«Маринер-6»
Mariner- 69F
Mariner-F


25 февраля 1969 01:29:02 - старт
1 марта 1969 - коррекция
31 июля 1969 05:19:07 пролёт в СД Марса на расстоянии 3429 км.
гелиоц. орбита (1,14 х 1,75 а.е.)
середина 1971 - потеря связи

Ежегодник БСЭ 1970 г

«Маринер VI» и «Маринер VII» («Маринер F» и «Маринер G»)1. Два аналогичных КА, предназначенных для продолжения исследований Марса с пролетной траектории и для подготовки к исследованиям планеты в 1971 г. аппаратами «Маринер-71» и в 1975 г. аппаратами «Викинг». Основные задачи полета: получение изображений Марса; определение температуры, плотности, давления и состава атмосферы Марса; измерение температуры поверхности Марса на дневной и ночной сторонах; уточнение некоторых астрономических величин путем анализа траекторных измерений; получение научно-технической информации для использования ее при создании КА «Маринер-71» и «Викинг». Вес КА 385 кг (по некоторым источникам 413 кг), общая высота, включая антенну, 3,85 м. Корпус имеет форму восьмигранной призмы, максимальный поперечный размер 1,38 м, высота 0,45 м. Он разделен на 8 отсеков, в которых размещены: устройства для подзарядки батарей; корректирующий двигатель; программно-временное устройство (ПВУ) и оборудование системы ориентации; оборудование телеметрической и командной систем; записывающие устройства; приемник и передатчики; системы обработки данных и электронное оборудование научных приборов; батарея и регуляторы системы электропитания. К корпусу крепятся 4 панели (2,13x0,9 м) с солнечными элементами, к торцам панелей - блоки управляющих реактивных сопел, обеспечивающих ориентацию по трем осям. На верхнем днище установлены остронаправленная и всенаправленная антенны, датчик Канопуса и два основных солнечных датчика, на нижнем - 4 вспомогательных солнечных датчика, баллон со сжатым азотом для реактивных сопел и сканирующая (поворотная) платформа с приборами. Источник электропитания - 17 472 солнечных элемента (800 вт - при старте, 450 вт - у Марса) и подзаряжаемая серебряно-цинковая батарея. ПВУ обеспечивает автоматическую выдачу команд в соответствии с заложенной программой. Система терморегулирования пассивно-активная: многослойная теплоизоляция из тефлона с алюминиевым покрытием, жалюзи из полированного металла, электронагреватели, специальные красочные покрытия. Радиотехническая система включает сдублированный передатчик и приемник. Система ориентации включает солнечные датчики, датчик Канопуса, инерциальный измерительный блок (3 гироскопа), 12 реактивных сопел. В период работы корректирующего двигателя ориентация космического аппарата обеспечивается по командам инерциального измерительного блока четырьмя газовыми рулями, помещенными в истекающую струю. На сканирующей платформе установлены две телевизионные камеры: с широкоугольным объективом (камера А) и телеобъективом (В); ультрафиолетовый спектрометр для определения плотности и температуры марсианской атмосферы; инфракрасный спектрометр для исследования состава атмосферы Марса.

1Эти аппараты называют также «Маринер-69».

Запуск КА «Маринер VI» был осуществлен 25 февраля в 1 час 29 мин ракетой-носителем «Атлас-Кентавр». Коррекция траектории была проведена 28 февраля, полет проходил нормально. На подлете к Марсу с помощью камеры В было получено 50 снимков: 33 с расстояния 1,24-0,72 млн. км и остальные с расстояния 760-180 тыс. км. 31 июля в 5 час 4 мин началось получение пролетных снимков с расстояния 7725 км (камеры А и В). Съемка продолжалась 17 мин, от каждой камеры получено по 12 снимков. В 5 час 19 мин КА прошел на минимальном расстоянии от поверхности Марса (3430 км), скорость относительно планеты составила 7882,5 м/сек, расстояние до Земли 95,7 млн. км. Общая протяженность траектории КА от Земли до Марса составила 388 млн. км.


