«Маринер-4»
28 ноября 1964 14:22:01 - старт
5 декабря 1964 - коррекция
15 июля 1965 - совершил пролет в СД Марса с фотографированием
21 (31) декабря 1967 - потеря связи
гелиоц.орбита |
Ежегодник 1965 г
«Маринер IV». Запущен 28 ноября с мыса Кеннеди ракетой-носителем «Атлас-Аджена». Вывод второй ступени ракеты с аппаратом на траекторию полета к Марсу был осуществлен с промежуточной круговой орбиты высотой 185км.После отделения аппарата от второй ступени (через 45 мин. после старта) он был ориентирован относительно Солнца, а через 16 час. 37 мин. после старта началась ориентация аппарата относительно звезды Канопус, которую удалось захватить только 30 ноября. Заданная ориентация аппарата относительно Солнца и звезды Канопус должна поддерживаться в течение всего полета, за исключением периода коррекции траектории, когда аппарат теряет Солнце и звезду Канопус, но затем снова ориентируется по ним. Коррекция траектории была проведена 5 декабря, аппарат вышел на траекторию, близкую к расчетной (рис. 18), и, согласно расчетам, 14 июля 1965 г. должен пройти мимо Марса на расстоянии ~8700км,что обеспечит выполнение всех поставленных задач.
Высота аппарата (рис. 16, 17) 2,9м,размах 6,9м, вес 260,8кг.Корпус аппарата, изготовленный из магниевого сплава, имеет форму восьмигранной призмы (диаметр описанной окружности 1,27м),разделенной на восемь отсеков, в которых размещается различное оборудование. К корпусу аппарата прикреплены четыре панели с солнечными элементами, к концам панелей присоединены «солнечные паруса». Панели и паруса развертываются после выхода аппарата на траекторию полета к Марсу. На аппарате установлены научные приборы: магнитометр для измерения напряженности магнитного поля по трем осям; три счетчика Гейгера-Мюллера и детектор на кремниевом диоде, предназначенные для регистрации, определения типа и энергетического спектра заряженных частиц; детектор солнечной плазмы для регистрации идущего от Солнца потока протонов, позволяющий определить скорость, энергетический спектр, плотность, температуру и направление потока; ионизационная камера и счетчик Гейгера-Мюллера для исследования космических лучей; «телескоп» (система из трех детекторов) для регистрации заряженных частиц в космических лучах; детектор метеорных частиц, позволяющий регистрировать частицы (весом от 10-13ги выше) и их распределение вблизи Земли и в межпланетном пространстве. Приборы начали работать немедленно после вывода аппарата на траекторию полета к Марсу (детектор солнечной плазмы вышел из строя). Установленная на борту телевизионная камера должна включиться только при прохождении аппарата мимо Марса, она рассчитана на получение 22 кадров, охватывающих участок поверхности Марса размером ~ 300 х 300км.
Бортовая система связи и телеметрии включает: командный приемник, два передатчика, две антенны, устройство для записи телевизионных изображений и другое оборудование. На аппарат может быть передано до 30 различных команд. Команда на проведение коррекции траектории записывается в память вычислительного и программного устройства (ВПУ), а остальные выполняются немедленно.
ВПУ предназначено для расчетов и выдачи команд на выполнение следующих операций: развертывание панелей с солнечными элементами; включение системы ориентации и стабилизации; развертывание солнечных парусов; включение датчика направления на звезду Канопус; ориентация аппарата перед включением корректирующей двигательной установки (КДУ); включение и отсечка КДУ, работающей на продуктах разложения безводного гидразина (тяга 23кг);изменение скорости передачи телеметрической информации; переключение (в марте 1965 г.) радиоаппаратуры с всенаправленной антенны на направленную, которая с этого момента постоянно направлена на Землю; включение датчиков направления на Марс и телевизионной камеры; включение оборудования, обеспечивающего передачу записанных телевизионных изображений и показаний научных приборов после пролета Марса.
Основными управляющими органами системы ориентации и стабилизации служат 12 реактивных сопел, установленных на панелях с солнечными элементами; в качестве вспомогательных органов стабилизации используются четыре солнечных паруса. Парус - алюминиевый каркас, обтянутый майларовой пленкой с алюминиевым покрытием. Площадь паруса 0,65 м2.
