Marinează 10

Sonda spațială Mariner 10
Impresia unui artist despre un model de Mariner 10. Date generale

Organizare	NASA
Constructor	Laboratorul de propulsie cu jet
Program	Marinează
Camp	Studiul lui Venus și Mercur
stare	Misiune indeplinita
Alte nume	Mariner Venus / Mercury 1973, Mariner-J
Baza de lansare	Cape Canaveral
Lansa	3 noiembrie 1973
Lansator	Atlas - Centaur (AC-34)
Sfârșitul misiunii	24 martie 1975
Identificator COSPAR	1973-085A
Site	www.jpl.nasa.gov/missions/mariner-10

Caracteristici tehnice

Liturghie la lansare	502,9 kg
Instrumente de masă	79,4 kg
Ergols	Hidrazină
Masa de propulsor	29 kg
Δv	122 m / s
Controlul atitudinii	Stabilizat pe 3 axe
Sursa de energie	Panouri solare

Orbită

Orbită	Heliocentric

Principalele instrumente

Fotografie de televiziune	Camera de televiziune
Spectrometru ultraviolet extrem	Spectrometru ultraviolet extrem
Radiometru cu infraroșu cu două canale	Radiometru cu infraroșu
Analizor electrostatic de scanare și spectrometru de electroni	Analiza vântului solar
Experiment cu particule energetice	Analiza particulelor
Magnetometru Fluxgate Triaxial	Analiza câmpului magnetic
Celestial Mechanics Experiment și Radio Science	Dispozitiv de mutare radio

Mariner 10 este ultimul program de sondă spațială Mariner al NASA . Este lansat pe3 noiembrie 1973, pentru a studia planetele Venus și Mercur și caracteristicile mediului interplanetar . Mariner 10 este prima sondă care a survolat planeta Mercur; acesta va fi vizitat din nou 33 de ani mai târziu , de Messenger sonda pe14 ianuarie 2008. Mariner 10 este prima sondă care folosește asistența gravitațională a unei planete pentru a-și modifica traiectoria, folosind atracția gravitațională generată de planeta Venus pentru a se propulsa spre planeta Mercur. Această tehnică a fost folosită frecvent pentru a economisi cantitatea de combustibil transportată pentru misiunile interplanetare.

Mariner 10 este prima misiune de explorare a două planete (Mercur și Venus) în timpul aceleiași misiuni; primul care a folosit asistența gravitațională pentru a-și schimba traiectoria de zbor; primul care se întoarce la țintă după o primă întâlnire și primul care folosește vântul solar ca mijloc major de orientare în zbor. Principalul obiectiv al Mariner 10 este de a studia caracteristicile atmosferice (dacă este cazul), de suprafață și fizice ale planetei Mercur.

Sistemul de control al atitudinii sondei a eșuat în timpul misiunii. Inginerii decid apoi să folosească presiunea fotonilor de pe panourile solare pentru a menține orientarea sondei, limitând astfel cantitatea de combustibil necesară pentru a permite propulsoarelor să facă corecțiile de orientare necesare. Inițial, Mariner 10 urma să zboare peste Venus și să-i studieze atmosfera (compoziția, structura, presiunea) și norii, dar atunci când își planifică calea, inginerii NASA descoperă că, cu câteva modificări, nava spațială poate ajunge la Mercur.

Mariner 10 este a șaptea lansare de succes a programului Mariner . Nava spațială zboară spre Mercur de trei ori pe o orbită retrogradă heliocentrică și redă imagini și date înapoi pe planetă. Mariner 10 returnează primele imagini de prim-plan ale lui Venus și Mercur. Principalele obiective științifice ale misiunii sunt măsurarea caracteristicilor mediului, atmosferei, suprafeței și centrului planetei Mercur și efectuarea unor cercetări similare asupra lui Venus. Obiectivele secundare sunt realizarea de experimente în mediul interplanetar și dobândirea de experiență în cadrul unei misiuni de asistență gravitațională pe două planete.

Costurile cercetării, dezvoltarea, lansarea și sprijinirea misiunii Mariner 10 s-au ridicat la 100 de milioane de dolari SUA .