Маринер-6 (англ. Mariner 6, букв. — моряк), (Mariner Mars 69A) — автоматическая межпланетная станция программы НАСА Маринер Марс 1969. Космический аппарат предназначался для проведения научных исследований Марса с пролётной траектории.
Предусматривалось получение снимков поверхности планеты, получение информации об атмосфере и ионосфере.
Маринер-6 космический аппарат третьего поколения 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. Проектирование было начато в конце 1965 г. и в основном закончилось в 1967 г.
Маринер-6 совершил в 05:19:07 UT 31 июля 1969 года успешный облёт Марса на расстоянии 3429 км.
Маринер-6 первый космический аппарат который провел исследование состава атмосферы Марса с применением спектроскопических методик и определение температуры поверхности по измерениям инфракрасного излучения.
Корпус космического аппарата имеет форму восьмигранника 138,4 см в ширину и 45,7 см в высоту. Корпус из магниевого сплава, негерметичный. Четыре солнечные батареи с размахом 5,79 м прикреплены к верхней части аппарата. Параболическая антенна диаметром 116,8 см с высоким коэффициентом усиления установлена в верхней части аппарата, а всенаправленная антенна с низким коэффициентом усиления закреплена на мачте высотой в 223,5 см установленной рядом с параболической антенной. Общая высота космического аппарата составила 3,35 метра, а масса 411,8 кг. Корпус разделен на восемь отсеков в которых разместилось электронная аппаратура, кабели, коррекционная двигательная установка, ёмкости с газом для системы ориентации и регулирующие устройства. В центре нижней поверхности корпуса размещена двухосная сканирующая платформа.
Питание для всех систем Маринера-6 обеспечивали 17 472 фотоэлементов, собранных в четыре панели размером 215х90 см, которые могли выработать до 449 Вт около Марса, энергия накапливалась в 18-элементном серебряно-цинковом аккумуляторе ёмкостью 1200 Вт·час.
Для коррекции траектории использовался двигатель развивающий 222 Н тяги который работал на однокомпонентном гидразиновом топливе.
Полная, трехосная ориентация аппарата осуществлялось 12 микродвигателями работающими на сжатом азоте, которые были установлены на концах панелей солнечных батарей. В системе ориентации имелись три гироскопа. Сведения об ориентации космического аппарата давали солнечные датчики (два основных и четыре вспомогательных) и датчик звезды Канопус.
Аппаратура связи на Маринере-6 состояла из дублированного радиопередатчика S-диапазона (2195 мгц) мощностью 20 ватт и одного радиоприёмника. Аппаратура могла отправлять и получать данные через всенаправленную антенну с низким коэффициентом усиления и направленную антенну с высоким коэффициентом усиления. Скоростью передачи данных через параболическую направленную антенну 16 200 бит/с. Данные могли также сохраняться для последующей передачи на бортовых магнитофонах: цифровом ёмкостью 13 000 000 бит и аналоговом ёмкостью 120 000 000 бит.
Работа всей электроники находились под контролем командной подсистемы которая могла обрабатывать любую из полученных с Земли команд (53 непосредственные команды в виде слов, 5 контрольных команд или 4 команды имеющие числовое значение необходимые для выполнения коррекции траектории). Центральный компьютер и программно-временное устройство общим весом 11,8 кг отрабатывали хранящиеся в памяти служебные команды, выполняемые последовательно через определенные промежутки времени. В качестве эталона времени применялась синхронизирующая частота 2,4 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.
В каждом из космических аппаратов третьего поколения т. е. Маринер-6 и Маринер-7 использовано большое количество интегральных схем (2682 шт). Суммарное количество электронных компонент (конденсаторов, резисторов, диодов, транзисторов, интегральных схем и др.) 24 520. При пересчете интегральных схем на дискретные элементы суммарное количество электронных компонент 98 764. Электронная аппаратура работала в вакууме, только бортовые магнитофоны имели герметичный корпус. Для реализации функциональных возможностей Маринера-6 весом 411,8 кг при использовании дискретных элементов потребовался бы космический аппарат весом более 1 тонны. Так считали специалисты Лаборатории реактивного движения — разработчики космических аппаратов Маринер.
Научные приборы
На Маринер-6 установлены следующие научные приборы:
ультрафиолетовый спектрометр;
двухканальный инфракрасный спектрометр;
двухканальный инфракрасный радиометр;
узкоугольная телевизионная камера для получения снимков Марса;
широкоугольная телевизионная камера для получения снимков Марса.
Для эксперимента по радиозатмению научные приборы не требовались
Научные приборы размещены на двухосной сканирующей платформе. Платформа направляет приборы на заданные участки поверхности при пролёте Маринера вблизи Марса.
Узкоугольная телевизионная камера при расстоянии до поверхности Марса 3500 км могла сфотографировать участок поверхности 72?84 км, причём различимые детали поверхности 300 м, а широкоугольная телевизионная камера участок 720х840 км с разрешением 3 км. Объектив камеры создавал на видиконе прямоугольную картинку размером 9,6х12,3 мм. Она преобразовывалась в телевизионное изображение состоящее из 704 строк с 935 элементами в строке, каждый элемент кодировался по 256 уровням яркости. Таким образом каждый снимок содержал около 5 000 000 бит информации, примерно в двадцать раз больше снимка Маринера-4.
Программа научных исследований:
Получение снимков для изучения состояния и свойств поверхности Марса а также облаков, дымки в атмосфере;
Исследование состава атмосферы с применением спектроскопических методик;
Определение параметров атмосферы (в том числе давления) на основании данных эксперимента по радиозатмению;
Определение температуры поверхности по измерениям инфракрасного излучения Марса.
Все бортовое научное оборудование предназначалось для исследования Марса, экспериментов по изучению межпланетного космического пространства Маринер-6 не проводил.
Маринер-6 запущен 24 февраля 1969 года с космодрома на мысе Канаверал ракетой-носителем Атлас-SLV3C c разгонным блоком Центавр D.
Коррекция проведена 1 марта 1969 г. с включением двигателя на 5,35 секунд.