Система терморегулирования аппарата предусматривает использование теплоизоляции, жалюзи и специальных красок. Источниками электроэнергии служат 28224 солнечных элемента и подзаряжаемая ими серебряно-цинковая батарея, которая обеспечивает электропитание до развертывания панелей и ориентации аппарата относительно Солнца, а также в период коррекции траектории полета. Мощность, обеспечиваемая солнечными элементами, в начале полета 640 w, вблизи Марса- 310 w. Емкость батареи в начале полета 1200 w-час, вблизи Марса - 900 w-час.
Космический аппарат «Маринер IV».
1 - всенаправленная антенна с низким коэффициентом усиления; 2 - магнитометр; 3 - отражатель направленной антенны с высоким коэффициентом усиления; 4 - эталоны коэффициента поглощения солнечного излучения; 5 - панель с солнечными элементами; 6 - первичный солнечный датчик; 7 - ЖРД корректирующей двигательной установки; 8 - жалюзи системы терморегулирования; 9 - солнечный парус; 10 - приборы для регистрации заряженных частиц; 11 - детектор солнечной плазмы; 12 - детектор метеорных частиц; 13 - подставка для отражателя направленной антенны (3); 14 - приборы для исследования космических лучей; 15 - один из восьми отсеков корпуса; 16 - датчик направления на звезду Канопус; 17 - телекамера; 18 -датчики направления на Марс; 19 - «телескоп»; 20 - вторичный солнечный датчик; 21 - управляющие реактивные сопла.
Схема расчетной траектории полета аппарата «Маринер IV» к Марсу. |
Ежегодник 1966 г
Запущенный 28 ноября 1964 г. космический аппарат «Маринер IV» (см.Ежегодник БСЭ 1965 г.) совершил пролет мимо Марса в ночь с 14 на 15 июля 1965 г., минимальное расстояние между аппаратом и планетой составило 9846км (расчетное -8850 ±320км), относительная скорость ~11,2км/сек. В это время Марс находился на расстоянии 215,6 млн.км от Земли. Полученные и записанные на ленту 22 снимка (последний неполный, т. к. кончилась лента записывающего устройства) были переданы на Землю. Первая передача проводилась в период 15-24 июля, повторная - в период 24 июля - 2 августа, после чего бортовая телеметрическая аппаратура была переключена на передачу научной и инженерной информации. Пролетев мимо Марса, аппарат вышел на гелиоцентрическую орбиту (перигелий 165,9 млн.км, афелий 235,3 млн.км), несколько наклоненную к плоскости эклиптики; период обращения аппарата 567,11 суток. Согласно расчетам, аппарат 4 сентября 1967 г. должен пройти на расстоянии ~ 50 млн.км от Земли, в период сближения NASA предполагает сделать попытку вновь установить связь с аппаратом с целью проверки работы бортового оборудования и определения надежности электронной аппаратуры при длительном пребывании в космосе.
Новости космонавтики 1994 №24:
Я вижу Марс
(К 30-летию запуска АМС "Маринер-4")
28 ноября. С.Пиденко. Солнечным днем 28 ноября 1964 г. со стартового комплекса №12 на мысе Канаверал РН "Атлас-Аджена" вывела на траекторию полета к Марсу межпланетную станцию "Маринер-4". Тремя неделями ранее, 5 ноября, в космос стартовал ее близнец - КА "Маринер-3", однако в тот раз удача обошла американских исследователей стороной: вскоре после запуска потерял герметичность защитный кожух станции, затем не раскрылись СБ, и после разрядки химических источников тока станции отправилась по гелиоцентрической орбите "мертвым" куском металла. Специалисты Лаборатории Реактивного Движения спешно произвели необходимые доработки на втором аппарате, и следующий запуск вознаградил их усилия.
Межпланетные КА серии "Маринер"1 имели герметичный отсек со служебным оборудованием, панели СБ, остронаправленную антенну. Часть служебного оборудования и научных приборов размещались вне герметичного отсека, причем некоторые (в частности, телекамеры) на поворотной платформе. Система ориентации трехосная, по Солнцу и звезде Канопус. Интересно, что на АМС "Маринер-4", пожалуй, впервые в мировой практике использовался принцип солнечного паруса для поддержания постоянной ориентации на Солнце. Могла осуществляться и коррекция траектории с помощью бортовой ДУ. Аппараты этой серии запускались к Венере, Марсу и Меркурию, а их модификации обозначались в соответствии с годом запуска. КА модификации "Маринер-64" ("Маринер-3" и "Маринер-4") весом в 261 кг и мощностью СБ 310 Вт (у цели) предназначались для исследований Марса с пролетной траектории. Связь с Землей обеспечивали два передатчика мощностью 6.5 и 10.5 Вт.
