Маринер (космическая программа)

Космические аппараты первого поколения

Маринер-1 и Маринер-2 были созданы на основе ранее разработанных лунных аппаратов Рейнджер.

• Маринер-1 был запущен 22 июля 1962 года к Венере, но через 5 минут после старта ракета-носитель Атлас-Аджена отклонилась от курса и была подорвана.
• Маринер-2 был копией Маринера-1, запущен 27 августа 1962 года к Венере. Полёт прошёл успешно: через 3,5 месяца аппарат массой 203 кг пролетел мимо Венеры на расстоянии 34773 км и вышел на гелиоцентрическую орбиту. Первый космический аппарат, который исследовал другую планету с пролетной траектории. Телекамеры на борту не было. Обнаружено обратное вращение планеты, измерены параметры атмосферы и магнитного поля.

Космические аппараты второго поколения

• Маринер-3 был запущен 5 ноября 1964 года к Марсу, но обтекатель, защищающий автоматическую межпланетную станцию от нагрева в первые минуты полёта в атмосфере, не отделился. Маринер-3 не достиг скорости, необходимой для выхода на траекторию полёта к Марсу, из-за лишнего веса обтекателя. Кроме того, не отделившийся обтекатель не позволил раскрыться панелям с солнечными элементами, что лишило автоматическую межпланетную станцию основного источника питания. Станция, не получая энергии от солнечных батарей, вскоре отключилась, оставшись на гелиоцентрической орбите.
• Маринер-4 был копией Маринера-3, запущен 28 ноября 1964 года к Марсу. 14—15 июля 1965 года пролетел на расстоянии 9846 км от поверхности планеты. Первый аппарат, сфотографировавший Марс с близкого расстояния. Аппарат функционировал на гелиоцентрической орбите до декабря 1967 года.

В космическом аппарате Маринер-5 начато использование интегральных схем (584 шт.). Маринер-5 — это переоборудованный резервный космический аппарат для программы НАСА Маринер Марс 1964.

• Маринер-5 был запущен 14 июня 1967 года к Венере. 19 октября 1967 года станция пролетела на расстоянии 3990 км от поверхности планеты. Телекамеры этот аппарат не имел, провёл дополнительные исследования атмосферы Венеры с пролётной траектории.

Космические аппараты третьего поколения

Разработка была начата в конце 1965 года, проектирование в основном закончилось в 1967 году. В каждом из космических аппаратов третьего поколения использовано большое количество интегральных схем (2682 шт.). Для реализации функциональных возможностей Маринера-6 или Маринер-7 массой 411,8 кг при использовании дискретных элементов потребовался бы космический аппарат массой более 1000 кг. Так считали специалисты Лаборатории реактивного движения — разработчики космических аппаратов Маринер[2].

• Маринер-6 был запущен 24 февраля 1969 года к Марсу. 31 июля 1969 года аппарат пролетел на расстоянии 3431 км от Марса. Занимался в основном фотографированием планеты и исследованием состава атмосферы.
• Маринер-7 был копией Маринера-6, запущен 27 марта 1969 года к Марсу. 5 августа 1969 года аппарат пролетел на расстоянии 3430 км от Марса. Занимался в основном фотографированием планеты и исследованием состава атмосферы.

Маринер-6 и Маринер-7 сфотографировали с близкого расстояния около 20 % поверхности Марса. При расстоянии до поверхности Марса 3500 км различимые детали поверхности 3 км (в частности, выяснилось, что Марс не столь похож на Луну, как это представлялось после полёта «Маринера-4», который сфотографировал около 1 % поверхности Марса, причём сильно кратерированные участки).

Космические аппараты четвёртого поколения

• Маринер-8 был запущен 8 мая 1971 года к Марсу. Однако, верхняя ступень ракеты-носителя начала колебаться и вышла из-под контроля. Вместе с полезной нагрузкой она вошла в атмосферу Земли на расстоянии около 1500 км от места старта и упала в Атлантический океан.
• Маринер-9 был копией Маринера-8, запущен 30 мая 1971 года к Марсу. 13 ноября 1971 года он вышел на орбиту вокруг Марса, став первым искусственным спутником другой планеты. Сфотографировал около 85 % поверхности Марса с разрешением от 1 до 2 км (2 % поверхности сфотографированы с разрешением от 100 до 300 метров), передал фотографии его спутников Фобоса и Деймоса.
• Маринер-10 был запущен 3 ноября 1973 года к Меркурию, а также при пролёте мимо Венеры занимался и её изучением. Первый (и до 2008 года — единственный) аппарат, осуществивший фотографирование Меркурия с близкого расстояния.

