Маринер 10 - Mariner 10

Маринер 10
Маринер 10 прозрачный.png
Маринер 10 космический корабль
Тип миссииПланетарные исследования
ОператорНАСА / JPL
COSPAR ID1973-085A[1]
SATCAT нет.06919[1]
Продолжительность миссии1 год, 4 месяца, 21 день
Свойства космического корабля
ПроизводительЛаборатория реактивного движения
Стартовая масса502,9 кг
Мощность820 Вт (при встрече с Венерой)
Начало миссии
Дата запуска3 ноября 1973, 05:45:00 (1973-11-03UTC05: 45Z) универсальное глобальное время
РакетаАтлас SLV-3D Кентавр-D1A
Запустить сайтмыс Канаверал, LC-36B
Конец миссии
УтилизацияСписан
Деактивировано24 марта 1975 г. (1975-03-25) 12:21 UTC
Пролетая Венера
Ближайший подход5 февраля 1974 г.
Расстояние5768 км (3584 миль)
Пролетая Меркурий
Ближайший подход29 марта 1974 г.
Расстояние704 км (437 миль)
Пролетая Меркурий
Ближайший подход21 сентября 1974 г.
Расстояние48 069 км (29 869 миль)
Пролетая Меркурий
Ближайший подход16 марта 1975 г.
Расстояние327 километров (203 миль)
 
Зонд Маринер 10
Повторно обработанные данные Mariner 10 были использованы для создания этого изображения Меркурия. Гладкая полоса - это область, изображения которой не производились.

Маринер 10 был американцем робот Космический зонд запущен НАСА 3 ноября 1973 г., чтобы облететь планеты Меркурий и Венера. Это был первый космический корабль, совершивший облеты нескольких планет.[2]

Маринер 10 был запущен примерно через два года после Маринер 9 и был последним космическим кораблем в Морская программа. (Mariner 11 и Mariner 12 были выделены Программа "Вояджер" и переименован Вояджер 1 и Вояджер 2.)

Цели миссии состояли в том, чтобы измерить окружающую среду, атмосферу, поверхность и характеристики Меркурия, а также провести аналогичные исследования Венеры. Вторичные цели заключались в проведении экспериментов в межпланетная среда и получить опыт работы с двойной планетой помощь гравитации миссия. Маринер 10'научную группу возглавил Брюс С. Мюррей на Лаборатория реактивного движения.[3]

Дизайн и траектория

Впечатление художников от Маринер 10 миссия. Первая миссия для выполнения помощь гравитации, он пролетел мимо планеты Венера чтобы уменьшить его перигелий. Это позволило бы космическому кораблю трижды встретиться с Меркурием в 1974 и 1975 годах.

Маринер 10 был первым космическим кораблем, использовавшим межпланетный гравитационная рогатка маневрировать, используя Венеру, чтобы изменить траекторию полета и перигелий до уровня орбиты Меркурия.[4][5] Этот маневр, вдохновленный орбитальная механика расчеты итальянского ученого Джузеппе Коломбо, вывести космический корабль на орбиту, которая неоднократно возвращала его к Меркурию. Маринер 10 использовал солнечную радиационное давление на его солнечные панели и его антенна с высоким коэффициентом усиления как средство контроль отношения во время полета, первый космический аппарат, использующий активный контроль солнечного давления.

Компоненты на Маринер 10 можно разделить на четыре группы в зависимости от их общей функции. Солнечные батареи, подсистема питания, подсистема ориентации и компьютер обеспечивали правильную работу космического корабля во время полета. Навигационная система, в том числе гидразиновая ракета, сохранит Маринер 10 на пути к Венере и Меркурию. Несколько научных инструментов собирали данные на двух планетах. Наконец, антенны передали бы эти данные на Сеть Deep Space вернуться на Землю, а также получать команды от Центра управления полетами. Маринер 10'Различные компоненты и научные инструменты были прикреплены к центральной ступице, которая имела форму восьмиугольной призмы. В хабе хранилась внутренняя электроника космического корабля.[1][6][7] Космический корабль Mariner 10 был изготовлен компанией Boeing.[8] НАСА установило строгий лимит в 98 миллионов долларов США для полной стоимости Mariner 10, что стало первым случаем, когда агентство подвергло миссию жестким бюджетным ограничениям. Перерасходы недопустимы, поэтому планировщики миссий тщательно продумали экономическую эффективность при проектировании инструментов космического корабля.[9] Контроль затрат в основном достигался за счет выполнения контрактных работ ближе к дате запуска, чем это рекомендовалось обычными графиками миссии, поскольку сокращение продолжительности доступного рабочего времени повысило эффективность затрат. Несмотря на сжатый график, было пропущено очень мало сроков.[10] Бюджет миссии составил около 1 миллиона долларов США.[11]