1 Mariner - мореплаватель
Спустя семь с половиной месяцев, - 14 июля 1965 г. -"Маринер-4" миновал Марс на расстоянии 9844 км. С помощью бортовой ТВ-камеры было сделано 22 снимка поверхности Марса. Впервые были обнаружены кратеры, аналогичные лунным, зато не было и намека на знаменитые каналы, с XIX века будоражившие воображения землян. Правда, оптимисты делали упор на том, что съемками было охвачено не более 1% территории Красной планеты. Пожалуй, отсутствие каналов на первых снимках лишь подогрело интерес к последующим исследованиям.
Помимо каналов, у Марса не было обнаружено радиационного пояса, магнитного поля и водных запасов. В процессе радиозатенения аппарата Марсом были определены характеристики распространения радиоволн в ионосфере планеты и профиль плотности атмосферы, состоящей (в основном) из углекислого газа. Выяснилось, что атмосферное давление у поверхности Марса составляет менее 1% земного на уровне моря, т.е. соответствует имеющемуся на высоте примерно 30 км в атмосфере Земли.
Хотя полет "Маринера-4" протекал довольно успешно, не обошлось без волнений. Главным образом - из-за конкурента по космической гонке. Дело в том, что двумя днями позже, 30 ноября 1964 г., вслед "Маринеру" отправился "Зонд-2", запущенный с Байконура. Анализ его траектории показал, что к Марсу он подойдет хотя и позже "Маринера", но зато и с меньшей подлетной скоростью. А это давало основание предположить, что на "Зонде" размещена посадочная капсула. Поскольку в американской программе исследований Марса ничего подобного на ближайшие годы не предусматривалось, возникло определенное беспокойство за национальный престиж. Стали популярны даже спекуляции на тему возможного загрязнения Марса земными микроорганизмами: сомнительно, мол, что русским удалось соблюсти должные меры предосторожности.
Впрочем, волнения эти оказались преждевременными. Спустя несколько дней после запуска "Зонда-2" выяснилось, что снабжение его систем электроэнергией составляет лишь половину ожидаемого уровня, видимо, из-за неполного раскрытия СБ. Правда, удалось провести испытания шести экспериментальных плазменных двигателей системы ориентации.
Согласно расчетам, 6 августа 1965 г. "Зонд-2" обогнул Марс на расстоянии 1497 км от его поверхности, однако своих задач, какими бы грандиозными ни воображали их себе американцы, он уже выполнить не мог. К разочарованию команды Королева, связь со станцией была потеряна еще в начале мая 1965 г.
"Маринер-4", таким образом, был вынужден в одиночку представлять интересы земной науки в окрестностях Марса. И с этой задачей он справился.
Вики:
Маринер-4 (англ. Mariner 4, букв. — моряк), — автоматическая межпланетная станция программы НАСА Маринер Марс 1964. Космический аппарат предназначался для проведения научных исследований Марса с пролётной траектории, передачи информации о межпланетном пространстве и о пространстве около Марса. Предусматривалось получение снимков поверхности и проведение эксперимента по радиозатмению планетой сигнала со станции для получения информации об атмосфере и ионосфере.
Маринер-4 четвёртый космический аппарат НАСА из серии «Маринер». Головная организация по проектированию, изготовлению и испытаниям Лаборатория реактивного движения (Jet Propulsion Laboratory или JPL). Разработка отдельных систем выполнялась различными промышленными организациями. Разработка научных приборов выполнялась с участием высших учебных заведений.
Маринер-4 совершил 14-15 июля 1965 года первый успешный пролёт около Марса и стал первым космическим аппаратом, который сделал снимки другой планеты с близкого расстояния и передал их на Землю.
