Mariner 10

Mariner 10
Imaginea vehiculului
Date despre misiune
Operator	NASA
ID NSSDC	1973-085A
SCN	06919
Destinaţie	Venus , Mercur
Rezultat	Misiunea a fost finalizată cu succes
Vector	Atlas / Centaur
Lansa	3 noiembrie 1973 , 05:45:00 UTC de la Cape Canaveral , SUA
Locul lansării	Spaceport Florida Launch Complex 36,Cape Canaveral Air Force Station
Proprietatea navei spațiale
Putere	820 W
Masa	502,9 kg în total (la lansare)
Constructor	Laboratorul de propulsie cu jet
Instrumentaţie	două camere radiometru cu infraroșu Spectrometru ultraviolet Airglow Spectrometru ultraviolet de ocultație doi magnetometri Telescop cu particule încărcate experiment pentru analiza plasmei
Site-ul oficial
Programul Mariner
Misiunea anterioară Următoarea misiune Mariner 9 -
Editați datele pe Wikidata · Manual

Mariner 10 (denumit și Mariner Venus / Mercury 1973 și Mariner-J ^[1] ) a fost o sondă spațială americană dedicată explorării Venus și, în special, a lui Mercur . A fost lansat pe 3 noiembrie 1973 , a zburat peste Venus în februarie anul următor și a ajuns la Mercur mai puțin de două luni mai târziu, pe 24 martie 1974 . Nava spațială a fost proiectată pentru a efectua două zboruri ale planetei și nu pentru a intra pe orbita în jurul lui Mercur. O strategie de misiune inteligentă a permis totuși trei zboruri de pe planetă, ultimul dintre acestea având loc pe 16 martie 1975 .

Mariner 10 are numeroase premii: a fost prima sondă care a vizitat două planete , prima care a folosit efectul de praștie , prima care a utilizat presiunea solară pe panourile sale fotovoltaice în scopuri propulsive , prima care a vizitat Mercur, prima sondă americană care a au fotografiat-o pe Venus și pe primele care au efectuat mai multe zboruri ale aceluiași corp ceresc. ^{[1] [2]}

Sonda spațială s-a apropiat până la câteva sute de kilometri de Mercur, transmitând aproximativ 6.000 de fotografii și cartografând aproximativ 40% din suprafața planetei . El a descoperit existența unei atmosfere fragile și a câmpului magnetic al planetei.

Misiunea - a costat aproximativ 100 de milioane de dolari , puțin sub o cincime din întregul cost al programului Mariner ^[1] - a fost cea mai complexă lansată până acum. ^[3] În ciuda acestui fapt, a făcut parte dintr-un plan de explorare spațială cu costuri reduse care, la fel ca programul de descoperire ulterior, a fost afectat de numeroase eșecuri și eșecuri care au condus aproape la eșecul misiunii în sine. ^[4]

Dezvoltare

Traiectoria parcursă de Mariner 10 de la lansare până la primul survol al lui Mercur

În 1963, Michael Minovitch , un student universitar care a lucrat vara la Jet Propulsion Laboratory din NASA , a dezvoltat conceptul de propulsie gravitațională, care se crede că folosește „ efectul praștilor în scopuri propulsive sistematic, rezultând o reducere netă a propulsorului necesar pentru misiuni multiplanetare. În raportul tehnic în care și-a expus descoperirea ^{[5] a} propus, printre diferitele scenarii luate în considerare, o misiune exploratorie îndreptată spre Venus și Mercur care ar fi exploatat survolul primei planete care a ajuns la a doua. De asemenea, a identificat date utile pentru lansare în 1970 și octombrie-noiembrie 1973. ^{[6] [7]}

Stiinta Consiliul de spațiu al Academiei Naționale de Științe a venit în favoarea misiunii în 1968. În anul următor a fost aprobat de NASA, în vederea lansării în 1973. ^[7] În ianuarie 1970, misiunea a fost încadrată în Programul Mariner și dezvoltarea acestuia atribuite Laboratorului de propulsie cu jet. Direcția proiectului a fost atribuită lui Walker E. Giberson, în timp ce construcția sondei a fost atribuită Boeing . ^[7] Au fost produse două exemplare, în cazul în care lansarea primului a eșuat. Al doilea este păstrat la Muzeul Național al Aerului și Spațiului , din Washington . ^[4]

