Das Mariner- Programm ist eine Reihe amerikanischer Weltraummissionen der NASA, die darauf abzielen, Raumsonden zu entsenden , um die Planeten des unteren Sonnensystems zu untersuchen , die der Erde am nächsten sind . Zehn Raumsonden, von Mariner 1 bis Mariner 10 , wurden zwischen 1962 und 1973 in Richtung der Planeten Mars , Venus und Merkur gestartet . Die Kosten für Forschung, Entwicklung, Start und Support für die Mariner- Reihe von Raumfahrzeugen (Mariner 1 bis 10) belaufen sich auf 554 Millionen US- Dollar .
Dieses ehrgeizige Programm ist der Ursprung mehrerer Neuerungen auf dem Gebiet der Weltraumforschung : der erste Umlauf um einen anderen Planeten als die Erde, der erste Einsatz von Gravitationsunterstützung . Wissenschaftlich liefern die Sonden viele Informationen über die unteren Planeten , die erstmals fotografiert werden können: Kartierung eines Großteils des Planeten Mars und 45% des Planeten Merkur, Zusammensetzung der Atmosphäre von Mars und Venus, Messung von Magnetfelder ... Für Mars und Venus verändern die Ergebnisse das idealisierte Bild dieser Planeten, die viele Menschen bis dahin als nahe Verwandte der Erde betrachten, radikal. Im Kontext des Weltraumrennens schließlich tragen die Erfolge des Mariner-Programms dazu bei, die Überlegenheit der amerikanischen Raumfahrt gegenüber ihrem sowjetischen Konkurrenten trotz der bemerkenswerten Erfolge einiger gleichzeitiger Missionen zu demonstrieren.
Von den zehn gestarteten Missionen waren sieben erfolgreich, was für die damalige Zeit ein bemerkenswertes Ergebnis darstellte. Die anderen drei gehen kurz nach dem Start bei technischen Zwischenfällen verloren. Die Mariner-Sonden haben eine gemeinsame Architektur, die auf einem sechseckigen Mittelteil basiert, aber die installierte wissenschaftliche Ausrüstung variiert stark mit einer Masse zwischen 202 und 559 kg .
Alle Mariner-Sonden basieren auf einem achteckigen Rahmen aus Magnesium , der die Bordelektronik enthält, auf der die Geräte wie Kommunikationssysteme, Bildgebungssysteme (Kameras, Fernsehkameras), Antrieb und Energiequellen befestigt sind. Das Chassis selbst ist dafür ausgelegt, acht standardisierte Module , eines pro Seite, aufzunehmen, um wissenschaftliche Geräte und Akkumulatoren unterzubringen.
Die Energie wird von vier Sonnenkollektoren geliefert , mit Ausnahme von Mariner 10 und Mariner 1 und Mariner 2, die nur zwei haben. Darüber hinaus sind mit Ausnahme der Sonden Mariner 2 und Mariner 5 alle mit einer Fernsehkamera ausgestattet.
Die Mariner-Sonden werden dank Sonnensensoren und einem Sternfinder mit dem Stern Canopus ( Alpha Carinae ) , dem zweithellsten Stern am Nachthimmel , auf 3 Achsen stabilisiert .
Mariner-Sonden wurden ursprünglich für den Start mit der Atlas-Centaur- Trägerrakete entwickelt . Die Verzögerungen bei der Entwicklung des letzteren erfordern den Einsatz der weniger leistungsstarken Atlas-Agena B- Trägerrakete für die ersten fünf Missionen. Die Sonden Mariner 1 und Mariner 2 müssen sogar von einem Teil der bereits montierten wissenschaftlichen Ausrüstung getrennt werden, um das Gewicht zu reduzieren.
Mariner 1 und Mariner 2 unterscheiden sich in vielerlei Hinsicht von anderen Mariner-Sonden. Sie werden von den Sonden Ranger 1 und Ranger 2 abgeleitet . Das Ranger-Programm und das Mariner-Programm sind in ihrer Architektur eng miteinander verbunden, wobei die ersten Sonden des Ranger-Programms als Testumgebung für das Mariner-Konzept gedient haben . Der erfolgreiche Abschluss der Mariner 2- Mission führt Sie zum nächsten Schritt.