Контроль отношения необходим для того, чтобы приборы и антенны космического корабля были наведены в правильном направлении.[12] Во время курсовых маневров космическому кораблю может потребоваться повернуть так, чтобы его ракета смотрела 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; кроме того, три зонда гироскопы предоставил второй вариант расчета отношения. Двигатели на газообразном азоте использовались для регулировки Маринер 10'ориентация по трем осям.[13][14][15] Электроника космического корабля была сложной и сложной: она содержала более 32000 элементов схем, из которых резисторы, конденсаторы, диоды, микросхемы и транзисторы были наиболее распространенными устройствами.[16] Команды для инструментов могут быть сохранены на Маринер 10'компьютер, но были ограничены 512 словами. Остальное должно было транслироваться Рабочей группой по последовательности миссий с Земли.[17] Обеспечение компонентов космического корабля энергией, необходимой для изменения электрической мощности солнечных панелей. В подсистеме питания использовались два набора схем с резервированием, каждый из которых содержал повышающий стабилизатор и инвертор, чтобы преобразовать панели ' ОКРУГ КОЛУМБИЯ вывод на AC и довести напряжение до необходимого уровня.[18] Подсистема могла хранить до 20 амперные часы электричества на 39 вольт никель-кадмиевый аккумулятор.[19]

Пролет над Меркурием поставил перед учеными серьезные технические проблемы. Из-за близости Меркурия к Солнцу, Маринер 10 пришлось бы терпеть в 4,5 раза больше солнечная радиация чем когда он покинул Землю; По сравнению с предыдущими миссиями Mariner, части космических кораблей нуждались в дополнительной защите от жары. На основной части были установлены тепловые одеяла и солнцезащитный козырек. Оценив различные варианты материала солнцезащитной ткани, планировщики миссий выбрали бета ткань, сочетание алюминизированных Каптон и листы из стекловолокна, обработанные Тефлон.[20] Однако защита от солнца была невозможна для некоторых из них. Маринер 10's другие компоненты. Маринер 10'Температура двух солнечных панелей должна быть ниже 115 ° C. Покрытие панелей нарушит их цель производства электроэнергии. Решением было добавить к панелям регулируемый наклон, чтобы можно было изменить угол, под которым они смотрели на солнце. Инженеры рассматривали возможность складывать панели друг к другу, создавая V-образную форму с основным корпусом, но испытания показали, что такой подход может привести к перегреву остальной части космического корабля. Выбранная альтернатива заключалась в том, чтобы установить солнечные панели в линию и наклонить их вдоль этой оси, что имело дополнительное преимущество, увеличив эффективность азотных двигателей космического корабля, которые теперь можно было разместить на концах панелей. Панели можно было повернуть максимум на 76 °.[7][21] Кроме того, Маринер 10'Сопло гидразиновой ракеты должно было быть обращено к Солнцу, чтобы функционировать должным образом, но ученые отказались закрывать сопло тепловой дверью как ненадежное решение. Вместо этого на открытые части ракеты была нанесена специальная краска, чтобы уменьшить тепловой поток от сопла к тонким приборам космического корабля.[22]

Точное выполнение гравитационной помощи на Венере создало еще одно препятствие.[23] Если Маринер 10 должен был поддерживать курс на Меркурий, его траектория могла отклоняться не более чем на 200 километров (120 миль) от критической точки в окрестностях Венеры.[24] Чтобы внести необходимые корректировки в курс, планировщики миссий утроили количество гидразин Топливо Mariner 10 будет нести, а также снабдит космический корабль большим количеством азота для двигателей, чем в предыдущей миссии Mariner. Эти обновления оказались решающими в обеспечении второго и третьего облетов «Меркурия».[25]

Миссии по-прежнему не хватало последней защиты: родственного космического корабля. Обычно зонды запускались парами с полным резервированием для защиты от выхода из строя одного или другого.[26] Бюджетные ограничения исключили этот вариант. Несмотря на то, что планировщики миссий придерживались бюджета, достаточного для того, чтобы отвлечь часть средств на строительство резервного космического корабля, бюджет не позволял запускать оба корабля одновременно. В случае отказа Mariner 10 НАСА разрешит запуск резервной копии только в том случае, если фатальная ошибка будет диагностирована и исправлена; это должно быть завершено в течение двух с половиной недель между запланированным запуском 3 ноября 1973 года и последней возможной датой запуска 21 ноября 1973 года.[25][27] (Неиспользованная резервная копия была отправлена ​​в Смитсоновский музей)

Инструменты

Иллюстрация, показывающая инструменты Маринер 10.

Маринер 10 провел семь экспериментов на Венере и Меркурии. В шести из этих экспериментов использовался специальный научный прибор для сбора данных.[28] Эксперименты и инструменты были разработаны исследовательскими лабораториями и образовательными учреждениями со всех концов Соединенных Штатов.[29] Из сорока шести представленных материалов JPL 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 примерно одну восьмую общего бюджета миссии.[10]

Телевизионная фотография

Система обработки изображений, экспериментальная телевизионная фотография, состояла из двух 15-сантиметровых (5,9 дюйма) Кассегрен питание телескопов видикон трубки.[30] Основной телескоп можно было обойтись без широкоугольной оптики меньшего размера, но с использованием той же трубки.[30] Он имел 8-позиционное колесо фильтров, одно из которых занимало зеркало для широкоугольного байпаса.[30]