Корпус космического аппарата имеет форму восьмигранника 127 см в ширину по диагонали и 45,7 см в высоту. Корпус негерметичный, из магниевого сплава, разделен на восемь отсеков в которых размещены электронная аппаратура, кабели, коррекционная двигательная установка, ёмкости с газом для системы ориентации и регулирующие устройства. Четыре солнечные батареи с размахом 6,88 м (включая установленные на внешнем крае батарей солнечные паруса) прикреплены к верхней части аппарата. Параболическая антенна диаметром 116,8 см с высоким коэффициентом усиления установлена на верхней поверхности аппарата, а всенаправленная антенна с низким коэффициентом усиления закреплена на мачте высотой в 223,5 см установленной рядом с параболической антенной. В центре нижней поверхности корпуса установлена одноосная сканирующая платформа, которая направляет установленную на ней телекамеру на Марс. Общая высота аппарата 2,89 метра, а масса 261 кг.
Питание для всех систем Маринера-4 обеспечивали 28224 фотоэлементов, собранных в панели размером 176х90 см, которые могли выработать до 310 Вт около Марса, энергия накапливалась в серебряно-цинковом аккумуляторе 1200 Вт·ч.
Для коррекции траектории использовался двигатель развивающий 222 Н тяги который работал на однокомпонентном топливе — гидразине.
Полная, трёхосная ориентация аппарата осуществлялась 12 микродвигателями работающими на сжатом азоте, которые были установлены на концах панелей солнечных батарей. В системе ориентации имелись три гироскопа. Сведения об ориентации давали четыре солнечных датчика и либо датчик Земли либо датчик звезды Канопус либо датчик Марса (в зависимости от того где находился космический аппарат). Маринер-4 стал первым космическим аппаратом, который использовал звезду в качестве опорного ориентира для системы ориентации. В космических аппаратах, которые были спутниками Земли или летели к Луне либо Венере, для ориентации использовались: Земля, Луна и Венера, но только освещённая Солнцем их часть. Во время полёта к Марсу и Земля и Марс были слишком тусклыми для захвата датчиками системы ориентации. Потребовался другой яркий объект расположенный под большим углом к Солнцу и Канопус вторая по яркости после Сириуса звезда на небе соответствовала этим требованиям. Впоследствии Канопус использовался в качестве опорного ориентира в других космических программах. Солнечные паруса, каждый площадью 0,65 м2, были прикреплены к внешним краям солнечных панелей. Солнечные паруса являлись элементами вспомогательной пассивной системы ориентации.
Аппаратура связи на Маринере-4 состояла из дублированного радиопередатчика S-диапазона и одного радиоприёмника. Аппаратура могла отправлять и получать данные через всенаправленную антенну с низким коэффициентом усиления и антенну с высоким коэффициентом усиления, со скоростью 81\3 и 331\3 бит/с соответственно. Данные могли также сохраняться для последующей передачи на бортовом катушечном магнитофоне ёмкостью 5240 тысяч бит.
Работа всей электроники находились под контролем командной подсистемы которая могла обрабатывать любую из полученных с Земли команд (29 команд в виде слов или 3 команды имеющие числовое значение необходимые для выполнения коррекции траектории). Центральный вычислитель и программно-временное устройство отрабатывали хранящиеся в памяти служебные команды, выполняемые последовательно через определенные промежутки времени. В качестве эталона времени применялась синхронизирующая частота 38,4 кГц.
Температурный режим поддерживался за счёт использования установленных над 6 отсеками с электроникой панелей c жалюзи, а также многослойной термоизоляции, защитных экранов из полированного алюминия и специальной обработки внешних поверхностей.
Электронная аппаратура Маринера-4 изготовлена на дискретных элементах. Интегральные микросхемы не использовались. Суммарное количество электронных компонент (конденсаторов, резисторов, диодов, транзисторов и др. 39220). Электронная аппаратура работала в вакууме, только бортовой магнитофон имел герметичный корпус.
На Маринер-4 установлены следующие научные приборы:
магнитометр для измерения напряжённости магнитного поля;
регистраторы заряженных частиц;
детектор солнечной плазмы;
ионизационная камера и счётчик Гейгера-Мюллера для исследования космических лучей;
детектор метеорных частиц;
телевизионная камера для получения снимков поверхности Марса.
Планировали также установить на Маринере-4 ультрафиолетовый фотометр для поиска атомарных водорода и кислорода в верхних слоях атмосферы. Однако при окончательной проверке собранного космического аппарата ультрафиолетовый фотометр после 30 часов пребывания в глубоком вакууме начал сбоить с нестабильностями которые представляли опасность для электроники космического аппарата. Времени для переконструирования и повторного тестирования, если Маринер-4 должен быть готов к запланированному запуску, не было и поэтому научный прибор пришлось удалить из космического аппарата. Его заменили неработающим макетом вместо блока электроники фотометра и макетом датчика на сканирующей платформе чтобы не нарушить её механический и тепловой баланс.