În 1970, Giuseppe Colombo , profesor titular de mecanică aplicată la Facultatea de Inginerie din Padova în vizită la JPL, a propus o schimbare decisivă. ^[8] Columb a descoperit că perioada de orbită a navei spațiale după zborul lui Mercur ar coincide cu dublul perioadei de revoluție a planetei și a sugerat exploatarea acestei rezonanțe pentru a programa mai multe zboruri ale lui Mercur. ^{[7] [9]} În următoarele câteva luni, modificarea sa a fost implementată cu promptitudine în planul de misiune de către inginerii și matematicienii JPL și a permis trei survolări de mercur, practic cu costul unuia, înainte ca nava spațială să rămână fără propulsor. ^[8]

Caracteristici tehnice

Mariner 10

Corpul principal al sondei avea forma unei prisme înalte 0,46 m , cu baza octogonală , cu diametrul de 1,39 m . De la acesta a plecat: două panouri fotovoltaice , fiecare dintre acestea 2,69 m lungime și 0,97 m lățime, care furnizau o energie în vecinătatea lui Mercur din 820 wați ; antena parabolică cu câștig mare, 1,39 m în diametru; antena cu câștig mic, la capătul unui stâlp de 2,85 m; tija magnetometrului de 5,8 m; scutul termic și alte anexe minore. La lansare, a cântărit 502,9 kg , dintre care 29 de propulsor și 78 de instrumente științifice. ^[1]

Sonda a fost propulsată de un motor de rachetă cu combustibil lichid (în special, hidrazină ), a cărui duză a fost protejată de căldura solară prin intermediul unei vopsele speciale. Motorul a generat o forță de 222 N. Sonda a fost stabilizată pe trei axe și controlul atitudinii a fost efectuat prin două grupuri de trei perechi de rachete cu azot rece, plasate la capătul panourilor fotovoltaice și a fost ghidat de computerul de bord care a primit ca intrare măsurătorile unui senzor de stea plasat pe suprafața opusă Soarelui, care arăta spre steaua Canopus ; senzori solari, la capetele panourilor fotovoltaice; și o platformă giroscopică. ^[1]

O parte din instrumente au fost poziționate pe o platformă cu două grade de libertate, plasate pe suprafața opusă față de Soare; alții ieșeau dintr-o parte a sondei. Panourile fotovoltaice și antena cu câștig mare erau reglabile. ^[1]

Instrumente și experimente științifice

Au fost selectate șapte instrumente pentru Mariner 10 care ar permite o caracterizare brută a lui Mercur. ^[10]

Camere

Decuparea uneia dintre camerele de bord de la Mariner 10

Două camere identice au fost instalate pe Mariner 10, denumite camere de televiziune în documentele oficiale. Au fost produse de Xerox Electro Optical Systems . ^[11] Contactul lor a fost B. Murray de la California Institute of Technology . Cele două camere au realizat imagini alternativ, la fiecare 42 de secunde, care au fost trimise direct pe Pământ, oferind astfel o secvență aproape în timp real. ^[11]

Fiecare cameră a fost montată pe un telescop Cassegrain pentru imagini de înaltă rezoluție. Exista și un sistem auxiliar pentru fotografierea cu unghi larg . Mișcarea de la un sistem la altul a avut loc datorită unei oglinzi mobile. Fiecare cameră a fost echipată cu opt filtre. Imaginea a fost formată pe un detector sensibil la lumină ( vidicon ) care a transformat-o în semnale electrice, atribuind o valoare corespunzătoare luminozității punctului în fiecare dintre cei 832 de pixeli care alcătuiau o linie ( linia de întindere ). Imaginea finală a fost apoi alcătuită din aproximativ 700 de linii. ^[10]

Radiometru cu infraroșu

Radiometrul sensibil la ' infraroșu care măsoară magnitudinea radiației termice emise de straturile superioare ale norilor Venus și de la suprafața lui Mercur la lungimi de undă de 11 și 45 μm . A fost astfel capabil să detecteze proprietățile și formațiunile suprafeței mercuriene, cu o rezoluție de 45 km . Mai mult, a permis deducerea informațiilor până la o adâncime de aproximativ 5 cm din măsurătorile timpului de răcire a suprafeței, observând zona apropiată de terminator . ^{[10] [12]}

Instrumentul consta din două telescoape Cassegrain și se bazează pe cele pilotate cu misiunile anterioare ale Programului Mariner. ^[10]

Referentul instrumentului a fost Stillman Chase de la Santa Barbara Research Center . ^[13]

Experiment ultraviolet extrem

Mariner 10 în faza de producție

Experimentul a fost realizat prin intermediul a două spectrometre independente.