Вся система визуализации оказалась под угрозой, когда электрические нагреватели, прикрепленные к камерам, не смогли включиться сразу после запуска. Чтобы избежать вредного воздействия тепла Солнца, камеры были намеренно размещены на стороне космического корабля, обращенной от Солнца. Следовательно, нагреватели были необходимы, чтобы камеры не теряли тепло и не становились настолько холодными, что могли бы их повредить. Инженеры JPL обнаружили, что видиконы могут выделять достаточно тепла при нормальной работе, чтобы оставаться чуть выше критической температуры -40 ° C; поэтому они посоветовали не выключать камеры во время полета. Тестовые фотографии Земли и Луны показали, что качество изображения существенно не изменилось.[31] Команда миссии была приятно удивлена, когда 17 января 1974 года, через два месяца после запуска, начали работать обогреватели камеры.[32][33] Позже расследование пришло к выводу, что короткое замыкание в другом месте зонда не позволило включиться нагревателю. Это позволяло отключать видиконы по мере необходимости.[34]

Из шести основных научных инструментов камеры весом 43,6 кг (96 фунтов) были, безусловно, самым массивным устройством. Камеры потребляли 67 Вт электроэнергии больше, чем остальные пять приборов вместе взятые.[35] Система вернула около 7000 фотографий Меркурия и Венеры во время пролетов Mariner 10.[30]

Инфракрасный радиометр

Инфракрасный радиометр обнаружен инфракрасная радиация испускается поверхностью Меркурия и атмосферой Венеры, по которой можно рассчитать температуру. То, как быстро поверхность теряла тепло, когда она вращалась в сторону темной стороны планеты, показало некоторые аспекты состава поверхности, например, была ли она сделана из горных пород или из более мелких частиц.[36][37] Инфракрасный радиометр содержал пару телескопов Кассегрена, установленных под углом 120 ° друг к другу, и пару детекторов, изготовленных из сурьмы-висмута. термобатареи. Прибор был разработан для измерения низких температур до -193 ° C и до 427 ° C. Стилман Чейз-младший из Исследовательского центра Санта-Барбары возглавил эксперимент с инфракрасным радиометром.[35]

Ультрафиолетовые спектрометры

Два ультрафиолета спектрометры были вовлечены в этот эксперимент: один для измерения поглощения УФ, другой - для измерения УФ излучения. Спектрометр затемнения просканировал край Меркурия, когда он проходил перед Солнцем, и обнаружил, поглощается ли солнечное ультрафиолетовое излучение в определенных длинах волн, что указывало бы на присутствие частиц газа и, следовательно, атмосферы.[38] В свечение Спектрометр обнаружил крайнее ультрафиолетовое излучение, исходящее от атомов газообразного водорода, гелия, углерода, кислорода, неона и аргона.[35][39] В отличие от затемненного 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 на Земле и Венере и изучить межзвездное фоновое излучение.[37]

Детекторы плазмы

Целью плазменного эксперимента было изучение ионизированных газов (плазма ) солнечного ветра, температуры и плотности его электронов, а также того, как планеты влияют на скорость потока плазмы.[40] Эксперимент состоял из двух компонентов, направленных 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 нацелился от Солнца и обнаружил только электроны, используя только одну полусферическую пластину. Инструменты можно было поворачивать примерно на 60 ° в обе стороны.[35] Собирая данные о движении солнечного ветра вокруг Меркурия, плазменный эксперимент может быть использован для проверки наблюдений магнитометра магнитного поля Меркурия.[37] С помощью детекторов плазмы Mariner 10 собрал первые на месте данные о солнечном ветре с орбиты Венеры.[41]

Вскоре после запуска ученые обнаружили, что сканирующий электростатический анализатор вышел из строя из-за того, что дверь, защищающая анализатор, не открылась. Была предпринята безуспешная попытка насильственно открыть дверь с помощью первого маневра коррекции курса.[42] Операторы эксперимента планировали наблюдать направления, взятые положительными ионами до столкновения ионов с Анализатором, но эти данные были потеряны.[43] В ходе эксперимента все же удалось собрать некоторые данные с помощью правильно работающего сканирующего электронного спектрометра.[44]

Телескопы с заряженными частицами

Целью эксперимента с заряженными частицами было наблюдать, как гелиосфера взаимодействовал с космическое излучение.[45] Что касается плазменных детекторов и магнитометров, этот эксперимент мог предоставить дополнительные доказательства наличия магнитного поля вокруг Меркурия,[46] показав, захватило ли такое поле заряженные частицы.[35] Два телескопа использовались для сбора высокоэнергетических электронов и ядер атомов, в частности ядер кислорода или менее массивных.[47] Затем эти частицы прошли через набор детекторов и были подсчитаны.[35]

Магнитометры

Двум феррозондовым магнитометрам было поручено определить, произвел ли Меркурий магнитное поле,[48] и изучение межпланетного магнитного поля между пролётами.[47] При разработке этого эксперимента ученые должны были учитывать помехи от магнитного поля, создаваемого многими электронными деталями Mariner 10. По этой причине магнитометры должны были быть расположены на длинной штанге, один ближе к восьмиугольной втулке, а другой - дальше. Данные двух магнитометров будут сопоставлены, чтобы отфильтровать собственное магнитное поле космического корабля.[49] Резкое ослабление магнитного поля зонда привело бы к увеличению затрат.[17]

Небесная механика и радионаука эксперимент

Этот эксперимент исследовал массу и гравитационные характеристики Меркурия. Это представляло особый интерес из-за близости планеты к Солнцу, большого эксцентриситета орбиты и необычного спин-орбитального резонанса.[50]

Поскольку космический корабль прошел за Меркурием при первом столкновении, появилась возможность исследовать атмосферу и измерить радиус планеты. Наблюдая за фазовыми изменениями радиосигнала S-диапазона, можно было проводить измерения атмосферы. Атмосфера была оценена как имеющая плотность около 1016 молекул на см3.[50]

Уходящая Земля

Маринер 10 сфотографировал Землю и Луну вскоре после запуска.