Technisch ist der Rahmen der Sonde einfacher. Es ist ein Sechseck , wodurch die Anzahl der Module effektiv auf sechs reduziert wird. Darüber hinaus gibt es eine Struktur unter dem Chassis, die die High-Gain-Antenne trägt, die zum Start unter die Sonde geklappt wird, und die Sonnenkollektoren. Die Kraftstofftanks sind ebenfalls außerhalb des Chassis montiert.
Die ersten Sonden, die dem Design der Mariner folgen, sind Voyager 1 und Voyager 2 . Obwohl sie ursprünglich dem Mariner-Programm angeschlossen waren (es sind zunächst die Sonden Mariner 11 und 12), wurden sie erheblich modifiziert, um sich an die Einschränkungen der Erforschung der Planeten Saturn und Jupiter anzupassen (Entfernung, geringe Sonneneinstrahlung, notwendige Geschwindigkeit) und gebar zu einem eigenen Programm.
Später verwendeten die Orbiter des Viking-Programms eine stark verbesserte Sonde vom Typ Mariner 9 . Die Sonden Magellan (Studie der Venus ) und Galileo (Studie des Jupiter ) basieren ebenfalls auf Teilen des Mariner-Programms.
Eine zweite Generation von Sonden vom Typ Mariner, genannt Mariner Mark II , wurde entwickelt, obwohl das Projekt aus Budgetgründen abgesagt wurde. Trotzdem diente diese zweite Generation dennoch als Basis für die Cassini-Huygens- Sonde oder als Inspiration für die New Horizons- Sonde .
| Nachname | Erscheinungsdatum | Startprogramm | Tor | Masse | Andere Eigenschaften | Ergebnisse |
|---|---|---|---|---|---|---|
| Marinieren 1 | 22. Juli 1962 | Atlas-Agena B | Flug über die Venus | 202,8 kg | Launcher-Fehler. | |
| Marinieren 2 | 27. August 1962 | Atlas-Agena B | Flug über die Venus | 202,8 kg | Erstflug über die Venus und einen anderen Planeten | Langsame retrograde Rotation, hohe Temperaturen, kein Magnetfeld, dicke und durchgehende Wolkenschicht. |
| Marinieren 3 | 5. November 1964 | Atlas-Agena D | Flug über den Mars | 260,8 kg | Launcher-Fehler. | |
| Marinieren 4 | 28. November 1964 | Atlas-Agena D | Flug über den Mars | 260,68 kg | Erstflug über den Mars | Fotos der Marsoberfläche, atmosphärischer Druck und Temperatur am Boden, Magnetfeld. |
| Marinieren 5 | 14. Juni 1967 | Atlas-Agena D | Flug über die Venus | 244,9 kg | Luftdruck, Temperatur, Abmessungen des Planeten, chemische Zusammensetzung der Atmosphäre. | |
| Marinieren 6 | 24. Februar 1969 | Atlas-Centaur | Flug über den Mars | 411,8 kg | Fotos von 20% der Oberfläche, Zusammensetzung der Atmosphäre, Zusammensetzung der Südpolkappe, Form und Masse des Mars. | |
| Marinieren 7 | 27. März 1969 | Atlas-Centaur | Flug über den Mars | 411,8 kg | Siehe Marinieren 6. | |
| Marinieren 8 | 9. Mai 1971 | Atlas-Centaur | Mars-Orbiter | 558,8 kg | Ausfall der Zentaurenstufe. | |
| Marinieren 9 | 30. Mai 1971 | Atlas-Centaur | Mars-Orbiter | 558,8 kg | Erste Sonde, die einen anderen Planeten umkreist | Detaillierte Fotoberichterstattung des Planeten, Beobachtung von Staubstürmen. |
| Marinieren 10 | 3. November 1973 | Atlas-Centaur | Überführung von Merkur | 473,9 kg | Erster Flug über Merkur, erster Einsatz der Gravitationsunterstützung | Fotos vom Boden von Merkur, Magnetfeld. |
Es gibt zehn Mariner-Sonden. Ihr Start erfolgt zwischen den22. Juli 1962 und der 3. November 1973. Insgesamt wurden sieben Missionen durchgeführt:
Mariner 1, der den Planeten Venus überfliegen soll, wurde am 22. Juli 1962. Aber ein Fehler in der Flugbahn der Atlas-Agena B-Trägerrakete zwang den Air Force Range Safety Officer (RSO), etwas weniger als 5 Minuten nach dem Start ihre Zerstörung anzuordnen.