Primul din spectrometrul de ocultare ultraviolet (spectrometru de ocultare ultravioletă), identificat prin acronimul UVSO, fusese conceput pentru detectarea unei posibile atmosfere de Mercur și funcționa numai în timpul zborurilor de pe planetă. El a obținut informațiile dorite din observarea marginii planetei în timp ce Mercur a ocultat Soarele, adică atunci când sonda a intrat și a ieșit din umbra sa. ^[14]

Cel de-al doilea a fost denumit spectrometru cu strălucire de aer ultravioletă (spectrometru pentru detectarea radiației emise din atmosferă, strălucire de aer , în ultraviolet) și prin acronimul UVSA. Instrumentul a fost activ pe tot parcursul misiunii. În faza de croazieră a fost utilizată pentru observarea sferei cerești în special în frecvența 122 nm , corespunzător liniei de emisie α a hidrogenului din seria Lyman . ^[14] În zborurile planetare a fost utilizat pentru detectarea hidrogenului, heliului, carbonului, oxigenului, argonului și neonului, considerat a fi cei mai probabili constituenți ai eventualei atmosfere de mercur. ^[10] A fost amplasat în platforma care adăpostea și camerele, deasupra sondei. ^[12]

Experimentul a fost urmat de A. Lyle Bradfoot și MIS Belton de la Observatorul Kitt Peak și MB McElroy de la Universitatea Harvard . ^[15]

Magnetometru

Sonda a fost echipată cu doi magnetometri , montați pe aceeași tijă, la distanțe diferite, pentru a distinge perturbarea magnetică generată de sonda însăși de câmpul magnetic al plasmei interplanetare. Câmpul magnetic generat de nava a fost caracterizat înainte de lansare și s-a estimat că intensitatea acestuia ar putea varia între 1 și 4 × 10 ⁻⁵ Oe ; pentru cel al câmpului asociat cu vântul solar, pe de altă parte, era de așteptat aproximativ 6 × 10 ⁻⁵ Oe . Senzorii au produs citiri tridimensionale. Experimentul a fost denumit experimentul câmpului magnetic . ^[10]

Instrumentul a fost dezvoltat de Goddard Space Flight Center ^[16]

Telescop cu particule încărcate

Instrumentul consta din două telescoape sensibile la particulele încărcate , care funcționează la intervale de energie diferite: cei mai mici protoni detectați cu o energie cuprinsă între 0,4 și 9 MeV și particula alfa cu energie cuprinsă între 1,6 și 25 MeV ; cei mai mari electroni detectați având o energie între 200 keV e 30 MeV , protoni cu energie mai mare de 0,55 MeV și particule alfa cu energie mai mare de 40 MeV . Ambii au fost capabili să detecteze nucleele atomice ionizate (cu o masă cel mult egală cu cea a oxigenului ) ale razelor cosmice și să evalueze comportamentul lor în heliosferă și în vecinătatea celor două planete vizitate. Instrumentul a fost o refacere a celor de la bordul sondelor Pioneer 10 și 11 . ^[10]

Instrumentul a fost proiectat de John A. Simpson și JE Lamport, la Institutul Enrico Fermi al Universității din Chicago . ^[17]

Experimentul științei plasmei

Experimentul științei plasmei a fost selectat pentru a analiza distribuția vântului solar în spațiul interplanetar și pentru a evalua interacțiunea acestuia cu Venus și Mercur. Acesta ieșea dintr-o parte a sondei, montat pe un motor electric care o direcționa spre Soare. Acesta consta din doi detectoare de plasmă : primul, denumit Analizor electrostatic de scanare , se confrunta cu direcția Soarelui și măsura viteza și unghiul. intrarea protonilor și a electronilor vântului solar incident; al doilea, denumit spectrometru de scanare a electronilor , se confrunta cu direcția opusă și număra electronii care intră în instrument din acea direcție. ^{[10] [18]}