Компания Boeing завершила постройку космического корабля в конце июня 1973 года и Маринер 10 был доставлен из Сиэтла в штаб-квартиру JPL в Калифорнии, где JPL всесторонне проверила целостность космического корабля и его инструментов. По окончании испытаний зонд был доставлен в Восточный полигон во Флориде, стартовая площадка. Техники заправили бак космического корабля 29 кг (64 фунта) гидразинового топлива, чтобы зонд мог корректировать курс, и прикрепили пиропатроны, детонация которого сигнализирует Маринер 10 выйти из ракеты-носителя и развернуть ее инструменты.[51][52] Запланированная гравитационная помощь на Венере сделала возможным использование Атлас-Кентавр ракета вместо более мощной, но более дорогой Титан IIIC.[16][53] Зонд и Атлас-Кентавр были соединены вместе за десять дней до старта. Запуск представлял один из самых больших рисков неудачи для Маринер 10 миссия; Маринер 1, Маринер 3, и Маринер 8 через несколько минут после старта произошел сбой из-за технических сбоев или неисправностей ракеты Атлас.[27][54][55] У миссии был период запуска около месяца, с 16 октября 1973 года по 21 ноября 1973 года. НАСА выбрало 3 ноября в качестве даты запуска, поскольку это позволит оптимизировать условия получения изображений, когда космический корабль прибудет на Меркурий.[53]

Запуск Маринер 10

3 ноября в 17:45 по всемирному координированному времени «Атлас-Кентавр» с Маринер 10 поднялся с площадки SLC-36B.[56] Сцена Атласа горела около четырех минут, после чего ее выбросили, а сцена Кентавра взяла на себя еще пять минут, приведя в движение Маринер 10 к парковочная орбита. На временную орбиту космический корабль ушел на одну треть расстояния вокруг Земли: этот маневр был необходим, чтобы достичь правильного места для второго сгорания двигателей Кентавра, которые установили Маринер 10 на пути к Венере. Затем зонд отделился от ракеты; впоследствии сцена «Кентавр» отклонилась, чтобы избежать возможного столкновения в будущем. Никогда прежде планетарная миссия не зависела от двух отдельных ракет во время запуска, и даже с Маринер 10Ученые сначала сочли этот маневр слишком рискованным.[57][58]

В течение первой недели полета Маринер 10 система камеры была протестирована на пяти фотографическая мозаика из земной шар и шесть из Луна. Он также получил фотографии северной полярной области Луны, где ранее покрытие было плохим. Эти фотографии послужили картографам основой для обновления лунных карт и улучшения лунная сеть управления.[59]

Круиз на Венеру

Траектория Маринер 10 космический корабль: с момента запуска 3 ноября 1973 г. до первого пролета Меркурия 29 марта 1974 г.

Далеко не беспрецедентный круиз, Маринер 10'Трехмесячное путешествие к Венере было чревато техническими сбоями, из-за которых управление полетами было на пределе.[60] Донна Ширли рассказала о разочаровании своей команды: «Казалось, что мы всегда просто исправляем Mariner 10 вместе достаточно долго, чтобы перейти к следующей фазе и следующему кризису».[61] 13 ноября 1973 г. был произведен маневр коррекции траектории. Сразу после этого звездоискатель зафиксировал яркую чешуйку краски, оторвавшуюся от космического корабля и потерявшую отслеживание по направляющей звезде. Канопус. Канопус был восстановлен с помощью автоматизированного протокола безопасности, но проблема отслаивания краски повторялась на протяжении всей миссии. На бортовом компьютере также периодически возникали незапланированные перезагрузки, что требовало изменения конфигурации тактовой последовательности и подсистем. Периодические проблемы с антенной с высоким коэффициентом усиления также возникали во время полета. 8 января 1974 года в подсистеме питания произошла неисправность, предположительно вызванная коротким замыканием диода.[16] В результате вышли из строя основной усилитель-регулятор и инвертор, в результате чего космический корабль стал зависеть от резервного регулятора. Планировщики миссий опасались, что та же проблема может повториться в резервной системе и вывести космический корабль из строя.[62]

В январе 1974 г. Маринер 10 провел ультрафиолетовые наблюдения Комета Кохоутек. Еще одна промежуточная поправка была сделана 21 января 1974 г.

