Cerberus), как линейные цепочки нескольких кратеров с темным дном (Cantabras, Gehon), как цепочки темных пятен неправильной формы.

На одном из снимков Маринера-7 с близкого расстояния зафиксирована тень Фобоса на диске Марса. При анализе снимка определено что Фобос в сечении эллиптический, его размеры вдвое больше вычисленных Дж. Койпером и альбедо его поверхности 5-6%.

В атмосфере, по данным ультрафиолетового спектрометра, не обнаружен азот и окислы азота. До полета Маринера-4 астрономы полагали что марсианская атмосфера состоит в основном из азота и исходя из этой предпосылки предлагали модели состава атмосферы. На основании эксперимента по радиозатмению Маринера-4 с учётом спектроскопических наблюдений с Земли установлено что углекислого газа не менее 80%. Спектрометрическими измерениями Маринера-6 и Маринера-7 установлено что атмосфера на 98% состоит из углекислого газа.

Инфракрасный спектрометр обнаружил полосы твердой CO2. Полярные шапки по крайней мере частично состоят из твердой углекислоты.

Маринер-7 при помощи инфракрасного радиометра измерил температуру в 200 участках южной полярной шапки. Минимальная температура достигает -153 градусов цельсия. Столь низкая температура подтверждает что полярные шапки по крайней мере частично состоят из твердой углекислоты.

Температуры поверхности по данным инфракрасного спектрометра были значительно, на примерно 50 градусов, выше температур по данным инфракрасного радиометра. Возможно причиной расхождения явлется то что поле зрения радиометра существенно меньше поля зрения спектрометра.

Проводилось зондирование атмосферы методом радиозатмения. Передача сигнала Маринера-7 шла на частоте 2195мгц. Космический аппарат скрылся за диском Марса в районе южной полярной шапки, около темной области Hellespontica Depressio 60с.ш., 332в.д. Давление там составило 3,8мб. Радиозатмение продолжалось 40 минут. Маринер-7 вышел из-за диска Марса в точке с координатами 37с.ш., 148в.д.

Интересные факты[править | править вики-текст]

  • На космические программы выполненные с помощью автоматических межпланетных станций серии Маринер израсходовано 554 млн $. (Расходы на исследования и разработки, изготовление и тестирование, запуск а также управление и связь во время полетов).
  • В отличие от советских автоматических межпланетных станций Марс корпус автоматических межпланетных станций серии Маринер негерметичный.
  • В отличие от советских автоматических межпланетных станций Марс в автоматических межпланетных станциях Маринер-6 - Маринер-10 использовано большое количество интегральных схем.
  • На снимках Маринера-4 замечено вуалирование, что привело к выводу о наличии на Марсе замутненной атмосферы до высот 150 км. Однако Маринер-6 и Маринер-7, на снимках которых вуалирования нет, опровергли замутненность атмосферы. По-видимому, оптика телекамеры Маринера-4 была загрязнена.

Галерея[править | править вики-текст]

См. также[править | править вики-текст]

  • Маринер (КА) — автоматические межпланетные станции серии «Маринер»
  • Маринер-4 — автоматическая межпланетная станция. Первое исследование Марса с пролётной траектории. Первые снимки с близкого расстояния.
  • Маринер-6 — автоматическая межпланетная станция. Исследование Марса с пролётной траектории. Первое исследование состава атмосферы Марса с применением спектроскопических методик. Первые измерения температуры поверхности.
  • Маринер-9 — автоматическая межпланетная станция. Первый искусственный спутник Марса.
  • Исследование Марса — обзор исследования Марса классическими методами астрономии и с помощью космических аппаратов.

Примечания[править | править вики-текст]

Литература[править | править вики-текст]

  • Мишо Ш. Планета Марс. — М.: Мир, 1970. — 224 с.
  • Конашенок В.Н., Кондратьев К.Я. Новое о Венере и Марсе. — Л.: Гидрометеоиздат, 1970. — 51 с.
  • Лейтон Р. Поверхность Марса. — M.: Земля и Вселенная, 1971 №2. — 39-41 с.

Ссылки[править | править вики-текст]

Программа НАСА «Маринер»
АМС «Маринер-9»
Предыдущая миссия:
Маринер-6
Следующая миссия:
Маринер-8
Маринер-1 | Маринер-2 | Маринер-3 | Маринер-4 | Маринер-5
Маринер-6 и -7 | Маринер-8 | Маринер-9 | Маринер-10