Mariner-Programm - Mariner program

Einführung von Mariner 1 im Jahr 1962

Das Mariner-Programm wurde von der amerikanischen Weltraumbehörde NASA zur Erforschung anderer Planeten durchgeführt . Zwischen 1962 und Ende 1973 entwarf und baute das Jet Propulsion Laboratory (JPL) der NASA 10 interplanetare Robotersonden namens Mariner, um das innere Sonnensystem zu erkunden - zum ersten Mal die Planeten Venus , Mars und Merkur zu besuchen und für weitere zu Venus und Mars zurückzukehren enge Beobachtungen.

Das Programm umfasste eine Reihe von Premieren, darunter den ersten planetarischen Vorbeiflug , den ersten planetarischen Orbiter und das erste Manöver mit Schwerkraftunterstützung . Von den 10 Fahrzeugen der Mariner-Serie waren sieben erfolgreich und bildeten den Ausgangspunkt für viele nachfolgende NASA/JPL-Raumsondenprogramme. Die geplanten Mariner Jupiter-Saturn-Fahrzeuge wurden in das Voyager-Programm übernommen , während die Orbiter des Viking-Programms vergrößerte Versionen des Raumschiffs Mariner 9 waren . Spätere Raumschiffe auf Mariner-Basis umfassen Galileo und Magellan , während sich die Mariner Mark II- Serie der zweiten Generation zur Cassini-Huygens- Sonde entwickelte.

Die Gesamtkosten des Mariner-Programms beliefen sich auf etwa 554 Millionen US-Dollar.

Frühes Konzept

Das Mariner-Programm begann 1960 mit einer Reihe von JPL-Missionsstudien zur kleinen, häufigen Erforschung der nächsten Planeten. Sie sollten die Vorteile der bald verfügbaren Atlas-Trägerraketen sowie die Entwicklungsfähigkeit der Deep Space Instrumentation Facility (später Deep Space Network) von JPL nutzen, einem globalen Netzwerk von Bodenstationen, die für die Kommunikation mit Raumfahrzeugen in Weltraum. Der Name des Mariner-Programms wurde im "Mai 1960 auf Vorschlag von Edgar M. Cortright" beschlossen, um die "Planetenmissionssonden ... .'" Diese "Entscheidung war die Grundlage für die Benennung von Mariner-, Ranger-, Surveyor- und Viking-Sonden."

Jedes Raumfahrzeug sollte Sonnenkollektoren tragen, die auf die Sonne gerichtet waren, und eine Parabolantenne, die auf die Erde gerichtet war. Jeder würde auch eine Vielzahl von wissenschaftlichen Instrumenten tragen. Einige der Instrumente, wie beispielsweise Kameras, mussten auf den untersuchten Zielkörper gerichtet werden. Andere Instrumente waren ungerichtet und untersuchten Phänomene wie Magnetfelder und geladene Teilchen. JPL-Ingenieure schlugen vor, die Mariners "drei-achsenstabilisiert" zu machen, was bedeutet, dass sie sich im Gegensatz zu anderen Raumsonden nicht drehen würden.

Jedes der Mariner-Projekte war so konzipiert, dass zwei Raumfahrzeuge mit separaten Raketen gestartet werden, falls es mit den fast unerprobten Trägerraketen Schwierigkeiten geben sollte. Mariner 1, Mariner 3 und Mariner 8 gingen tatsächlich während des Starts verloren, aber ihre Backups waren erfolgreich. Kein Mariner ging beim späteren Flug zu ihren Zielplaneten oder vor dem Abschluss ihrer wissenschaftlichen Missionen verloren.