Mariner 10 gata să fie încapsulat în nasul rachetei Centaur care o va lua pe orbită

Dintre cei doi detectoare, primul nu a furnizat nicio măsurare a fluxului de electroni în urma eșecului mecanismului de deschidere a clapetei care a protejat instrumentul înainte de lansare. Referent al experimentului a fost H. Bridge al Institutului de Tehnologie din Massachusetts (MIT).

Experiment de mecanică cerească și știință radio

Cu Celestial Mechanics și Radio Science Experiment nu indicăm un instrument real la bord, ci mai degrabă utilizarea sondei în sine și a sistemului său de comunicare pentru a efectua experimente care au făcut posibilă deducerea informațiilor despre masă, dimensiuni și structura Venus și Mercur.

În Experimentul de Mecanică Celestă , au fost exploatate citirile de telemetrie ale navei spațiale și modificările impuse orbitei sale de către planete în timpul zborurilor, care au fost comparate cu modelele matematice ale orbitei în sine. ^[10]

În timpul experimentului de știință radio , care a fost efectuat în timpul zborurilor superioare ale lui Venus și Mercur, dar și în perioada de conjuncție superioară cu Soarele, sondei i s-a poruncit să trimită spre radiotelescoapele observatorului Goldstone , în deșertul Mojave din California. , un semnal predeterminat în banda X și în banda S. Măsurând instantele de dispariție și reapariție a semnalelor, în timp ce sonda a trecut în spatele planetei în raport cu joncțiunea cu Pământul, a fost posibil să se măsoare raza celor două planete. Atenuarea celor două semnale a furnizat, de asemenea, informații despre opacitatea microundelor și a undelor radio ale atmosferei venusiene și ale coroanei solare . ^{[10] [11]}

Experimentul a fost urmat de o echipă ai cărei membri provin din Centrul de Astronomie Radar al Universității Stanford , JPL și MIT. HT Howard de la Universitatea Stanford a fost persoana de contact. ^[19]

Prezentare generală a misiunii

Lansare și prima fază de croazieră

Lansarea transportatorului Atlas / Centaur cu Mariner 10 la bord

Sonda a fost lansată pe 3 noiembrie 1973 la 05:45:00 UTC la bordul unui transportator Atlas / Centaur , de la complexul de lansare 36A de la stația forței aeriene Cape Canaveral , Florida . ^[20]

Prima etapă (Atlas) a plasat sonda pe o orbită de parcare, a 188 km de altitudine. ^[20] La puțin peste patru minute după lansare, a fost activată cea de-a doua etapă (Centaurul) care, în două aprinderi succesive, a dat sondei forța necesară pentru a scăpa de câmpul gravitațional al Pământului. ^[21] Sonda s-a îndepărtat apoi în direcția opusă mișcării Pământului, cu o viteză de 11,3 km / s . ^[20]

Imagine a Pământului realizată de Mariner 10 în timpul fazei de retragere

La șaisprezece ore după lansare, sonda a fost întoarsă spre Pământ și camerele de la bord au văzut prima lumină . ^{[21] [22]} Scopul observațiilor a fost calibrarea instrumentelor în vederea întâlnirii cu Venus. În această circumstanță, a existat, de asemenea, un eșec în experimentul plasmatic interstelar a cărui ușă nu s-a deschis, ^[22] împiedicând astfel instrumentul să funcționeze pentru restul misiunii. Măsurătorile asupra vântului solar, prin urmare, au fost furnizate numai de spectrometrul electronic de scanare. ^[20]

Sonda a efectuat, de asemenea, observații ale Lunii și, având în vedere traiectoria particulară parcursă, a colectat imagini cu detalii deosebite ale regiunii Polului Nord lunar. ^[20]