Eine urbane Legende besagt, dass ein einfacher Punkt anstelle eines Kommas in einem Programm FORTRAN wegen des Fehlers gesetzt wurde. Tatsächlich betrifft dieser Fehler das Mercury-Programm und wird behoben, bevor ernsthafte Konsequenzen auftreten.
Es ist jedoch ein einfacher Charakter, der die Sonde besiegt hat. In einer handschriftlichen Spezifikation ein Bindestrich über einer Variablen, um anzuzeigen, dass der zugehörige Wert im Laufe der Zeit geglättet werden soll. Diese Notation wird vom Programmierer ignoriert, der den Rohwert verwendet. Dies hätte keine Rolle gespielt, wenn der Höhensensor der Trägerrakete nicht ausgefallen wäre und wenn das fehlerhafte Bodenprogramm nicht übernommen hätte und die Trägerrakete auf eine instabile, dann unkontrollierbare Flugbahn führte.
Mariner 2 ist das Futter von Mariner 1, der Programmierfehler wird schnell korrigiert und dann erfolgreich gestartet 27. August 1962. Nach dreieinhalb Monaten Reise überfliegt sie wie geplant den Planeten Venus und überfliegt damit als erste Sonde einen anderen Planeten als die Erde und ermöglicht die allerersten Beobachtungen der Venus.
Beim Start von Mariner 3 führte ein Konstruktionsfehler dazu, dass sich die Verkleidung über der Sonde nicht wie erwartet trennte. Da die Sonnenkollektoren kein Licht entfalten oder empfangen können, schaltet die Sonde ihre Akkus ein, bis sie erschöpft sind. Sie befindet sich in einer heliozentrischen Umlaufbahn, die immer von ihrem Kopfschmuck überragt wird.
Nach dem Verlust ihrer Zwillingsschwester wird der Defekt an der Manschette behoben und die Mariner 4-Sonde erfolgreich gestartet, in nur drei Wochen ist die 28. November 1964.
Die 14 und 15. Juli 1965, überfliegt die Sonde wie geplant den Planeten Mars und macht 22 historische Aufnahmen, die ersten Aufnahmen des Mars überhaupt. Diese Bilder setzen fast allen Theorien der Zeit ein Ende, indem sie eine Oberfläche zeigen, die eher mond- als terrestrisch ist, kein Gewässer und eine schwache Atmosphäre. Nach dem 25-minütigen Überflug setzt die Sonde ihre Reise fort und übermittelt dabei wissenschaftliche Informationen über ihre Umgebung.
Sie beendet ihre Mission am 21. Dezember 1967, nachdem es einem Mikrometeoritenbeschuss ausgesetzt war, der es außer Betrieb setzte.
Mariner 5 ist ursprünglich ein Doppelgänger von Mariner 4. Aber nach dem durchschlagenden Erfolg des letzteren wird beschlossen, diese zusätzliche Sonde zu nutzen, um die Venus zu untersuchen. Nach einigen Modifikationen, um es an diese neue Umgebung anzupassen, wird es erfolgreich gestartet auf14. Juni 1967.
Sie fliegt wie geplant über den Planeten Venus und ermöglicht es, viel genauere Informationen zu sammeln als Mariner 2. Die Radiookkultation ermöglicht es auch, die Temperatur- und Druckmessungen , die Venera 4 kurz zuvor gemacht hat, besser zu verstehen , was definitive bestätigen die extreme Umgebung der Venus.