Grundlayout

Dieses Foto von 1963 zeigt Dr. William H. Pickering , (Mitte) JPL-Direktor, der Präsident John F. Kennedy (rechts) ein Modell des Raumschiffs Mariner 2 überreicht . NASA-Administrator James Webb steht direkt hinter dem Mariner-Modell

Alle Raumschiffe von Mariner basierten auf einem sechseckigen oder achteckigen Bus , der die gesamte Elektronik beherbergte und an dem alle Komponenten wie Antennen, Kameras, Antrieb und Stromquellen befestigt waren. Mariner 2 basierte auf der Ranger Lunar Sonde. Alle Mariners, die nach Mariner 2 gestartet wurden, hatten vier Sonnenkollektoren für die Stromversorgung, mit Ausnahme von Mariner 10 , die zwei hatte. Außerdem hatten alle außer Mariner 1 , Mariner 2 und Mariner 5 Fernsehkameras.

Die ersten fünf Mariners wurden mit Atlas-Agena- Raketen gestartet , während die letzten fünf die Atlas-Centaur verwendeten . Alle auf Mariner basierenden Sonden nach Mariner 10 verwendeten die unbemannten Raketen Titan IIIE , Titan IV oder das Space Shuttle mit einer feststoffbetriebenen Trägheitsoberstufe und mehreren planetarischen Vorbeiflügen.

Seeleute

Die Mariners waren alle relativ kleine Roboterforscher, die jeweils mit einer Atlas-Rakete mit einem Agena- oder Centaur-Oberstufen-Booster gestartet wurden und weniger als eine halbe Tonne wogen (ohne Raketentreibstoff an Bord). Jede ihrer Missionen wurde innerhalb weniger Monate bis ein oder zwei Jahre abgeschlossen, obwohl eine von ihnen ihre ursprüngliche Mission überlebte und drei Jahre lang nützliche wissenschaftliche Daten übermittelte.

Raumfahrzeug Masse Trägerrakete Erscheinungsdatum Letzter Kontakt Ziel Mission Ergebnis Bemerkungen
Seemann 1
(P-37)
Atlas-LV3 Agena-B 22. Juli 1962 22. Juli 1962
(zerstört)
Venus Fliegen durch Startfehler Fehler beim Orbitieren; zerstört durch Reichweitensicherung nach Führungsfehler
Seemann 2
(P-38)
203 kg
(446 lb)
Atlas-LV3 Agena-B 27. August 1962 3. Januar 1963 7:00 UT Venus Fliegen durch Erfolgreich Erster Vorbeiflug der Venus mit zurückgegebenen Daten am 14. Dezember 1962. Eine Kopie von Mariner 1.
Seemann 3 Atlas LV-3 Agena-D 5. November 1964 5. November 1964 Mars Fliegen durch Startfehler Nutzlastverkleidung konnte sich nicht trennen
Seemann 4 261 kg
(575 lb)
Atlas LV-3 Agena-D 28. November 1964 21. Dezember 1967 Mars Fliegen durch Erfolgreich Erster Vorbeiflug am Mars , am 15. Juli 1965. Eine Kopie von Mariner 3.
Seemann 5 245 kg
(540 lb)
Atlas SLV-3 Agena-D 14. Juni 1967 4. Dezember 1967
(Kurz wiedererlangt 14. Oktober 1968)
Venus Fliegen durch Erfolgreich Vorbeiflug am 19. Oktober 1967, nächster Anflug um 17:34:56 UTC. Entwickelt, um Magnetfelder und verschiedene Emissionen der Venusatmosphäre zu messen.
Seemann 6 413 kg
(908 lb)
Atlas SLV-3C Centaur-D 25. Februar 1969 23. Dezember 1970

(ausser Betrieb genommen)

Mars Fliegen durch Erfolgreich Doppelmission
Seemann 7 413 kg
(908 lb)
Atlas SLV-3C Centaur-D 27. März 1969 28. Dezember 1970

(ausser Betrieb genommen)