Pe 13 noiembrie, sonda a efectuat o manevră de corecție a cursului, esențială pentru zborul peste Venus pentru a urma întâlnirea cu Mercur. Corespunzător a fost un delta-v al 7,8 m / s și în 20 s de aprindere a motorului au fost arse 1,8 kg propulsor. Manevra a fost efectuată cu succes, deși a provocat un accident: urmăritorul de stele a pierdut Canopus , pe a cărui observație s-a bazat navigarea, probabil din cauza unui fulg strălucitor de vopsea expulzat de pe sondă. ^[23] Steaua a fost recuperată automat și, după cum sa menționat, manevra a fost efectuată cu succes, dar problema a reapărut în timpul misiunii. Croaziera a fost, de asemenea, afectată de resetări ocazionale ale computerului de bord și de probleme periodice cu antena cu câștig ridicat. ^[20]

În ianuarie 1974, sonda a efectuat observații ultraviolete ale cometei Kohoutek , care a dat rezultate bune datorită faptului că sonda, spre deosebire de toate celelalte instrumente de observare ale timpului, se afla în afara exosferei Pământului. Pe de altă parte, instrumentele de observație din vizibil nu au reușit să distingă detalii particulare, deoarece activitatea cometei în sine a fost mai mică decât se aștepta. ^[20]

În cele din urmă, pe 21 ianuarie 1974, a fost efectuată o manevră de corectare a celui de-al doilea curs.

Survolarea lui Venus

Imagine compusă a lui Venus în vizibil

Imagine a lui Venus în ultraviolet

Mariner 10 a zburat peste Venus pe 5 februarie 1974 și cea mai apropiată abordare a fost atinsă la 17:01 UT când sonda a trecut prin 5 768 km de la suprafață. ^{[1] [11]} În zilele premergătoare pasajului a existat o defecțiune în funcționarea giroscopului de la bord. Pentru aceasta, navigarea în timpul swing-by-ului a fost încredințată stelelor și senzorilor solari, implicând riscul ca intrarea lui Venus în câmpul lor vizual să provoace o schimbare a atitudinii sondei și pierderea arătării instrumentelor de observare. . Acest lucru nu s-a întâmplat și întâlnirea sa dovedit a fi un succes. ^[24]

Mariner 10 a fost prima sondă americană care a vizitat Venus, care a fost echipată cu instrumente optice în vizibil și ultraviolet. Amândoi au trimis imagini pe Pământ cu stratul gros de nori care acoperă planeta. Cei din vizibil s-au dovedit a fi dezamăgiți, deoarece nu permiteau identificarea unor detalii particulare. În schimb, imaginile din ultraviolete au dezvăluit un număr mare de detalii, au permis identificarea cirri uncinus și, din analiza progresiei imaginilor, așa-numita super-rotație a atmosferei Venus : întregul strat cioric înnorat efectuează o rotație completă în jurul planetei în doar 4 zile, în timp ce perioada de rotație a lui Venus este de 243 de zile. ^{[24] [25]}

Prin efectuarea experimentului Radio Science în timpul zborului a fost posibil să se măsoare opacitatea undelor radio ale atmosferei venusiene (sau să sondeze atmosfera lui Venus). ^{[26] [27]} Sondei i s-a poruncit, de fapt, să transmită continuu două semnale presetate către Pământ în timpul întregii faze de zbor, în timpul căreia sonda ar dispărea în spatele planetei pentru a reapărea aproximativ douăzeci de minute mai târziu. ^[11]

Au fost efectuate și observații în infraroșu și a fost studiată interacțiunea dintre ionosfera venusiană și vântul solar. ^[28] Deși Venus are un câmp magnetic extrem de slab, acțiunea ionosferei reușește în continuare să contracareze eficient vântul solar și să-l împiedice să aibă un impact direct asupra atmosferei. ^[24]

Primul zburat al lui Mercur

Mercur, 28 martie 1974, cu șase ore înainte de cea mai apropiată abordare. ^[29]

După survolarea lui Venus, energiile au fost destinate să atingă următorul obiectiv, Mercur. Problema întâlnită în giroscop a reapărut din nou, cu dificultăți suplimentare pentru senzorul de stea în achiziționarea Canopus. ^[30] Cea de-a treia manevră de corecție a cursului a fost suspendată și reprogramată pentru 16 martie 1974, când a fost posibilă realizarea acesteia fără a fi nevoie să se schimbe atitudinea sondei. ^{[31] [32]} Cu toate acestea, aceasta a însemnat că zborul lui Mercur va avea loc din partea nopții. Manevra a schimbat viteza sondei cu 17,8 m / s . ^[33]