Mariner 6 ist in der Tat eine Doppelmission, begleitet von ihrer Zwillingssonde Mariner 7. Dies ist das erste Mal, dass eine Doppelmission erfolgreich war. Das Ziel ist es, die Ergebnisse der ersten Sonde zu verwenden, um einige Wochen später die zweite zu lenken. Und im schlimmsten Fall bei einem Unfall an einer der beiden Sonden noch Ergebnisse zu haben.
Gestartet am 24. Februar 1969, gelang es ihr, während seines Fluges 75 Fotos des Planeten Mars zu machen.
Mariner 7 wird gestartet am 27. März 1969, folgte genau seinem Missionspartner Mariner 6, der die gleichen Ziele wie dieser verfolgte.
Auf der anderen Seite, wenn sein Partner eine ereignislose Reise unternahm, erlitt Mariner 7 etwa eine Woche vor dem Flug über den Mars Schaden. Tatsächlich explodiert einer seiner Akkumulatoren, lenkt die Sonde aufgrund eines Gaslecks von ihrer Flugbahn ab und schneidet ihre Antenne mit hohem Gewinn ab. Letzteres kann glücklicherweise wieder in Betrieb genommen und die Flugbahn korrigiert werden. Die Mission ist daher ein Erfolg und liefert noch mehr wissenschaftliche Daten als ihr Partner.
Marinieren 8
Nach dem Erfolg der Doppelmission zum Mars beschließt die NASA , das Experiment erneut zu versuchen. Mariner 8 ist die erste Sonde und muss von ihrem Partner Mariner 9 dicht gefolgt werden. Leider zweihundertzweiundachtzig Sekunden nach dem Start9. Mai 1971, die zweite Stufe der Atlas-Centaur- Trägerrakete weicht von ihrer Flugbahn ab und fällt zurück in die Atmosphäre. Es beendet seinen Fall im Atlantischen Ozean .
Obwohl die Mariner 9 von derselben Trägerrakete wie Mariner 8 gestartet wird, die einen von ihrer Zwillingssonde völlig unabhängigen Missionsplan hat, kann sie ihre eigene Mission ausführen. Nach erfolgreichem Start der30. Mai 1971, landet es wie geplant auf dem Mars.
Ihre Aufgabe ist es, die Studien und Messungen des vorherigen Sondenpaares abzuschließen und gleichzeitig die erste Sonde zu sein, die einen anderen Planeten als die Erde umkreist, was eine lange und gründliche Untersuchung des letzteren und die Erstellung einer vorläufigen Marskarte ermöglicht für die Wahl des Landeplatzes für die Sonden Viking 1 und Viking 2 . Mit der Erschöpfung seiner Treibstoffreserven wird es unmöglich, seine Höhe zu kontrollieren, und es bleibt in einer Umlaufbahn, die es um 2022 in die Atmosphäre des Mars stürzen lässt.
Mariner 10 ist wahrscheinlich die reichste Mission im Mariner-Programm. Es wird erfolgreich gestartet am3. November 1973.
Ursprünglich entwickelt, um nur den Planeten Venus zu untersuchen, entdeckten Ingenieure, dass minimale Anpassungen seiner Flugbahn es ihm ermöglichten, bis zum Planeten Merkur zu reisen, wobei die Schwerkraft der Venus als Schlinge genutzt wurde. Das Manöver wird durchgeführt, und Mariner 10 ist die erste Sonde, die die Gravitationsunterstützung eines Planeten verwendet hat, um seine Flugbahn zu ändern. Erstmals kommt auch das Konzept des Sonnensegels zum Einsatz, um einen Materialfehler auszugleichen.
Nachdem sie die Venus überflogen hat, fliegt die Sonde in Richtung Merkur. Es gelang ihr, 3 Passagen zu machen, viele Fotos von beispielloser Qualität anzuhäufen und bestimmte Mysterien von Merkur zu verstehen. Mariner 10 wird damit die erste Sonde, die Merkur beobachtet.