Context

Mariner 10 este cel mai recent program sondă Mariner dedicat explorării planetelor interioare ale sistemului solar a cărui misiune principală, Mariner 1 , a fost lansată în 1962. Acest program este urmat de programul itinerant pentru explorarea planetelor exterioare ale sistemului solar . Misiunea Mariner 10 își datorează existența progreselor realizate în domeniul mecanicii spațiale și mai ales în cel al asistenței gravitaționale . Acest lucru permite unei sonde spațiale să-și schimbe viteza și traiectoria fără a consuma combustibil efectuând un zbor scurt peste o planetă. Acest concept, menționat în literatura anilor 1920 și 1930, a fost luat în considerare din anii 1950. Utilizarea sa a făcut pentru prima dată obiectul unui studiu detaliat la începutul anilor 1960 de către Jet Propulsion Laboratory (JPL) pentru o călătorie dus-întors. între Pământ și planeta Venus. La acea vreme, JPL dezvolta instrumente matematice pentru a identifica traiectorii folosind asistența gravitațională care au fost apoi convertite în programe de calculator. Cercetătorii JPL au descoperit astfel existența a două oportunități de misiune Pământ-Venus-Mercur care exploatează asistența gravitațională în 1970 și 1973. Au fost definite planuri detaliate și o strategie de navigație pentru fereastra de lansare din 1970. La începutul anului 1970, Giuseppe Colombo de la Institutul de Mecanica aplicată din Padova în Italia , invitată în JPL în cadrul unei conferințe privind o posibilă misiune Pământ-Venus-Mercur în 1973, observă că periodicitatea orbitei navei spațiale după zburatul său de Mercur este aproape exact dublă periodicității Mercur, care permite un al doilea flyby. Această ipoteză este confirmată ulterior de JPL.

În Iunie 1968, Biroul de Științe Spațiale al Academiei Naționale de Științe din Statele Unite produce un raport al misiunilor de explorare a sistemului solar care recomandă trimiterea unei misiuni la Mercur în timp ce sugerează o parte din echipamentul științific pentru îmbarcare. NASA a luat în considerare concluziile acestui raport și a decis în 1969 să programeze misiunea pentru 1973. Un comitet de oameni de știință a fost înființat de NASA pentru a defini obiectivele științifice relevante și pentru a selecta instrumentele de la bord. Structura proiectului este configurată înianuarie 1970la JPL. ÎnIulie 1971, Boeing este selectat pentru proiectarea și fabricarea a două exemple de sondă, dintre care unul urmează să fie utilizat pentru testare.

Descrierea sondei spațiale

Caracteristicile Mariner 10 sunt în mare parte comune cu cele ale sondelor spațiale ale programului Mariner care l-au precedat. Structura navei spațiale constă dintr-o platformă octogonală în magneziu și opt compartimente e . Măsoară 1,39  m în diagonală și 0,457  m adâncime. Două panouri solare , fiecare de 2,69  m lungime și 0,97  m lățime , sunt atașate la vârf, susținând 5,1  m 2 din suprafața celulei fotovoltaice . Complet extins, nava spațială de măsurare de 8  m în diametru cu panouri solare și 3,7  m de la partea de sus a antenei cu câștig mic până la partea de jos a scutului termic. Magnetometru este la capătul unui braț articulat de 5,8  m lung dintr - o parte a structurii octogonal. Masa totală la lansare este de 502,9  kg , incluzând 29  kg de hidrazină utilizată de propulsoare pentru a face corecții de curs și 79,4  kg de instrumente științifice.

De acumulatori , a colectoarelor solare si spectaculoasa, sistemul de telecomunicații în bandă S , telemetrie, antena de mare câștig și cele două antene câștig redus, suportul mobil pentru a ghida instrumente în lumea științifică. Se fac modificări pentru a permite sondei spațiale să reziste intensității radiației solare pe care trebuie să o supună în timpul misiunii sale pe planeta Mercur . Pentru a menține temperatura în limite acceptabile, sonda are un parasolar , protecții termice întărite și o platformă de scanare cu două grade de libertate este montată pe parasolar; orientarea panourilor solare pot fi modificate pentru a le permite să se mențină temperatura sub 115  ° C . Debitul sistemului de telecomunicații este crescut și permite transmiterea imaginilor la 118 kilobiți pe secundă.