Фотографирование Марса проводилось в два этапа: 1) при сближении с планетой и 2) при прохождении в непосредственной близости от поверхности планеты.
За 50 часов до максимального сближения с Марсом программно-временное устройство дало команды на разогрев научных приборов, включение системы преобразования данных, магнитофонов и механизма сканирующей платформы. Включается инфракрасный датчик дальнего захвата Марса который вырабатывает направление на центр диска планеты. Сканирующая платформа работает в режиме автоматического сопровождения по сигналам этого датчика. В 48 часов до максимального сближения узкоугольная камера начала первый сеанс съёмки диска планеты. В течение 20 часов камера с интервалами в 37 минут получила серию из 33 снимков. За это время планета сделал 5/6 оборота и расстояние между нею и Маринером-6 уменьшилось с 1241000 до 725 000 км. Полученные снимки были записаны на аналоговый магнитофон и после окончания сеанса съемки за три часа были приняты на 63-метровую антенну станции дальней космической связи в Голдстоуне. Запись снимков на магнитной ленте была стерта. В 22 часа до максимального сближения узкоугольная камера начала второй сеанс съемки диска планеты. В течение 15 часов камера получила серию из 17 снимков. За это время расстояние между планетой и Маринером-6 уменьшилось с 561 000 до 175 000км. Полученные снимки передали на Землю а запись стерли. На лучших из второй серии снимков диска Марса видны детали поперечником 25км (на фотографиях земных телескопов видны детали поперечником 150км). Маринер-6 получил 50 снимков с большого расстояния.
При дальнейшем сближении с Марсом осуществляется захват линии горизонта планеты двумя узкоугольными датчиками горизонта и сканирующая платформа переводится в режим сканирования по диску планеты. Пределы сканирования по двум осям составляют 215 и 64 градуса. Результаты измерений физических параметров планеты и её атмосферы по трассе сканирования, периодически пересекающей диск планеты, записываются в цифровом коде на магнитофон. Одновременно получаются телевизионные изображения отдельных участков Марса на трассе сканирования. Маринер-6 сфотографировал с близкого расстояния экваториальный участок между экватором и параллелью 20 ю. ш. На этом участке расположены светлая область Deucalions Regio, оазис Juventae Fons и Oxia Pallus. Маринер-6 пролетел возле Марса 31июля 1969г. Минимальное расстояние составило 3429 км в 05:19:07 UT 31июля. Космический аппарат находился в этот момент на расстоянии более 96 миллионов км от Земли. За 15 минут до максимального сближения две телекамеры начали автоматически фотографировать планету с интервалами между снимками 42 секунды. Внутри каждого широкоугольного снимка один участок фотографировался узкоугольной телекамерой. Широкоугольные снимки были с перекрытием, около половины поверхности фотографировалось дважды. В середине сеанса съемки сканирующая платформа отклонила телекамеры к северу чтобы сфотографировать темный участок Sinus Meridiani. Сеанс съемки продолжался 17 минут, Маринер-6 получил 24 снимка с близкого расстояния которые были записаны на аналоговый магнитофон. Данные научных приборов и снимки в течение нескольких следующих дней были переданы на Землю. Затем Маринер-6 продолжил работу в режиме межпланетного полета.
Из-за неполадок системы охлаждения первый канал инфракрасного спектрометра недостаточно охладился поэтому измерения в диапазоне 6-14 микрон провести было невозможно.
В настоящее время космический аппарат находится на гелиоцентрической орбите.
Маринер-6 и Маринер-7 засняли с близкого расстояния при помощи широкоугольной телевизионной камеры около 20% поверхности Марса. Выявлены участки поверхности трех типов: 1) области покрытые кратерами, 2) хаотические области покрытые беспорядочной сетью коротких хребтов и долин шириной 1-3 и длиной 2-10 км, 3) области на которых нет деталей рельефа. На светлой круглой области Эллада (Hellas) нет ни кратеров ни каких-либо других деталей рельефа вплоть до предела разрешения узкоугольной телекамеры равного примерно 300 м. Между этими тремя типами существует много переходных вариантов. Обнаружены кратеры двух видов: большие кратеры с плоским дном, малые кратеры котлообразной формы. Величина отношения диаметра кратера к глубине от 100 до 1. Некоторые оазисы отождествлены с крупными кратерами у которых темное дно (Juventae Fons) или группами кратеров (Oxia Pallus). Марсианские каналы распознаются как вытянутые сплошные темные образования (Agathodaemon, Cerberus), как линейные цепочки нескольких кратеров с темным дном (Cantabras, Gehon), как цепочки темных пятен неправильной формы.
В атмосфере, по данным ультрафиолетового спектрометра, не обнаружен азот и окислы азота. До полета Маринера-4 астрономы полагали что марсианская атмосфера состоит в основном из азота и исходя из этой предпосылки предлагали модели состава атмосферы. На основании эксперимента по радиозатмению Маринера-4 с учётом спектроскопических наблюдений с Земли установлено что углекислого газа не менее 80%. Спектрометрическими измерениями Маринера-6 и Маринера-7 установлено что атмосфера на 98% состоит из углекислого газа.
Полярные шапки по крайней мере частично состоят из твердой углекислоты. Инфракрасный спектрометр обнаружил полосы твердой CO2.
Маринер-6 при помощи инфракрасного радиометра измерил температуру в 600 участках поверхности. В полдень температура достигает +17 °C, ночью падает ниже -75 °C. Темные области теплее светлых.
Проводилось зондирование атмосферы методом радиозатмения. Передача сигнала Маринера-6 шла на частоте 2195 мгц. Космический аппарат скрылся за диском Марса вблизи западного острия двойного залива Merediani Sinus. Давление там составило 6,8 мб, температура около -13 °C. Радиозатмение продолжалось 20 минут. Маринер-6 вышел из-за диска Марса на ночной стороне вблизи северного полюса в точке с координатами 79 с. ш., 274 в. д. Давление здесь оказалось равным 6,5 мб, температура около -113°C.
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.
В отличие от советских автоматических межпланетных станций Марс в автоматических межпланетных станциях Маринер-6 - Маринер-10 использовано большое количество интегральных схем.
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.