Пролет Венеры

Космический корабль миновал Венеру 5 февраля 1974 года, самое близкое сближение - 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, в которой удалось передать изображения Венеры на Землю.[64] Маринер 10 основан на наблюдениях, сделанных Маринер 5 шестью годами ранее; что важно, Маринер 10 была камера, тогда как в предыдущей миссии ее не было.[65] В качестве Маринер 10 Обернувшись вокруг Венеры, от ночной стороны планеты к дневному свету, камеры сделали первое изображение Венеры, сделанное зондом, показав освещенную дугу облаков над северным полюсом, выходящую из темноты. Первоначально инженеры опасались, что звездоискатель может принять более яркую Венеру за Канопус, повторив неудачи с отслаивающейся краской. Однако звездолет не вышел из строя. Затмение Земли произошло между 17:07 и 17:11 UTC, во время которого космический корабль передавал радиоволны X-диапазона через атмосферу Венеры, собирая данные о структуре облаков и температуре.[66][67] Хотя в видимом свете облачный покров Венеры почти не отличается от других, было обнаружено, что обширные детали облаков можно увидеть через ультрафиолетовые фильтры камеры Маринера. Ультрафиолетовые наблюдения с Земли показали некоторые нечеткие пятна еще раньше. Маринер 10, но деталь, увиденная Маринером, стала неожиданностью для большинства исследователей. Зонд продолжал фотографировать Венеру до 13 февраля 1974 года.[68] Среди 4165 полученных фотографий встречи одна результирующая серия снимков запечатлела плотную и отчетливо структурированную атмосферу, совершающую полный оборот каждые четыре дня.[65] как и предполагали земные наблюдения.[69]

Миссия раскрыла состав и метеорологическую природу атмосферы Венеры. Данные радионаучного эксперимента измеряли степень преломления радиоволн, проходящих через атмосферу, которая использовалась для расчета плотности, давления и температуры атмосферы на любой заданной высоте.[70] В целом температура атмосферы выше ближе к поверхности планеты, но Маринер 10 нашли четыре высоты, на которых картина была перевернута, что могло указывать на наличие слоя облаков.[71] Инверсии произошли на уровнях 56, 61, 63 и 81 км.[72] подтверждая предыдущие наблюдения, сделанные Маринер 5 сталкиваться.[70] Ультрафиолетовые спектрометры идентифицировали химические вещества, составляющие атмосферу Венеры.[73] Повышенная концентрация атомарного кислорода в верхних слоях атмосферы показала, что атмосфера разделена на верхний и нижний слои, которые не смешиваются друг с другом; фотографии верхнего и нижнего слоев облачности подтвердили эту гипотезу.[71] Маринер 10'Ультрафиолетовые фотографии были бесценным источником информации для изучения бурлящих облаков атмосферы Венеры. Исследователи миссии полагали, что сфотографированные ими облачные объекты расположены в стратосфере и верхних слоях тропосферы и образовались в результате конденсации; они также пришли к выводу, что контраст между более темными и более светлыми деталями был обусловлен различиями в поглощающей способности облаков УФ-света.[74] Подсолнечная область представляла особый интерес: поскольку солнце находится прямо над головой, оно передает больше солнечной энергии этой области, чем остальная часть планеты. По сравнению с остальной атмосферой планеты подсолнечная область была очень активной и нерегулярной. "Ячейки" воздуха, поднимаемые конвекцией, каждая шириной до 500 километров (310 миль), наблюдались, формируясь и рассеиваясь в течение нескольких часов; некоторые имели многоугольные очертания.[74]

Ассистент гравитации также оказался успешным, в пределах допустимой погрешности. В течение четырех часов с 16:00 до 20:00 UTC 5 февраля 1974 г. Маринер 10'гелиоцентрическая скорость 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 совпал с орбитой Меркурия.[75]

  • Встреча с Венерой

  • Венера в реальных цветах, обработанная из прозрачных и синих фильтров Маринер 10 изображений

  • Маринер 10'фотография Венеры в ультрафиолетовый свет (усиление цвета фотографии для имитации естественного цвета Венеры, как его видел бы человеческий глаз)

Первый пролет Меркурия

Космический корабль трижды пролетел мимо Меркурия. Первая встреча с Меркурием произошла в 20:47. универсальное глобальное время 29 марта 1974 г. на расстоянии 703 км (437 миль), проходя на теневой стороне.[4]

  • Первая встреча с Меркурием

  • Шесть часов до ближайшего приближения

  • Шесть часов после самого близкого приближения

Второй пролет Меркурия

После одного цикла вокруг солнце в то время как Меркурий прошел два витка, Маринер 10 снова пролетел над Меркурием 21 сентября 1974 года на более удаленном расстоянии в 48 069 километров (29 869 миль) ниже южного полушария.[4]

  • Вторая встреча с Меркурием

  • Мозаика изображений второй встречи, покрывающая экватор до южного полюса.

Третий пролет Меркурия

После потери контроля по крену в октябре 1974 года, третье и последнее столкновение, самое близкое к Меркурию, произошло 16 марта 1975 года на расстоянии 327 километров (203 мили), проходя почти над северным полюсом.[4]

  • Третья встреча с Меркурием

  • Ртуть в цвете

  • Меркурий в черно-белом

  • Меркурий в фальшивый цвет

  • Видный обрыв, Discovery Rupes, сфотографировано во время первого облета.

  • Представление надвиговой разломы на Discovery Rupes

  • В Шуберт котловина диаметром 190 км, заполненная гладкими равнинами. Бугристый край бассейна частично разрушен и изрезан более поздними событиями.

Конец миссии

Когда маневренный газ почти исчерпан, Маринер 10 начал еще один оборот вокруг Солнца. Инженерные испытания продолжались до 24 марта 1975 г.[4] когда окончательное истощение подачи азота сигнализировалось началом незапрограммированного шага поворота. На космический корабль немедленно была отправлена ​​команда выключить его передатчик, и радиосигналы на Землю прекратились.