Motorul rachetei este un motor cu lichid tip 222 N monopropelent de hidrazină situat într-un rezervor sferic de combustibil montat în centrul cadrului. Duza iese dintr-un parasolar. Două seturi de trei perechi de jeturi de azot care reacționează ortogonal , montate pe capetele panourilor solare, sunt utilizate pentru stabilizarea navei spațiale pe trei axe. Comanda și controlul sunt responsabilitatea unui computer de bord cu o memorie de 512 cuvinte suplimentată de controale la sol.

Mariner 10 este echipat cu o antenă parabolică cu câștig ridicat motorizat, un disc reflector parabolic din fagure de aluminiu cu diametrul de 1,37  m , care este montat pe un stâlp pe partea laterală a navei spațiale. O antenă omnidirecțională cu câștig redus este montată la capătul unui stâlp de 2,85  m care se extinde de la parasolarul sondei spațiale. Fluxurile permit navei spațiale să transmită la frecvențe în benzile S și X  ; datele pot fi transmise la o rată maximă de 117,6  kilobiți / s . Sonda poartă un căutător pentru steaua Canopus , situat pe structura inelară superioară a platformei octogonale, și senzori de achiziție solară pe vârfurile panourilor solare . Interiorul navei spațiale este izolat cu pături termice multistrat în partea de sus și de jos. Parasolul este lansat după lansare pentru a proteja nava spațială pe partea orientată spre soare . Ferestrele din cinci dintre cele opt compartimente electronice controlează, de asemenea, temperaturile interioare.

Instrumentele de la bordul sondei spațiale măsoară caracteristicile atmosferice, de suprafață și fizice ale planetelor Mercur și Venus. Experimentele includ fotografie, câmp magnetic , vânt solar , radiometrie în infraroșu , spectroscopie ultravioletă și detectoare radio. Un transmițător experimental cu bandă X de înaltă frecvență zboară pentru prima dată cu această sondă spațială.

Instrumente științifice

Sonda poartă 7 instrumente științifice:

• Un radiometru cu infraroșu cu două canale ( Radiometru cu infraroșu cu două canale ) utilizat pentru măsurarea temperaturilor la suprafața lui Mercur și acoperirea cu nori a lui Venus. Instrumentul este o versiune modificată a unui radiometru efectuat în misiunile Mariner 6 , Mariner 7 și Mariner 9 din 1969 și 1971. Radiometrul cu infraroșu folosește două canale, 22-39 micrometri (80-500 K) și 10-17 micrometri (200 -650 K), pentru a observa emisia termică a lui Venus și Mercur în două benzi spectrale. Se măsoară emisiile termice în infraroșu de la suprafața lui Mercur între amurg și zori (ora locală) și abaterile de la comportamentul termic mediu al suprafeței. Măsurătorile sunt, de asemenea, efectuate asupra temperaturilor de luminozitate a stratului de nori și a fenomenelor de întunecare a limbului. Datele de la instrument sunt folosite pentru a încerca să coreleze variațiile neobișnuite de temperatură cu fotografii, precum și măsurătorile făcute de alte instrumente pentru a identifica munții, văile, vulcanii și materialul de suprafață neobișnuit.
• Un detector de vânt solar ( Scanning Electrostatic Analyzer and Electron Spectrometer ) este utilizat pentru a măsura viteza și distribuția vântului solar în vecinătatea lui Mercur și în zona sistemului solar sub orbita lui Venus. Acest experiment pe vântul solar are ca scop: (1 °) să determine modul de interacțiune dintre planeta Mercur și vântul solar; (2 °) efectuați un studiu aprofundat al vântului solar cu Mercur; (3 °) verifică și extinde observațiile anterioare ale interacțiunii vântului solar cu Venus; (4 °) clarifică rolul electronilor în interacțiuni; și, (5 °) studiază vântul solar între 0,4 și 1,0 UA. Instrumentarea experimentului cuprinde doi analizoare electrostatice orientate spre Soare (ESAS - Spectrometru Analizor Electrostatic orientat spre Soare ) și un spectrometru electronic orientat spre spate ( Besa - Analizor Spectrometru Electronic orientat spre Spate ). Acești trei detectori sunt montați pe platforma de scanare care poate fi scanată la 1 ° / secundă pentru un arc de 120 ° centrat pe o direcție a planului ecliptic situat la 6 ° est de linia Mariner 10-Sun. Ambele SESA nu reușesc să trimită date pe Pământ. Ar trebui să măsoare cationii de la 0,08 la 8  keV și electronii de la 4 la 400  eV . BESA are un câmp vizual în formă de ventilator de ± 3,5 x ± 13,5 °. Unghiul cel mai larg este normal și simetric, arcul de măturare. Un spectru de electroni obținut la fiecare 6 secunde și cuprinzând măsurători de flux în cincisprezece canale de energie (lățimea canalului delta-E / E = 6,6%) în intervalul de energie de 13, 4 până la 690  eV . Deoarece fluxul vântului solar trecut de o sondă spațială introduce o distorsiune unghiulară a distribuției electronilor în comparație cu ceea ce se observă sub vântul solar, este posibil, luând în considerare această distorsiune și caracteristicile sondei spațiale, să se deducă parametrii vântului solar, cum ar fi viteza ionilor, temperatura electronilor și densitatea acestora. Fiabilitatea acestor parametri depinde în mod necesar de validitatea modelului sondei spațiale utilizat în analiză și afectat de modificările în timp în vântul solar ambiental.
• Un magnetometru triaxial fluxgate (magnetometru triaxial Fluxgate ), acest experiment constă din două magnetometre tri-axiale de poartă de flux montate pe un pol comun, la 2,3  m și 5,8  m de sonda spațială și proiectate pentru a măsura câmpul magnetic în vecinătatea planetei Mercur și planeta Venus și în mediul interplanetar . Datele de la ambii magnetometri sunt analizate simultan pentru a separa câmpurile ambientale de câmpul sondei spațiale. Fiecare senzor are două domenii de funcționare de ± 16 nT și ± 128 nT, cu precizii de scanare de 0,03 nT și respectiv 0,26 nT. Capacitatea de compensare extinde domeniul de operare la ± 3188 nT. În timpul fazei primare a misiunii (din3 noiembrie 1973 la 29 martie 1974) și în timpul celui de-al doilea și al treilea survol de mercur, 25 de vectori pe secundă sunt eșantionați de magnetometrul primar și se transmit pe Pământ. Alteori, se folosește un mod de viteză a datelor mai mic, în care se transmit cinci vectori pe secundă. Experiența funcționează normal pentru viața lui Mariner 10.