Программа развивалась, и было начато изготовление аппаратов Маринер-11 и Маринер-12 для изучения Юпитера и возможно Сатурна. Однако из-за важности этих миссий их решено было выделить в отдельную программу, и аппараты были переименованы в Вояджер-1 и Вояджер-2.

Также следует отметить, что орбитальные блоки космических аппаратов серии Викинг: Викинг-1 и Викинг-2, которые стали искусственными спутниками Марса, созданы на основе Маринер-9.

В конце 1968 года НАСА приняло решение запустить в 1971 году две идентичные автоматические межпланетные станции Маринер на орбиту вокруг Марса.

Основные задачи полётов

1. Широкомасштабные топографические и теплофизические исследования.
2. Изучение сезонных изменений атмосферы и поверхности Марса.
3. Проведение прочих долгосрочных динамических наблюдений.

Предполагалось, что продолжительность исследований с помощью двух искусственных спутников Марса составит как минимум 90 суток.

Научные задачи были разделены на исследование неизменных свойств поверхности и исследование изменяющихся свойств поверхности и атмосферы. Невозможно оптимальным образом выполнить научные задачи с использованием единственной орбиты искусственного спутника Марса. Поэтому было решено использовать одну АМС (Маринер-9) для исследования неизменных свойств, а другую (Маринер-8) для изучения изменяющихся свойств, причём каждую АМС предполагалось вывести на особую орбиту.

Для исследования неизменных свойств была выбрана 12-часовая орбита, синхронная с вращением Земли. Такая орбита позволяет ежедневно дважды заполнять бортовой магнитофон информацией от телекамер и передавать эту информацию на станцию слежения в Голдстоуне на протяжении 8—9 часов в течение каждых суток. Поскольку период вращения Марса составляет 24 часа 37 минут, за каждый оборот Маринера на орбите зона обзора сдвигается на 9—10 градусов по долготе. Полный оборот по долготе будет завершен через 18—20 суток. За 90 суток трасса АМС покроет значительную часть Марса между −90 и +40 градусами широты, а телевизионная система полностью завершит съёмку поверхности указанного района, причём будет получено непрерывное изображение с низкой разрешающей способностью и равномерно распределенные участки с высокой разрешающей способностью. Наклонение орбиты должно находиться в диапазоне от 60 до 80 градусов. Южная полярная область оказывается в пределах видимости, а зона от −90 до +40 градусов по широте может быть заснята за 90 суток.

Для изучения изменяющихся свойств была выбрана орбита с периодом обращения 32,8 часа, равным 4/3 периода вращения Марса. Такая орбита позволяет многократно наблюдать один и тот же участок поверхности между 0 и −30 градусами широты при одинаковых условиях освещения и обзора. Такой период обеспечивает последовательный обзор поверхности Марса со сдвигом на 120 градусов по долготе. Таким образом осуществляются многократные измерения изменяющихся параметров для трёх заданных долгот. Кроме того, большая высота на некоторых участках орбиты позволяет обозревать и фотографировать почти всю планету на одном кадре широкоугольной телекамеры. Наклонение орбиты примерно 50 градусов. Выбранное наклонение обеспечивает обзор участка поверхности от 0 до −30 градусов по широте при каждом прохождении апоцентра. Высота апоцентра позволяет наблюдать южную полярную область.

Предполагалось, что будут собраны данные о химическом составе, плотности, давлении и температуре атмосферы, а также информация о составе, температуре и рельефе поверхности. Планировалось исследовать примерно 70 % поверхности планеты.

Научные эксперименты и оборудование

• Телевизионные исследования с применением доработанной телевизионной системы космических аппаратов Маринер-69 (Маринер-6 и Маринер-7).
• Инфракрасные радиометрические исследования с применением инфракрасного радиометра, использованного на Маринер-69.
• Инфракрасные спектроскопические исследования с использованием модифицированного инфракрасного спектрометра, первоначально разработанного для метеорологического спутника Нимбус.
• Ультрафиолетовые спектроскопические исследования с применением усовершенствованного ультрафиолетового спектрометра космических аппаратов Маринер-69.
• Исследование затмений Марсом радиосигналов Маринеров в S-диапазоне.
• Исследования в области небесной механики, аналогичные проведённым на космических аппаратах Маринер-69[3].

• 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.

• Исследование Марса — обзор исследования Марса классическими методами астрономии и с помощью космических аппаратов.
• Grand Tour (программа)

• Mariner (англ.). NASA. Дата обращения: 2 мая 2019.
• Mariner Program (англ.) (недоступная ссылка). The Mission and Spacecraft Library. JPL. Архивировано 7 августа 2011 года.