Die NASA plant eine ehrgeizige Routine beim Mariner-Programm. Wenn letztere darauf abzielt, Mars und Venus zu studieren, dann muss dieses Unterprogramm den Planeten Jupiter und den Planeten Saturn untersuchen. Diese spezielle Routine wird vorübergehend als Mariner Jupiter-Saturn 1977-Programm bezeichnet .
Aufgrund der distanzierten Position der beiden Gasriesen und ihrer Natur müssen viele technische Fragen beantwortet werden:
All diese Fragen sind beantwortet, doch schnell werden die notwendigen Anpassungen und Modifikationen zu groß und entfernen sich immer weiter vom Kern des Mariner-Programms. Die NASA trennt die beiden Programme vollständig. Schließlich wird in 1977 das Mariner Jupiter-Saturn - Programm erhielt den Namen Voyager - Programm , kommunikative betrachtet.
Ein ehrgeiziges Programm, das aus mehreren Premieren im Bereich der Weltraumforschung hervorgegangen ist und wichtige Entdeckungen in der Astronomie ermöglicht .
Das Mariner-Programm ist äußerst reich an wissenschaftlichen Ergebnissen. Über den interplanetaren Raum ist sehr wenig bekannt, und alles muss noch entdeckt werden. Zunächst werden damit erstmals drei Planeten entdeckt, die dann nur noch mit terrestrischen Teleskopen möglich sind. Dann werden viele Sonnendynamiken untersucht, sogar entdeckt. B. der Sonnenwind , wird das Prinzip erstmals von der Raumsonde Mariner 10 genutzt, um ihren Kurs etwas zu schnell zu verlangsamen, oder die Beobachtung von von der Sonne ausgestoßenem Plasma . Dank zahlreicher wissenschaftlicher Experimente an Bord macht auch das Wissen über die stellare "Leere" einen Sprung nach vorn.
Darüber hinaus ist es erstmals möglich, andere Planeten als die Erde zu sehen, was es ermöglicht, die Hypothesen über unseren eigenen Planeten und über die Entstehung des Sonnensystems voranzutreiben .
Als letzter Planet, der von einer Mariner-Sonde untersucht wurde, stellt Merkur die Forscher vor viele Rätsel. Tatsächlich ist es aufgrund seiner Position so nahe an der Sonne fast unmöglich, ihn von der Erde aus richtig zu beobachten, und es wurde noch keine Sonde geschickt, um ihn zu untersuchen.
Mariner 10 macht Schluss mit Spekulationen. Die Sonde entdeckt dort ein Magnetfeld , wo die Forscher nicht glauben, eines zu finden. Eine Atmosphäre, obwohl leicht, wird ebenfalls detektiert. Und es werden fast 3.500 Fotos von außergewöhnlicher Qualität aufgenommen, die eine geologische Untersuchung des Planeten ermöglichen.
2019 ist Mariner 10 die einzige Sonde mit Messenger , die den Planeten Merkur untersucht hat.
Das Mariner-Programm bringt viel auf den Planeten Venus. Viele Instrumente studieren es. Von der Radarkartierung bis hin zu Messungen bei verschiedenen Wellenlängen, einschließlich Temperaturmessungen oder sogar der Zusammensetzung seiner Atmosphäre. Viele Entdeckungen werden von den Mariner-Sonden gemacht, dann im vollen Rennen gegen das Venera-Programm der UdSSR .
Mysteriöser Planet bis zur Mariner 4-Mission, es ist wirklich der wichtigste Fortschritt, den das Mariner-Programm erzielt hat.
Mit den ersten Bildern von Mariner 4 ist es eine ganze Reihe von Theorien, die echten Fakten weichen. Ein Marsleben wird bestenfalls unmöglich. Und es ist eine ganze Welt, die auf ganz neuen Grundlagen untersucht werden muss. Die Mariner-Missionen werden dann aufeinander folgen und jedes Mal ihre wissenschaftlichen Ergebnisse mitbringen.