• Experiența particulelor energetice ( Experimentul cu particule energetice ), experimentul este conceput pentru a măsura electronii, protonii și particulele alfa în mediul interplanetar și în jurul lui Venus și Mercur. Instrumentarea include un telescop principal și un telescop cu energie redusă. Telescopul principal este format din șase senzori (cinci detectoare de siliciu și un scintilator de iodură de cesiu (CsI) înconjurat de un scintilator din plastic anti-coincidență. O analiză a înălțimii impulsului este efectuată la fiecare 0, 33 de secunde și numărul acumulat în fiecare coincidență / anti-coincidență modul sunt măsurate la fiecare 0,6 secunde particulele care se opresc în primul senzor sunt protoni și alfa particule între 0,62 până la 10,3 M eV / nucleon si electroni la aproximativ 170  keV . unghiul de jumătate de deschidere pentru acest mod este de 47 ° , iar factorii geometrici sunt de 14  cm 2 pentru electroni și 7,4  cm 2 pentru protoni și particule alfa. Unghiul de deschidere a telescopului este redus la 32 ° pentru coincidența numărului în primul și al treilea senzor. cu o jumătate de unghi d 'deschidere de 38 ° și un factor geometric de 0,49  cm 2 , este conceput pentru a măsura protoni de la 0,53 la 1,9  MeV și de la 1,9 la 8,9  MeV .
• Spectrometrul ultraviolet îndepărtat (SUE - Extreme Ultraviolet Spectrometer ) este compus din două instrumente: un spectrometru occulting fixat la structura navei spațiale și un filament spectrometru montat pe platforma de scanare. Când Soarele este ascuns de membrul planetei, spectrometrul de ocultare măsoară proprietățile atmosferei. Funcționează în incidența pășunatului. Fluxurile sunt măsurate la 47, 74, 81 și 89  nm folosind multiplicatori de electroni. Orificiile definesc câmpul vizual al instrumentului, care are o lățime completă de 0,15 ° la jumătate de înălțime (FWHM - Lățime completă la jumătate maximă ). Se măsoară, de asemenea, benzile spectrale la 75  nm . Spectrometrul măsoară radiația de la Venus și Mercur în intervalul spectral de la 20,0 la 170,0  nm . Cu o rezoluție spectrală de 2,0  nm , instrumentul măsoară radiația la următoarele lungimi de undă: 30,4, 43,0, 58,4, 74,0, 86,9, 104,8, 121,6, 130,4, 148,0 și 165,7  nm . În plus, pentru a controla fluxul ultraviolet extrem spre spectrometru, la bord sunt două canale de ordine zero. Câmpul vizual al instrumentului este de 0,13 x 3,6 °. Datele includ, de asemenea, mediul interplanetar .
• Două camere de televiziune ( Fotografie de televiziune ), obiectivele acestui experiment sunt fotografierea atmosferei superioare pentru Venus și suprafața planetei Mercur. Pentru planeta Venus, obiectivele specifice sunt de a studia proprietățile norilor în lumina ultravioletă și de a obține imagini de înaltă rezoluție ale acoperirii norilor. Pentru planeta Mercur, obiectivele specifice sunt cartarea principalelor situri fiziografice, determinarea orientării axei de rotație, stabilirea unui sistem de coordonate cartografice și căutarea sateliților în Mercur. Echipamentul este format din două telescoape Cassegrain de 15  cm diametru cu opt filtre, fiecare conectat la o cameră Vidicon GEC de 2,54  cm (distanță focală de 150  cm și câmp vizual de 0,5 °) pentru fotografiere la un unghi îngust. Un sistem optic auxiliar montat pe fiecare cameră are o fotografie cu unghi larg (distanță focală 62  mm , câmp vizual de 11 x 14 °). Timpul de expunere variază de la 3 milisecunde la 12 secunde și fiecare cameră face o fotografie la fiecare 42 de secunde. Imaginea de televiziune este formată din 700 de linii de scanare cu 832 de elemente de imagine pe linie, care sunt codificate digital în cuvinte de opt biți pentru transmisie. Există opt poziții de filtrare: (1) imagine cu unghi larg; (2) filtru albastru; (3) polarizarea ultravioletă; (4) ultraviolete ridicate; (5) clar; (6) ultraviolete; (7) lentila de focalizare (pentru calibrare); și (8) galben. Aproximativ 7.000 de fotografii sunt obținute de la Venus și Mercur, cu o rezoluție maximă de 100  m pentru Mercur.
• Experiență despre mecanica cerească și știința radio ( Celestial Mechanics and Radio Science Experiment ), utilizați sistemul de telecomunicații pentru a măsura masa și câmpul gravitațional al planetelor. Acest experiment folosește sisteme de comunicații radio la bord cu bandă X (8.400  MHz ) și bandă S (2.113  MHz ), în scopuri științifice. Sunt utilizate două abordări principale, una folosind informații de urmărire, cealaltă profitând de variațiile traiectoriei radio asociate cu ocultarea semnalului Land-Mariner 10. Informațiile de urmărire sunt analizate pentru a determina caracteristicile masei și gravitaționale (inclusiv estimări ale compoziției interne și densității) ale lui Venus. și Mercur. Din caracteristicile anormale observate în semnalele benzii X și S în timpul trecerii lui Mariner 10 prin atmosfere planetare chiar înainte și după ocultare, sunt calculate profilele de temperatură și presiune. Aceste profile sunt utile pentru montarea modelelor de compoziție atmosferică. Limita de semnal oferă informații utile pentru determinarea razei planetare.