Mars Fliegen durch Erfolgreich
Seemann 8 Atlas SLV-3C Centaur-D 9. Mai 1971 9. Mai 1971
(zerstört)
Mars Orbiter Startfehler Eine von zwei Sonden, die entwickelt wurden, um den Mars zu umkreisen und Bilder und Daten zurückzugeben. Verloren bei einer Fahrzeugstörung.
Seemann 9 998 kg
(2.200 lb)
Atlas SLV-3C Centaur-D 30. Mai 1971 27. Oktober 1972 Mars Orbiter Erfolgreich Erster Orbiter des Mars. Eintritt in die Umlaufbahn am 14. November 1971, 516 Tage später deaktiviert. Eine Kopie von Mariner 8.
Seemann 10 433 kg
(952 lb)
Atlas SLV-3D Centaur-D1A 3. November 1973 24. März 1975 Venus, Merkur Fliegen durch Erfolgreich Erster Vorbeiflug von Merkur und die letzte gestartete Mariner-Sonde

Seefahrer 1 und 2

Mariner 2.jpg

Mariner 1 (P-37) und Mariner 2 (P-38) waren zwei Weltraumsonden, die das Mariner-R-Projekt der NASA bildeten. Das Hauptziel des Projekts bestand darin, zwei Raumschiffe nacheinander in die Nähe der Venus zu entwickeln und zu starten, Nachrichten von den Raumschiffen zu empfangen und radiometrische Temperaturmessungen des Planeten durchzuführen. Ein sekundäres Ziel waren interplanetare Magnetfeld- und/oder Partikelmessungen auf dem Weg zur und in der Nähe der Venus. Mariner 1 (bezeichnet als Mariner R-1) wurde am 22. Juli 1962 gestartet, aber ungefähr 5 Minuten nach dem Start durch den Air Force Range Safety Officer zerstört, als seine fehlerhafte Atlas-Agena- Rakete vom Kurs abkam. Mariner 2 (bezeichnet als Mariner R-2) wurde am 27. August 1962 gestartet und auf einen 3½-monatigen Flug zur Venus geschickt. Die Mission war ein Erfolg und Mariner 2 war das erste Raumschiff, das von einem anderen Planeten geflogen war.

Unterwegs maß es zum ersten Mal den Sonnenwind, einen konstanten Strom geladener Teilchen, der von der Sonne nach außen strömt. Es maß auch interplanetaren Staub, der sich als seltener herausstellte als vorhergesagt. Außerdem entdeckte Mariner 2 hochenergetische geladene Teilchen, die von der Sonne kamen, darunter mehrere kurze Sonneneruptionen, sowie kosmische Strahlung von außerhalb des Sonnensystems. Als sie am 14. Dezember 1962 an der Venus vorbeiflog, scannte Mariner 2 den Planeten mit Infrarot- und Mikrowellenradiometern und zeigte, dass die Venus kühle Wolken und eine extrem heiße Oberfläche hat (da die hellen, undurchsichtigen Wolken die Oberfläche des Planeten verbergen, war Mariner 2 nicht ausgestattet mit Kamera).

Status:

Seefahrer 3 und 4

Mariner 3 und 4.jpg

Die Schwesterschiffe Mariner 3 und Mariner 4 waren Vorbeiflug-Missionen am Mars.

Mariner 3 wurde am 5. November 1964 gestartet, aber die Hülle, die das Raumfahrzeug auf seiner Rakete umgab, öffnete sich nicht richtig und Mariner 3 erreichte den Mars nicht.

Mariner 4, gestartet am 28. November 1964, war der erste erfolgreiche Vorbeiflug am Planeten Mars und gab den ersten Blick auf den Mars aus nächster Nähe. Die Raumsonde flog am 14. Juli 1965 am Mars vorbei und sammelte die ersten Nahaufnahmen eines anderen Planeten. Die Bilder, die über einen langen Zeitraum von einem kleinen Tonbandgerät abgespielt wurden, zeigten mondartige Einschlagskrater (die gerade erst aus nächster Nähe vom Mond fotografiert werden), von denen einige am kühlen Marsabend mit Frost bedeckt waren. Die Raumsonde Mariner 4, von der erwartet wird, dass sie etwas länger als die acht Monate bis zur Begegnung mit dem Mars überleben wird, hielt tatsächlich etwa drei Jahre in der Sonnenumlaufbahn, setzte Langzeitstudien der Sonnenwindumgebung fort und führte koordinierte Messungen mit Mariner 5, einem Schwesterschiff, durch 1967 zur Venus gestartet.