Маринер 10 предположительно все еще вращающийся вокруг Солнца, хотя его электроника, вероятно, была повреждена солнечным излучением.[76] Маринер 10 не был обнаружен или отслежен с Земли с тех пор, как он прекратил передачу. Единственный способ, по которому он не вращался бы по орбите, - это если бы он был поражен астероидом или был бы гравитационно возмущен близким столкновением с большим телом.

Открытия

Во время облета Венеры Маринер 10 обнаружили свидетельства вращающихся облаков и очень слабого магнитного поля. Используя почти-ультрафиолетовый фильтр, он сфотографировал Венеру шевронные облака и выполнил другие атмосферный исследования.

Космический корабль трижды пролетел мимо Меркурия.Из-за геометрии его орбиты - его орбитальный период был почти в два раза больше, чем у Меркурия - одна и та же сторона Меркурия каждый раз освещалась солнцем, поэтому он мог только карта 40–45% поверхности Меркурия, сделано более 2800 фотографий. Он показал более или менее лунную поверхность. Таким образом, он внес огромный вклад в наше понимание Меркурия, поверхность которого не удалось определить с помощью телескопических наблюдений. Обозначенные регионы включали большую часть или все произведения Шекспира, Бетховена, Койпера, Микеланджело, Толстого и Дискавери. четырехугольники, половина четырехугольников Баха и Виктории и небольшие части четырехугольников Солитудо Персефона (позже Неруда), Лигурии (позже Радитлади) и Бореалис.[77]

Маринер 10 также обнаружил, что у Меркурия слабая атмосфера состоящий в основном из гелий, также как и магнитное поле и большой, богатый железом основной. По показаниям его радиометра ночная температура Меркурия составляет -183 ° C (-297 ° F ) и максимальной дневной температурой 187 ° C (369 ° F).

Планирование МЕССЕНДЖЕР, космический аппарат, который исследовал Меркурий до 2015 года, во многом полагался на данные и информацию, собранные Маринер 10.

Маринер 10 Поминовение

В Маринер 10 запасной полет
Маринер 10 штамп космического зонда, выпуск 1975 года

В 1975 году почтовое отделение США выпустило памятная марка показывая Маринер 10 Космический зонд. 10 центов Маринер 10 Памятная марка была выпущена 4 апреля 1975 года в Пасадене, Калифорния.[78]

Поскольку резервный космический корабль так и не был запущен, он был выставлен на выставке в Национальный музей авиации и космонавтики Смитсоновского института.[79]