Conduita misiunii

Sonda spațială Mariner 10 este lansată pe 3 noiembrie 1973la 5  h  45 TU de lansatorul Atlas-Centaur (AC-34) de pe platforma de lansare LC-36B a bazei de lansare Cap Canaveral . Mariner 10 (cunoscut sub numele de Mariner Venus / Mercury 1973 ) este plasat pe o orbită de așteptare după lansare timp de aproximativ 25 de  minute , apoi pe o orbită heliocentrică către planeta Venus . Însă, capacul de protecție al analizatoarelor electrostatice orientate spre Soare nu se deschide complet după lansare și instrumentele, care fac parte din experimentul analizorului electrostatic de scanare și al spectrometrului de electroni, nu pot fi utilizate. De asemenea, se descoperă că încălzirea camerelor de televiziune a eșuat. Prin urmare, camerele sunt lăsate la locul lor pentru a preveni ca temperaturile scăzute să deterioreze optica.

La scurt timp după ce a părăsit orbita Pământului , sonda trimite sute de fotografii izbitoare ale Pământului și Lunii , făcute la o duzină de ore după decolare pentru a calibra instrumentele, în timp ce se îndreaptă către prima sa destinație, planeta Venus. Pe parcursul traiectoriei sale, apar multe probleme tehnice, în special defecțiuni ale computerului de bord care suferă resetări neprevăzute, ceea ce necesită reconfigurarea secvenței ceasului și a subsistemelor. Apoi, probleme periodice cu antena cu câștig ridicat și sistemul de control al atitudinii apar și în timpul traiectoriei către planeta Venus. O manevră de corectare a cursului se efectuează la 10 zile de la lansare13 noiembrie 1973. Imediat după această manevră, un cip de vopsea care s-a desprins de pe sonda spațială s-a depus pe căutătorul de stele, care pierde steaua de referință, Canopus . Un protocol de siguranță automatizat permite recuperarea Canopus, dar problema peelingului de vopsea se repetă pe tot parcursul misiunii.

În Ianuarie 1974, Mariner 10 trimite cu succes date despre observațiile ultraviolete (fără fotografii) ale cometei C / 1973 E1 Kohoutek , aceasta este prima dată când o sondă spațială trimite date despre o cometă de perioadă foarte lungă. După o altă corecție de curs21 ianuarie 1974, Mariner 10 se apropie de Venus pentru o manevră de asistență gravitațională pentru ao trimite pe planeta Mercur.

Zbor peste planeta Venus

Sonda spațială Mariner 10 survolează planeta Venus pe5 februarie 1974, în cel mai apropiat punct de 5.768  km la 17  h  1 UT și trimite primele imagini de aproape ale lui Venus. Prima imagine care arată terminatorul zi-noapte al planetei ca o linie subțire strălucitoare. Mariner 10 returnează 4.165 fotografii ale lui Venus și colectează date științifice importante în timpul întâlnirii sale.

Este, de asemenea, prima dată când o sondă folosește asistența gravitațională a unei planete pentru a o ajuta să ajungă la alta. În timpul tranzitului său între planete, sonda studiază mediul interplanetar prin măsurători ale vântului solar și a câmpurilor magnetice . Apoi, sonda spațială se îndreaptă spre planeta Mercur . În drum spre Mercur, apare o a doua anomalie în sistemul de control al atitudinii , folosind hidrazină. De atunci, au fost folosite noi proceduri pentru orientarea navei spațiale, inclusiv utilizarea vântului solar prin apăsarea panourilor solare .

Primul zbor peste planeta Mercur

Datorită asistenței gravitaționale a lui Venus, Mariner 10 se îndreaptă acum către cea mai joasă planetă , Mercur, la care se ajunge după o nouă corecție a cursului pe16 martie 1974. Mariner 10 se apropie de Mercur, fotografiile încep să arate o suprafață foarte lunară cu cratere, creste și teren haotic. Magnetometrele Mariner 10 dezvăluie un câmp magnetic slab. Citirile radiometrului indică temperaturi nocturne de -183  ° C și maxim 187  ° C pe zi.