Для эксперимента по радиозатмению научные приборы не требовались
Запуск 5 ноября 1964 года Маринера-3, предыдущего космического аппарата серии Маринер, завершился аварийно вследствие того, что защитный обтекатель не отделился. После анализа причин неудачного запуска фирма Локхид сконструировала, изготовила и испытала новый обтекатель из магниевого сплава, который заменил использовавшийся при аварийном запуске обтекатель из пластика. Кроме того командная система ликвидации разгонного блока Аджена D была заменена автоматической системой, что частично компенсировало увеличение веса, вызванное применением нового обтекателя.
Запуск состоялся с космодрома на мысе Канаверал в 14:22:01 UTC 28 ноября 1964 года ракетой-носителем Атлас D c разгонным блоком Аджена D. Обтекатель, защитивший космический аппарат от нагрева первые минуты полета в атмосфере, был сброшен в заданное время после старта. Связка разгонный блок Аджена D/Маринер-4 отделилась от ракеты-носителя Атлас D в 14:27:23 UTC. Разгонный блок Аджена D проработал с 14:28:14 до 14:30:38 UTC и вывел связку на опорную орбиту вокруг Земли. Второй пуск разгонного блока, с 15:02:53 до 15:04:28 UTC, вывел связку на траекторию полета к Марсу. Маринер-4 отделился от разгонного блока в 15:07:09 UTC. Солнечные панели развернулись в 15:15:00 UTC и через 16 минут, путём соответствующей ориентации всего космического аппарата, были направлены на Солнце. Затем Маринер-4 начал работать в режиме межпланетного полета.
После наведения на Солнце следовал поиск второго опорного ориентира, которым являлась звезда Канопус. Звёздный датчик был настроен так, чтобы реагировать на любой объект ярче, чем одна восьмая яркости Канопуса и темнее, чем его восьмикратная яркость. Кроме Канопуса существовало 6 таких объектов, видимых для звездного датчика, если Маринёр-4 сориентирован на Солнце. Более суток заняли «перескоки» для нахождения Канопуса, поскольку датчик захватывал другой объект: свет от близкой Земли, звёзд Альдерамин, Регул, Наос, Гамма в созвездии Паруса.
В начале полёта часто возникал сигнал ошибки ориентации по крену, который вызывал потерю наведения звездного датчика на Канопус. Наведение терялось шесть раз менее чем за три недели, каждый раз требовалась последовательная серия команд по радио для её восстановления. После изучения неполадки специалисты пришли к выводу, что такое поведение Маринёра-4 было вследствие небольших частиц, которые по неизвестным причинам отделялись от космического аппарата и дрейфовали в поле зрения звездного датчика. Солнечный свет, отраженный от частиц, проявлял себя как свечение, эквивалентное свечению яркой звезды, поэтому прохождение частицы в поле зрения датчика вызывало сигнал ошибки ориентации по крену. Когда яркость частицы превосходила верхний предел восьмикратной яркости Канопуса, космический аппарат автоматически прекращал ориентацию на него и начинал поворот по крену для поиска новой звезды. Радиокоманда на удаление верхнего предела были отправлена 17 декабря 1964 года. Предел первоначально был введён для предотвращения ориентации звездного датчика на Землю, но после отлёта от неё не требовался. В дальнейшем потери наведения на Канопус не происходили, хотя сигнал ошибки ориентации по крену появлялся до встречи с Марсом ещё 38 раз.
Полёт к Марсу продолжался 71/2 месяцев. На среднем участке была проведена коррекция траектории. Первоначально планировалось провести её 4 декабря 1964 года, но в связи с потерей наведения звездного датчика на Канопус коррекцию отложили. Коррекция была проведена 5 декабря. Манёвр коррекции состоял из изменения ориентации космического аппарата на строго определенные углы (поворота по тангажу на -39,16 градусов и поворота по крену на 156,08 градусов), работы двигателя в течение 20,07 секунд и восстановления исходной ориентации путём поворотов по крену и тангажу. Изменение скорости полета было выполнено с ошибкой менее 2,5%, повороты по тангажу и крену с ошибкой менее 1%. После успешного манёвра коррекции Маринер-4 пролетал около Марса на расстоянии, близком к первоначально запланированному.