Смотрите также

Рекомендации

Примечания

  1. ^ а б c «Маринер 10». Национальный центр данных по космической науке. Национальное управление по аэронавтике и исследованию космического пространства. Получено 7 сентября 2013.
  2. ^ Сиддики, Асиф А. (2018). За пределами Земли: Хроника исследования глубокого космоса, 1958–2016 гг. (PDF). Серия истории НАСА (второе изд.). Вашингтон, округ Колумбия: Офис программы истории НАСА. п. 1. ISBN  9781626830424. LCCN  2017059404. СП2018-4041.
  3. ^ Шудель, Мэтт (30 августа 2013 г.). «Брюс К. Мюррей, ученый-космонавт НАСА, умер в возрасте 81 года». Вашингтон Пост. Получено 31 августа 2013.
  4. ^ а б c d е «Маринер 10». Архивировано из оригинал 19 февраля 2014 г.. Получено 2 февраля 2014.
  5. ^ Сиддики, Асиф А. (2018). За пределами Земли: Хроника исследования глубокого космоса, 1958–2016 гг. (PDF). Серия истории НАСА (второе изд.). Вашингтон, округ Колумбия: Офис программы истории НАСА. п. 1. ISBN  9781626830424. LCCN  2017059404. СП2018-4041.
  6. ^ Кларк 2007, стр. 22-23
  7. ^ а б Стром и Спраг 2003, стр. 16
  8. ^ «Маринер 10 Quicklook». Получено 31 июля 2014.
  9. ^ Ривз 1994, стр. 222
  10. ^ а б Биггс, Джон Р .; Даунхауэр, Уолтер Дж. (Июнь 1974 г.), "Mariner Venus / Mercury '73: стратегия контроля затрат", Астронавтика и воздухоплавание, Нью-Йорк: Американский институт аэронавтики и астронавтики, 12 (5): 48–53
  11. ^ Мюррей и Берджесс 1977, стр. 142
  12. ^ Дуди, Дэйв (29 октября 2013 г.). «Глава 11. Типовые бортовые системы». Основы космического полета. Лаборатория реактивного движения. Получено 24 июля 2015.
  13. ^ Данн и Берджесс 1977, стр. 58
  14. ^ Мюррей и Берджесс 1977, стр. 50
  15. ^ Эзелл, Эдвард Клинтон; Эзелл, Линда Нойман (2009). На Марсе: исследование Красной планеты 1958-1978 гг.. Минеола: Dover Publications. п. 445. ISBN  9780486141022.
  16. ^ а б c Пол, Флойд А. (15 января 1976 г.). «Технический меморандум 33-759: Исследование опыта полета Mariner 10 и некоторые расчеты частоты отказов летных частей» (PDF). Лаборатория реактивного движения. Получено 23 июн 2015.
  17. ^ а б Ширли, Донна Л. (2003). «Миссия Mariner 10 к Венере и Меркурию». Acta Astronautica. Международная академия космонавтики. 53 (4–10): 375–385. Bibcode:2003AcAau..53..375S. Дои:10.1016 / с0094-5765 (03) 00155-3.
  18. ^ Майзел, Джеймс Э. (ноябрь 1984 г.). «Исторический обзор электроэнергетических систем пилотируемых и некоторых американских беспилотных космических аппаратов». Кливлендский государственный университет. стр. 9.6–9.7. Получено 30 декабря 2015.
  19. ^ Уилсон, Джеймс Х. (15 октября 1973 г.). "Технический меморандум 33-657: Mariner Venus Mercury 1973" (PDF). Пасадена: Лаборатория реактивного движения. п. 12. Получено 8 сентября 2015.
  20. ^ Данн и Берджесс 1978, стр. 32–33.
  21. ^ Мюррей и Берджесс 1977, стр. 21 год
  22. ^ Данн и Берджесс 1978, стр. 30–32.
  23. ^ Ривз 1994, стр. 242
  24. ^ Данн и Берджесс 1978, стр. 56
  25. ^ а б Мюррей и Берджесс 1977, стр. 25–26.
  26. ^ Стром и Спраг 2003, стр. 14
  27. ^ а б Мюррей и Берджесс 1977, стр. 38
  28. ^ Данн и Берджесс 1978, стр.19.
  29. ^ Гиберсон и Каннингем 1975, стр. 719
  30. ^ а б c d NASA / NSSDC - Mariner 10 - Телевизионная фотография
  31. ^ Мюррей и Берджесс 1977, стр. 43–48.
  32. ^ Кларк, Памела, изд. (Декабрь 2003 г.). «Маринер 10: ретроспектива» (PDF). Меркурий Посланник. Лунно-планетный институт (10). Получено 25 мая 2015.
  33. ^ "Бюллетень № 14: ТВ-обогреватели с превосходными характеристиками TCM-2 заработали" (PDF). Проектный офис Mariner Venus / Mercury 1973. 23 января 1974 г.. Получено 25 мая 2015.
  34. ^ Данн и Берджесс 1978, стр. 57–58.
  35. ^ а б c d е ж Обзор научных инструментов. Моффетт Филд: Исследовательский центр Эймса, НАСА. Май 1973 г., с.148 –167.
  36. ^ Данн и Берджесс 1978, стр. 21-22.
  37. ^ а б c Стром и Спраг 2003, стр. 18-19
  38. ^ Данн и Берджесс 1978, стр. 25-26.
  39. ^ Ротери 2015, стр. 26
  40. ^ «Сканирующий электростатический анализатор и электронный спектрометр». Национальный центр данных по космической науке. Национальное управление по аэронавтике и исследованию космического пространства. Получено 27 июля 2015.
  41. ^ Данн и Берджесс 1978, стр. 22-23.
  42. ^ «Бюллетень № 7: Успешный первый маневр коррекции траектории» (PDF). Проектный офис Mariner Venus / Mercury 1973. 13 ноября 1973 г.. Получено 25 мая 2015.
  43. ^ "Бюллетень № 15: Пролет Венеры назначен на вторник в 10.01 по тихоокеанскому времени" (PDF). Проектный офис Mariner Venus / Mercury 1973. 1 февраля 1974 г.. Получено 7 сентября 2015.
  44. ^ Данн и Берджесс 1978, стр. 47
  45. ^ Стром и Спраг 2003, стр. 19
  46. ^ Ротери 2015, стр. 28
  47. ^ а б Данн и Берджесс 1978, стр. 24
  48. ^ Ротери 2015, стр. 27
  49. ^ Мюррей и Берджесс 1977, стр. 95
  50. ^ а б mariner.htm Историческая статья о Mariner 10 на сайте history.nasa.gov
  51. ^ Данн и Берджесс 1978, стр. 42
  52. ^ Мюррей и Берджесс 1977, стр. 36-37.
  53. ^ а б Стром и Спраг, 2003, стр. 14-16.
  54. ^ "Маринер 1". Национальный центр данных по космической науке. Национальное управление по аэронавтике и исследованию космического пространства. Получено 22 августа 2015.
  55. ^ «Неудача Mariner 3, преданная пелене», Пресс-секретарь-обозреватель, п. 21, 13 ноября 1964 г., получено 22 августа 2015
  56. ^ «Информация о запуске и траектории Mariner 10». Координированный архив данных космической науки НАСА. Получено 2 ноября 2019.
  57. ^ Боулз, Марк Д. (2004). Укрощение жидкого водорода: разгонный блок "Кентавр" 1958-2002 гг.. Вашингтон, округ Колумбия: Государственная типография. С. 131–133. ISBN  9780160877391.
  58. ^ Данн и Берджесс 1977, стр. 45-46.
  59. ^ Данн и Берджесс 1978, стр. 47–53.
  60. ^ Мюррей и Берджесс 1977, стр. 55
  61. ^ Ширли 1998, стр. 91
  62. ^ Данн и Берджесс 1978, стр. 55
  63. ^ Уильямс, Дэвид Р. (29 мая 2014 г.). «Хронология исследования Венеры». Национальный центр данных по космической науке. Национальное управление по аэронавтике и исследованию космического пространства. Архивировано из оригинал 30 июля 2015 г.. Получено 8 сентября 2015.
  64. ^ а б Уливи и Харланд 2007, стр. 181
  65. ^ а б Ривз 1994, стр. 244
  66. ^ Мюррей и Берджесс 1977, стр. 61-64.
  67. ^ Данн и Берджесс 1978, стр. 61-63.
  68. ^ Мюррей и Берджесс 1977, стр. 79
  69. ^ Данн и Берджесс 1978, стр. 68
  70. ^ а б Howard, H.T .; Тайлер, Г. Л .; Fjeldbo, G .; Kliore, A. J .; Леви, Г. С .; Brunn, D. L .; Dickinson, R .; Edelson, R.E .; Martin, W. L .; Постал, Р. Б .; Зайдель, Б .; Sesplaukis, T. T .; Shirley, D. L .; Stelzried, C.T .; Sweetnam, D. N .; Зигельбаум, А. И .; Эспозито, П. Б .; Андерсон, Дж. Д .; Шапиро, И. И .; Ризенберг, Р. Д. (29 марта 1974 г.). «Венера: масса, гравитационное поле, атмосфера и ионосфера по данным двухчастотной радиосистемы Mariner 10». Наука. Американская ассоциация развития науки. 183 (4131): 1297–1301. Bibcode:1974Научный ... 183.1297H. Дои:10.1126 / science.183.4131.1297. JSTOR  1737501. PMID  17791371.
  71. ^ а б Данн и Берджесс 1978, стр. 65
  72. ^ Гиберсон и Каннингем 1975, стр. 726
  73. ^ Гиберсон и Каннингем 1975, стр. 725
  74. ^ а б Мюррей, Брюс С .; Белтон, Майкл Дж. С .; Дэниэлсон, Дж. Эдвард; Дэвис, Мертон Э .; Голт, Дональд; Хапке, Брюс; О'Лири, Брайан; Стром, Роберт Дж .; Суоми, Вернер; Траск, Ньюэлл (29 марта 1974 г.). "Венера: атмосферное движение и структура из фотографий Mariner 10". Наука. Американская ассоциация развития науки. 183 (4131): 1307–1315. Bibcode:1974Научный ... 183.1307М. Дои:10.1126 / science.183.4131.1307. JSTOR  1737501. PMID  17791373.
  75. ^ а б «Бюллетень № 18: Mariner 10 на пути к Меркурию - продолжает поиски Венеры» (PDF). Проектный офис Mariner Venus / Mercury 1973. 6 февраля 1974 г.. Получено 7 сентября 2015.
  76. ^ Элизабет Хауэлл, автор SPACE.com Статья о mariner-10 на space.com
  77. ^ Schaber, Gerald G .; Макколи, Джон Ф. Геологическая карта толстовского (H-8) четырехугольника Меркурия (PDF). Геологическая служба США. Геологическая служба США, серия «Разные исследования», Карта I – 1199, как часть Атласа Меркурия, геологическая серия 1: 5 000 000. Получено 12 ноября 2007.
  78. ^ Пьяцца, Джилл (8 сентября 2008 г.). "10 центов Маринер 10". Араго. Смитсоновский национальный почтовый музей. Получено 22 августа 2015.
  79. ^ «Космический корабль, Маринер 10, запасной вариант». Смитсоновский национальный музей авиации и космонавтики. Получено 13 марта 2016.