Сиддики:
Научные инструменты:
1. система визуализации (две телекамеры)
2. инфракрасный спектрометр
3. ультрафиолетовый спектрометр
4. инфракрасный радиометр
5. эксперимент по небесной механике
6. Эксперимент по окклюзии в S-диапазоне
7. конический радиометр


Модель проектирования траектории, показанная выше, позволила планировщикам миссий Mariner в 1967 году рассчитать ожидаемый путь космического корабля Mariner VI и VII, а также окно возможностей для инструментов и телевизионных камер для работы во время пролета.

Mariner VI и VII, идентичные космические аппараты, предназначенные для полета на Марс, были первыми космическими аппаратами Mariner, запущенными РН Атлас-Центавр, которые позволили использовать более тяжелый набор инструментов. Оба космических аппарата предназначались для исследования поверхности и атмосферы Марса во время полета на близких расстояниях (примерно 3200 километров), что будет включать эксперимент с радиопокрытием. Все бортовые приборы были предназначены для сбора данных на Марсе; не было экспериментов по изучению межпланетного пространства. Космический аппарат высотой 3,35 метра был построен на восьмистороннем магниевом каркасе с четырьмя прямоугольными солнечными батареями мощностью 449 Вт. Сердцем космического аппарата был 11,8-килограммовый компьютер Control Computer and Sequencer (CC & S), который был разработан для независимой работы КА без вмешательства наземного управления. После коррекции в середине траектории 28 февраля 1969 года и предварительных сеансов съемки (50 фотографий) 28 июля Mariner VI совершил пролет Марса в 05:19:07 31 июля на расстоянии 3429 километров. Всего за 15 минут до ближайшего подхода (к югу от марсианского экватора) две телевизионные камеры на сканировающей платформе начали фотографировать планету автоматически каждые 42 секунды. В течение 17 минут КА сделал 24 близких снимка, которые были сохранены на магнитной ленте и позже переданы обратно на Землю примерно через 20 часов после облета со скоростью один кадр каждые 5 минут. На фотографиях были видны пустыни и кратерированные районы, не похожие на части Луны. Изображения южной полярной области показали интригующие детали неправильной границы. Научные инструменты показали, что полярная шапка испускает инфракрасное излучение в соответствии с твердым диоксидом углерода. КА обнаружил, что поверхностное давление равно примерно 30,5 километрам над поверхностью Земли. Атмосферный состав составлял около 98% углекислого газа. Температура поверхности колебалась от –73°C ночью до –125°C в южной полярной шапке. КА в конце концов вышел на гелиоцентрическую орбиту (1,14 х 1,75 а.е.), и НАСА продолжало получать данные с корабля до середины 1971 года.