Маринер-4 пролетал около Марса 14-15 июля 1965 года. 14 июля в 15:41:49 UTC Маринер-4 был переключен в режим планетарного исследования. Телекамера начала свою работу в 00:18:36 UTC 15 июля, получены 21 полный снимок и частично 22 снимок (21 строка). Снимки делались через красный или зелёный фильтры, причем пары их перекрывались, чтобы получить больше информации об окраске поверхности. Число элементов изображения составляло 200х200, число уровней яркости — 64 (240000 битов, 200 строк по 200 пикселей, 6 битов на пиксель). Снимки запечатлели узкую прерывистую дугу на поверхности Марса. Дуга начиналась от 40° с. ш., 170° в. д., пересекала экватор, проходила вблизи 35° ю. ш., 200° в. д. и пересекала терминатор на 50° ю. ш., 255° в. д. На снимках записано около 1% от всей поверхности планеты. На первом снимке виден яркий лимб (край) Марса, снимок 19 захватывает вечерний терминатор, а последние три приходятся на неосвещённые области. Сделанные снимки хранились на бортовом магнитофоне. Снимки были получены при разных дальностях, причем минимальная составляла 11800 км. 15 июля в 1:00:57 UTC аппарат пролетел от Марса на расстоянии 9846 км. В 2:19:11 UTC Маринер-4 оказался за Марсом, сигнал от аппарата прекратился. В 3:13:04 UTC сигнал от аппарата возобновился. Маринер-4 был переключен в режим полета по межпланетной траектории. Передача изображений на Землю началась через 8,5 часов после возобновления сигнала, и продолжалась до 3 августа. Передача одного снимка со скоростью 8,33 бит/сек занимала 8,66 часа. Все снимки были переданы два раза, чтобы обеспечить отсутствие пропущенных или повреждённых данных. Передача снимков проходила с расстояния более 216 млн км.
Маринер-4 успешно выполнил большинство запланированных исследований Марса.
Запуск Маринера-4 |
30 августа 1965 года проведена съёмка неба. Передача на Землю первых пяти снимков, которые были получены при всех уровнях усиления телевизионной аппаратуры, закончилась 2 сентября. Поскольку в поле зрения телекамеры не было ярких звезд, были получены данные, относящиеся только к электронике. Первая попытка съемки неба 21 августа, когда в поле зрения попадала яркая звезда Альтаир и можно было получить сведения, касающиеся оптической системы телекамеры и электроники, была прервана из-за сбоев в работе наземной станции слежения. Съемка была необходима для того, чтобы обеспечить «взгляд изнутри» на возможное затуманивание снимков Марса. Возможное затуманивание являлось результатом какого-то неизвестного процесса в телевизионной аппаратуре.
В сентябре сигнал с Маринера-4 постоянно ослабевал, так как возрастала ошибка в ориентации параболической антенны на Землю, и к 1 октября приближался к порогу чувствительности приемника станции слежения Голдстоун. 1 октября, когда Маринер-4 находился на расстоянии 309,2 млн км, передатчик и приемник по команде с Земли были переключены на антенну с низким коэффициентом усиления (чтобы обеспечить восстановление управления космическим аппаратом в 1967 году), и прием телеметрии с космического аппарата прекратился в 22:05:07 UTC.
Связь с Маринером-4 возобновилась во второй половине 1967 года.
12-21 августа проводился круглосуточный прием данных с Маринера-4 и Маринера-5. В это время Маринер-5, Земля и Маринер-4 располагались вдоль прямой, идущей радиально от Солнца. Наибольший интерес представляли сведения о солнечном ветре и магнитном поле.
15 сентября детектор космической пыли за 15 минут зарегистрировал 17 ударов микрометеоритов. Микрометеоритный дождь изменил ориентацию космического аппарата и, вероятно, слегка повредили его термозащиту. Позже учёные предположили, что космический аппарат пролетел вблизи остатков кометы D/Swift и прошёл на расстоянии около 20 млн км от её ядра.
25 октября была проведена вторая коррекция траектории. Поскольку Маринер-4 находился в полете более двух лет, успешная работа корректирующей двигательной установки обеспечила получение важных сведений, применимых в будущих космических программах.