Cea mai apropiată întâlnire are loc pe 29 martie 1974la 08:47  p.m.  UT și la o distanță de 703  de km , ceea ce face posibil să se descopere că Mercur are un câmp magnetic , în timp ce oamenii de știință au considerat că nu a existat, și că are o atmosferă foarte subțire ( exosferei ). Se observă și densitatea scăzută a crustei. Primele fotografii detaliate ale suprafeței realizate dezvăluie o suprafață acoperită de cratere, cu aspect foarte apropiat de cel al Lunii . Cele 2.300 de fotografii la rezoluție medie (3−20  km / pixel ) și la rezoluție înaltă (mai puțin de 1  km / pixel ) sunt realizate în timpul acestei prime treceri. O experiență de oprire în timp ce vehiculul circulă în spatele părții îndepărtate a planetei indică o lipsă de atmosferă sau ionosferă.

Al doilea flyby al lui Mercur

Abandonând Mercur, Mariner 10 face o buclă în jurul Soarelui și își recapătă ținta, ajutat de corecțiile de curs efectuate pe9 mai, 10 mai și 2 iulie 1974.

Al doilea flyby, 21 septembrie 1974la 9,59 și urm  p.m.  UT se efectuează la o distanță suplimentară la 48069  de km altitudine, adăugând imagini ale regiunii Polul Sud. Acest flyby face posibilă cartografierea a aproximativ 45% din suprafața planetei. Sunt făcute doar 750 de fotografii noi ale planetei, din cauza unei probleme tehnice cu înregistratorul de bord. Din păcate, emisfera iluminată este aproape identică cu cea a primului flyby, așa că o mare parte a planetei a rămas fără o imagine.

Sonda folosește presiunea solară pe panourile solare și o antenă cu câștig mare pentru controlul atitudinii. Mariner 10 se îndepărtează din nou de Mercur înainte de o ultimă și a treia întâlnire cu Mercur, posibilă prin trei corecții pe30 octombrie 1974, 13 februarie 1975 și 7 martie 1975, ultimul care a evitat orice impact asupra planetei.

Al treilea zburător al lui Mercur

Ultimul zburat, 16 martie 1975la 22  h  39 GMT la 327  km deasupra nivelului mării, este cel mai apropiat de planeta Mercur. Datorită eșecului înregistratorului de bandă și a restricțiilor privind rata de recepție a datelor, doar trimestrul central al fiecăreia dintre cele 300 de imagini de înaltă rezoluție este primit în timpul acestei întâlniri. Această prezentare generală își propune să studieze în detaliu câmpul magnetic al lui Mercur . Oamenii de știință descoperă că nu este o consecință a vântului solar , ci că este generat chiar de planetă. Originea acestui câmp rămâne, la sfârșitul acestei misiuni, o întrebare majoră care trebuie decisă de viitoarele misiuni spațiale pe planeta Mercur. Acest ultim flyby permite realizarea a 450 de fotografii.

Sfârșitul misiunii

Testarea tehnică continuă până la 24 martie 1975, data la care consumul de hidrazină pentru controlul atitudinii este epuizat. Ultimul contact cu Mariner 10 este activat24 martie 1975la 12  h  21 TU . În total, Mariner 10 face mai mult de 2.700 de fotografii în timpul celor trei zboruri, acoperind aproape jumătate din suprafața planetei. Unele dintre imagini prezintă detalii cu o precizie de 100 de metri. Bazinul Caloris , crater caracterizat printr - un set de inele concentrice si creste si aproximativ 2500 km în diametru, este probabil cel mai impresionant element de suprafață. Această misiune este ultima vizită la Mercur de către o sondă spațială de mai bine de 30 de ani, până la vizita Messenger (sondă spațială) în 2011. Oamenii de știință decid apoi să închidă misiunea. Doar 45% din suprafața lui Mercur a fost cartografiată, deoarece fiecare dintre cele trei zboruri, Mercur prezintă aceeași față soarelui .

Rezultate științifice

Sonda spațială Mariner 10 aduce o contribuție importantă la cunoașterea noastră a părții din Sistemul Solar ocupată de planetele inferioare (Pământ, Venus, Mercur). Când sonda este lansată, programul spațial a permis deja progrese importante în domeniu: programul Apollo , prin readucerea rocilor lunare , face posibilă datarea materialului planetar înainte de ceea ce este descoperit pe Pământ  ; Mariner 9 a efectuat o cercetare completă a planetei Marte și a descoperit împreună cu predecesorii săi formațiuni geologice surprinzătoare, precum și o suprafață formată parțial din materiale originale și parțial modelată de vulcanism; multe sonde sovietice și americane au studiat planeta Venus și au făcut posibilă dobândirea unei bune cunoștințe generale despre topografia și atmosfera sa, lăsând în umbră caracteristicile structurii sale interne, precum și istoria sa geologică. La momentul lansării Mariner 10, nu existau date precise despre topografia și caracteristicile planetei Mercur.