Status:

Seemann 5

Mariner 5.jpg

Das Mariner 5 Raumschiff wurde ins Leben gerufen Venus am 14. Juni 1967 und im Oktober 1967 durch Es hat eine Ergänzung von Experimenten in der Nähe des Planeten angekommen Sonde Venus ' Atmosphäre mit Radiowellen , scannen ihre Helligkeit im UV - Licht das, und probierte Sonnenpartikel und Magnetfeldfluktuationen über dem Planeten.

  • Mission: Venus im Vorbeiflug
  • Masse: 245 kg (540 lb)
  • Sensoren: Ultraviolett-Photometer, kosmischer Staub, Sonnenplasma, eingeschlossene Strahlung, kosmische Strahlung , Magnetfelder , Radiookkultation und Himmelsmechanik

Status: Mariner 5 – Aufgegeben. Jetzt im heliozentrischen Orbit .

Seefahrer 6 und 7

Mariner 6und7.gif

Mariners 6 und 7 waren identische Teamkollegen in einer Mission mit zwei Raumfahrzeugen zum Mars. Mariner 6 wurde am 24. Februar 1969 gestartet, gefolgt von Mariner 7 am 21. März 1969. Sie flogen über den Äquator und die südliche Hemisphäre des Planeten Mars . Sie analysierten Atmosphäre und Oberfläche mit Fernsensoren und zeichneten Hunderte von Bildern auf und gaben sie weiter. Beide flogen zufällig über Kraterregionen und verfehlten sowohl die riesigen nördlichen Vulkane als auch den später entdeckten äquatorialen Grand Canyon. Ihre Anflugbilder zeigten jedoch die dunklen Züge, die man von der Erde aus schon lange gesehen hatte, aber keine Kanäle.

  • Mission: Vorbeiflug am Mars
  • Masse 413 kg (908 lb)
  • Sensoren: Weit- und Engwinkelkameras mit digitalem Tonbandgerät, Infrarotspektrometer und Radiometer, Ultraviolettspektrometer, Radiookkultation und Himmelsmechanik.

Status: Sowohl Mariner 6 als auch Mariner 7 sind jetzt nicht mehr aktiv und befinden sich in einer heliozentrischen Umlaufbahn .

Seefahrer 8 und 9

Mariner09.jpg

Mariner 8 und Mariner 9 waren identische Schwesterschiffe, die entwickelt wurden, um die Marsoberfläche gleichzeitig zu kartieren, aber Mariner 8 ging bei einem Ausfall der Trägerrakete verloren. Mariner 9 wurde im Mai 1971 gestartet und war der erste künstliche Satellit des Mars. Seine Startmasse wurde durch den an Bord befindlichen Raketentreibstoff fast verdoppelt, der benötigt wurde, um ihn in eine Umlaufbahn um den Mars zu bringen, aber ansonsten ähnelte er seinen Vorgängern sehr. Es trat im November 1971 in die Umlaufbahn des Mars ein und begann, die Oberfläche zu fotografieren und die Atmosphäre mit seinen Infrarot- und Ultraviolett-Instrumenten zu analysieren.

Seit 1969 waren die Operationen des Mariner-Raumschiffs wie wissenschaftliches Sequenzieren und Zeigen mit einfachen Flugcomputern mit begrenztem Speicher programmierbar, und das Raumschiff verwendete ein digitales Tonbandgerät anstelle von Filmen, um Bilder und andere wissenschaftliche Daten zu speichern. So konnte die Raumsonde warten, bis der Sturm nachließ, sich der Staub gelegt hatte und die Oberfläche deutlich sichtbar war, bevor sie ihr globales Mosaik aus hochwertigen Bildern der Marsoberfläche zusammenstellte.