26 октября скорость передачи данных была изменена с 33 бит/сек на 8 бит/сек, чтобы обеспечить передачу одного записанного на магнитофон снимка Марса на Землю. Космический аппарат успешно передал вторую половину 16 снимка и первую половину 17 снимка.
7 декабря закончился сжатый азот для системы ориентации. 10 и 11 декабря зарегистрировано в общей сложности 83 удара микрометеоритами, которые изменили ориентацию Маринера-4, что привело к уменьшению мощности радиосигнала принимаемого с космического аппарата. 21 декабря 1967 года связь с Маринером-4 прекратилась.
В настоящее время космический аппарат находится на гелиоцентрической орбите.
Суммарный объём данных, переданных Маринером-4 на Землю, составил более 50 миллионов бит. За 307 суток с 28 ноября 1964 по 1 октября 1965 года принято около 50 миллионов бит. Все научные приборы работали нормально, за исключением счётчика Гейгера, который вышел из строя в феврале 1965 года. Кроме того, 8 декабря 1964 года возникли неполадки в работе детектора солнечной плазмы из-за поломки резистора в высоковольтной цепи, но инженеры смогли перекалибровать детектор, учитывая эту поломку, и правильно истолковать полученные данные.
Качество полученных снимков Марса было низким. Потребовалась длительная обработка цифровых данных на ЭВМ для устранения дефектов и помех, а также увеличения контрастности снимков. Заключительный отчет с обработанными снимками был опубликован в декабре 1967 года. На первых семи снимках Марса зенитное расстояние Солнца мало, не более 30°, и, следовательно, рельеф создает мало теней. По мере перехода участков съемки в южное полушарие высота Солнца становилась все меньше, и снимок 19 приходится на область сумерек. На снимке 3 видна первая различимая деталь рельефа — часть Орк (патера) эллиптической впадины размеры которой 380x140 км. Наиболее интересны 11 снимков — от 5 до 15. На снимке 5 впервые видны марсианские кратеры. На снимке 7 поверхность густо усыпана кратерами. На снимке 9 видны скопления кратеров. На снимке 11 четко виден большой кратер 156,58 км в поперечнике (координаты центра кратера 34.68° ю. ш. и 195.76 °з. д.) и все кратеры более 5 км в диаметре. Солнце стояло низко (зенитное расстояние 47°), область заснята с расстояния 12500 км и занимает площадь примерно 270 км на 240 км. Большой кратер назван Маринер в честь Маринера-4. На снимке 14 находятся кратеры с валами, покрытыми инеем (что не удивительно, в южном полушарии середина зимы) и ярко освещенными центральными горками, так как Солнце стояло довольно низко (зенитное расстояние 60°). На снимке 15 также есть кратеры, окруженные белым кольцом — Солнце здесь стояло ещё ниже (зенитное расстояние 66°).
На снимках, полученных Маринером-4, усеянная кратерами поверхность Марса очень похожа на поверхность Луны. Но информация Маринера-6 и Маринера-7 показала, что такая поверхность не у всего Марса, а только у более древних участков, сфотографированных Маринером-4. На снимках Маринера-4 замечено вуалирование, что привело к выводу о наличии на Марсе замутненной атмосферы до высот 150 км. Однако Маринер-6 и Маринер-7, на снимках которых вуалирования нет, опровергли замутненность атмосферы. По-видимому, оптика телекамеры Маринера-4 была загрязнена.
На основании эксперимента по радиозатмению установлено, что атмосфера Марса по плотности не превышает 1% земной и состоит в основном из углекислого газа (с учётом спектроскопических наблюдений с Земли установлено что углекислого газа не менее 80%). Атмосферное давление в точке захода Маринер-4 за Марс около 4,9 миллибар (490 Па), в точке восхода около 8,4 миллибар (840 Па). До полёта Маринера-4 астрономы полагали что атмосферное давление на Марсе около 85 миллибар, и марсианская атмосфера состоит в основном из азота. Также определено что дневная температура составляла -100 градусов по Цельсию.
Магнитные поля, радиационные пояса Марса и пояса пыли обнаружены не были.
Кратеры и разреженная атмосфера являются признаками планеты, которая подвергается воздействию суровых условий космоса, и развеивают надежды найти разумную жизнь на Марсе. Снимки планеты изменили мнение научного сообщества о жизни на Марсе. После полета Маринера-4 большинство ученых пришло к выводу: если бы на Марсе была жизнь, её формы были бы более мелкими и примитивными.