Библиография и дополнительная литература

  • Кларк, Памела Элизабет (2007). Динамическая планета: Меркурий в контексте окружающей среды. Нью-Йорк: Springer Science + Business Media, LLC.
  • Данн, Джеймс А .; Берджесс, Эрик (1978). Путешествие Mariner 10: Миссия к Венере и Меркурию (NASA SP-424). Вашингтон, округ Колумбия: Управление научно-технической информации Национального управления по аэронавтике и исследованию космического пространства.
  • Гиберсон, У. Юджин; Каннингем, Н. Уильям (4 февраля 1975 г.). «Миссия Маринера 10 к Венере и Меркурию». Acta Astronautica. Pergamon Press. 2 (7–8): 715–743. Bibcode:1975AcAau ... 2..715G. Дои:10.1016/0094-5765(75)90012-0.
  • Мюррей, Брюс; Берджесс, Эрик (1977). Полет к Меркурию. Нью-Йорк: издательство Колумбийского университета.
  • Ривз, Роберт (1994). Космическая гонка сверхдержав: взрывное соперничество в Солнечной системе. Нью-Йорк: Пленум Пресс.
  • Ротери, Дэвид А. (2015). Планета Меркурий: от бледно-розовой точки к динамичному миру. Чам: Издательство Springer International.
  • Ширли, Донна (1998). Управление марсианами. Нью-Йорк: Бродвейские книги. ISBN  9780307756831.
  • Стром, Роберт Дж .; Спраг, Энн Л. (2003). Изучение Меркурия: Железная планета. Чичестер: Praxis Publishing Ltd.
  • Уливи, Паоло; Харланд, Дэвид М. (2007). Часть 1: Золотой век 1957-1982 гг.. Роботизированные исследования Солнечной системы (изд. Чичестера). Praxis Publishing Ltd.

внешняя ссылка