Es lieferte auch die ersten Nahaufnahmen von den beiden kleinen, unregelmäßigen Monden des Mars, Phobos und Deimos.

  • Mission: Mars umkreisen
  • Masse 998 kg (2.200 lb)
  • Sensoren: Weit- und Engwinkelkameras mit digitalem Tonbandgerät, Infrarotspektrometer und Radiometer, Ultraviolettspektrometer, Radiookkultation und Himmelsmechanik

Status:

  • Mariner 8 – Bei einem Ausfall der Trägerrakete zerstört.
  • Mariner 9 – Abschalten. In der areozentrischen Umlaufbahn (Mars) bis mindestens 2022, wenn es projiziert wird, aus der Umlaufbahn in die Marsatmosphäre zu fallen.

Seemann 10

Seemann 10.jpg

Die Raumsonde Mariner 10 startete am 3. November 1973 und war die erste, die eine durch Schwerkraft unterstützte Flugbahn nutzte, beschleunigte, als sie in den Gravitationseinfluss der Venus eindrang und dann von der Schwerkraft des Planeten auf einen etwas anderen Kurs geschleudert wurde, um Merkur zu erreichen. Es war auch das erste Raumschiff, das zwei Planeten aus nächster Nähe traf, und 33 Jahre lang das einzige Raumschiff, das Merkur in Nahaufnahme fotografierte.

Hier ermöglichte eine zufällige Schwerkraftunterstützung der Raumsonde, in sechsmonatigen Intervallen für genaue Kartierungsflüge über den Planeten zurückzukehren und den halben Globus abzudecken (Mercurys langsame Rotation ließ die andere Hälfte immer im Dunkeln, als Mariner zurückkehrte).

  • Mission: Plasma, geladene Teilchen, Magnetfelder, Radiookkultation und Himmelsmechanik

Status: Mariner 10 – Aufgegeben. Jetzt in einer heliozentrischen Umlaufbahn .

Mariner Jupiter-Saturn

Mariner Jupiter-Saturn wurde 1972 nach der Absage des Grand-Tour-Programms genehmigt , das vorschlug, alle äußeren Planeten mit mehreren Raumfahrzeugen zu besuchen. Das Mariner Jupiter-Saturn-Programm schlug zwei von Mariner abgeleitete Sonden vor, die eine verkleinerte Mission durchführen würden, bei der nur die beiden Gasriesen vorbeifliegen, obwohl die Designer am JPL das Schiff mit der Absicht bauten, dass weitere Begegnungen hinter Saturn eine Option wären. Flugbahnen wurden gewählt, um es einer Sonde zu ermöglichen, zuerst Jupiter und Saturn zu besuchen und einen Vorbeiflug an Saturns Mond Titan durchzuführen , um Informationen über die substantielle Atmosphäre des Mondes zu sammeln. Die andere Sonde würde später Jupiter und Saturn erreichen, und ihre Flugbahn würde es ihr ermöglichen, nach Uranus und Neptun fortzufahren, vorausgesetzt, die erste Sonde erreichte alle ihre Ziele, oder umgeleitet werden, um bei Bedarf einen Titan-Vorbeiflug durchzuführen. Der Name des Programms wurde kurz vor dem Start im Jahr 1977 in Voyager geändert , und nachdem Voyager 1 seine Titan-Begegnung erfolgreich abgeschlossen hatte, besuchte Voyager 2 die beiden Eisriesen .

Siehe auch

Anmerkungen

Verweise

Gemeinfrei Dieser Artikel enthält  gemeinfreies Material aus dem Dokument der National Aeronautics and Space Administration : "Mariner to Mercury, Venus and Mars" (PDF) . Abgerufen am 18. Oktober 2020 .