Contribuția lui Mariner 10 la studiul lui Venus este mică, dar semnificativă. Sonda arată, folosind spectrometrul său ultraviolet , că stratul superior al atmosferei lui Venus înconjoară planeta în 4 zile, adică mult mai rapid decât planeta însăși. Mariner 10 arată o circulație asemănătoare lui Hadley în atmosfera planetei Venus și arată că Venus are un câmp magnetic slab în cel mai bun caz și că ionosfera interacționează cu vântul solar pentru a forma o undă de șoc.

Dar principala contribuție a Mariner 10 se referă la planeta Mercur. Una dintre principalele descoperiri se referă la identificarea câmpului magnetic al planetei. Existența acestuia este complet neașteptată, deoarece prezența unui câmp magnetic este asociat cu o viteză de rotație rapidă și cu un miez lichid. Cu toate acestea, Mercur are o viteză de rotație lentă, iar suprafața sa, care pare foarte lunară și, prin urmare, foarte veche, nu dă impresia unui nucleu activ care are ca rezultat, în general, revărsări vulcanice periodice la suprafață. Mercurul nu are atmosferă, o suprafață cu cratere asemănătoare cu cea a Lunii și un miez relativ bogat în fier. Fotografiile suprafeței lui Mercur permit, de asemenea, dezvoltarea unor teorii cu privire la procesul de formare a planetelor inferioare .

Fotografii realizate de sondă

• Planeta Venus, fotografiată de sonda spațială Mariner 10.

• Planeta Mercur în culori adevărate.

• Planeta Mercur în culori false.

• Discovery povârniș de pe planeta Mercur.

• Bazinul Caloris de pe planeta Mercur.

• Emisfera sudică a planetei Mercur.

• Cadrangul Victoria (Aurora) de pe planeta Mercur.

• Cadrangulul Bach (Australia) de pe planeta Mercur.

• Cadrul Boreal (Borea) de pe planeta Mercur.

• Cadrul Shakespeare (Caduceata) de pe planeta Mercur.

• Craterul Chao Meng-Fu de pe planeta Mercur.

• Craterul Zola de pe planeta Mercur.

Note și referințe

Note

Referințe

1. (ro) James A. Dunne și Eric Burgess, „  The Voyage of Mariner 10 (SP-424): Chapter 2 Mariner Venus-Mercury mission  ” , NASA / JPL,1978
2. (ro) James A. Dunne și Eric Burgess, „  The Voyage of Mariner 10 (SP-424): The Mariner 10 Spacecraft  ” , NASA / JPL,1978
3. (în) James A. Dunne și Eric Burgess, "  The Voyage of Mariner 10 (SP-424): Mariner's load  " NASA / JPL1978
4. (ro) James A. Dunne și Eric Burgess, „  The Voyage of Mariner 10 (SP-424): Chapter 9 - A Clearer Perspective  ” , NASA / JPL,1978

Bibliografie

• (ro) James A. Dunne și Eric Burgess, The Voyage of Mariner 10: Mission to Venus and Mercury (NASA SP-424) , NASA - JPL,1978( citește online )Monografia NASA despre misiune.
• (ro) Paolo Ulivi și David M Harland, Explorarea robotică a sistemului solar Partea 1 Epoca de Aur 1957-1982 , Chichester, Springer Praxis,2007, 534  p. ( ISBN  978-0-387-49326-8 )

Vezi și tu

Articole similare

• Messenger , prima sondă a NASA care a explorat planeta Mercur de la Mariner 10.
• Asistență gravitațională
• Programul Mariner
• Planeta Mercur)

linkuri externe

• Mariner 10 Întâlniri
• Ghidul NASA-JPL pentru Mariner 10