Поиск жизни на Земле по нескольким тысячам фотографий с километровым разрешением, полученных с метеорологических спутников, не выявил её признаков на подавляющем большинстве этих снимков, поэтому, как полагают другие ученые, на основании 22 фотографий, сделанных Маринером-4, нельзя было считать, что разумной жизни на Марсе не было.
Общая стоимость программы Маринера-4 составила 83,2 млн долларов США.
На космические программы, выполненные с помощью автоматических межпланетных станций серии Маринер израсходовано 554 млн $. (Расходы на исследования и разработки, изготовление и тестирование, запуск, а также управление и связь во время полетов).
В отличие от советских автоматических межпланетных станций Марс корпус автоматических межпланетных станций серии Маринер негерметичный.
Размещение снимков на поверхности Марса
Полная траектория полета Маринера-4
Ручная раскраска распечатки полученных в цифровом виде данных первого снимка Маринера 4. Первое изображение Марса с близкого расстояния, сделано до преобразования полученных данных в фотоснимок.
Первый в истории снимок Марса полученный космическим аппаратом с близкого расстояния. Снимок охватывает около 330 км в ширину и 1200 км от лимба до нижнего края. Контраст усилен обработкой полученных в цифровом виде данных на ЭВМ
Снимок 11. |
Сиддики:
15 июля 1965 года Маринер IV передал это изображение марсианской поверхности с 12 600 километров. На фотографии показан кратер диаметром 150 километров. |
Научные инструменты:
1. система визуализации
2. детектор космической пыли
3. телескоп космических лучей
4. ионизационная камера
5. гелиевый магнитометр
6. захваченный детектор излучения
7. солнечный плазменный зонд
Результаты:
Миссия Mariner IV, вторая из двух попыток пролета Марса в 1964 году от НАСА, стала одним из первых ранних успехов Агентства, получены самые первые фотографии другой планеты из дальнего космоса. Используя новый цельнометаллический обтекатель, КА поднялся без каких-либо проблем и был успешно направлен к Марсу. Однократная коррекция 5 декабря обеспечила пролет космического корабля между 8 000 и 9 660 километров от марсианской поверхности. На одном из научных приборов, плазменном зонде, произошел сбой компонента, из-за которого его показания стали неясными, хотя из-за лучшей скорости телеметрии некоторые данные были получены в период с января по май 1965 года. Кроме того, трубка Гейгера, один из двух датчиков эксперимента с ионизационной камерой отказала в марте 1965 года. Приблизительно за 40 минут до ближайшего сближения (в 01:00:57 UT 15 июля 1965 года на расстоянии 9 846 километров) телевизионная камера начала делать первый из 21 изображения (плюс 22 строки 22-го) через красный и зеленый фильтры. Приблизительно через 1,25 часа после сближения Mariner IV опустился за горизонт Марса, начался эксперименте по радиопросвечиванию марсианской атмосферы. Данные указывают на то, что давление на поверхности было довольно низким, то есть будущие десантники на Марсе должны были быть оснащены ракетными двигателями в дополнение к парашютам. Изображения, а также эксперимент с просвечиванием в корне изменили научный взгляд на Красную планету, предоставив точные данные, где ранее доминировали спекуляции. Датчик обнаружил дневную температуру поверхности около –100°C. Был также обнаружен очень слабый радиационный пояс, около 0,1% от земного. На следующий день после сближения Mariner IV начал передавать свои фотографии на Землю. Изображения ясно показали, что Марс представляет собой древнее луноподобное тело с множеством кратеров, что убивает любые ожидания потерянных цивилизаций на планете. Учитывая тонкую атмосферу, ученые полагали, что маловероятно, что на Марсе была какая-то жизнь. НАСА поддерживало связь с космическим кораблем до 1 октября 1965 года, когда зонд находился в 309 миллионах километров от Земли. Два года спустя, в октябре 1967 года, космический корабль был повторно активирован для испытаний на ориентацию в поддержку миссии Mariner V на Венеру, где использовался аналогичный КА. Контакт поддерживался до 31 декабря 1967 года, три года после запуска.
Космический аппарат Mariner IV был собран инженерами и техниками в Лаборатории реактивного движения в Пасадене, штат Калифорния. Здесь он готовится к весовому тесту 1 ноября 1963 года.