Cea mai apropiată abordare a fost atinsă pe 29 martie 1974 la 20:47 UT la o distanță de La 703 km de suprafața planetei, apoi în umbră. ^{[29] [34]} Sonda spațială a capturat imagini ale planetei atât în ​​faza de apropiere, cât și în faza de recesiune. Primele imagini datează din 23 martie (de la o distanță de 5,3 milioane de kilometri), ultimele până la 3 aprilie (de la o distanță de 3,5 milioane de kilometri dincolo de Mercur). Cu toate acestea, sonda nu a reușit să fotografieze suprafața în jumătatea orei de apropiere cea mai apropiată, din cauza condițiilor slabe de iluminare. ^[34]

Mercurul a apărut ca o planetă foarte craterată , foarte asemănătoare cu aspectul Lunii . ^{[29] [35]} Primul element distinct din imagini a fost craterul Kuiper , care a corespuns cu 25% din albedo-ul suprafeței observate. Comparativ cu suprafața lunară , cea a lui Mercur s-a dovedit a fi mai omogenă, iar măsurătorile termice au confirmat, de asemenea, asemănările dintre ele. Cea mai mare structură care a fost observată a fost Caloris Planitia , un crater de impact mare 1 550 km . ^[34]

Perioada de abordare cea mai apropiată a furnizat, de asemenea, informații surprinzătoare. Împotriva previziunilor tuturor astronomilor, s-a dezvăluit că Mercur posedă un câmp magnetic capabil să susțină o dinamică a magnetosferei . ^{[35] [36]}

Într-un mesaj adresat directorului NASA, președintele de atunci al Statelor Unite, Gerald Ford, a salutat succesul angajamentului:

Al doilea flyby al lui Mercur

Imagine compusă a emisferei sudice a lui Mercur, formată cu imaginile dobândite de Mariner 10 în timpul celei de-a doua întâlniri

Pentru ca sonda să se întoarcă la Mercur a doua și potențial a treia oară, a fost necesar să se efectueze o manevră importantă de corecție a cursului care, în două etape, pe 9 și 10 mai, a conferit o variație a vitezei de 50 și 27,6 m / s . ^{[37] [38]} Pe 2 iunie, s-a ajuns la conjuncția superioară, ceea ce înseamnă că sonda se afla pe partea opusă a Soarelui față de Pământ. ^[39] În această circumstanță, comunicațiile dintre o sondă și baza de la sol sunt întrerupte pentru a evita că erorile în transmiterea mesajelor, cauzate de interferența de la Soare, pot duce la pierderea datelor științifice sau la executarea incorectă sau incompletă a comenzile primite. Cu toate acestea, este posibil să profitați de această circumstanță pentru a măsura interferența solară comandând mai întâi sondei să trimită un semnal standard către Pământ. Așa cum sa întâmplat în timpul de survol lui Venus, de aceea, undele radio trimise Mariner 10 în direcția Pământului , care au fost folosite pentru a sonda straturile exterioare ale Soarelui ^[38] La 3 iulie a fost realizat în cele din urmă a cincea manevră corecție curs ( 3,32 m / s ) astfel încât a doua întâlnire să poată fi urmată de o a treia. ^[38]

Al doilea flyby al lui Mercur a avut loc pe 21 septembrie 1974 . În această circumstanță, a fost iluminată aceeași emisferă a lui Mercur observată anterior, din care, prin urmare, a fost posibilă completarea cartografierii. ^{[38] [40]} În schimb, trăsăturile de suprafață ale emisferei umbrite au rămas obscure. Cu toate acestea, la punctul de apropiere cel mai apropiat, Mariner 10 a ajuns la o distanță de 48 069 km de la suprafață. Acest lucru se datorează faptului că s-a decis „sacrificarea” celei de-a doua întâlniri, astfel încât al treilea pasaj să poată fi suficient de îngust pentru a putea confirma sau nega existența câmpului magnetic planetar. ^[38]

Al treilea zburător al lui Mercur

Schema de zbor de mercur. ^[41]

A început apoi a treia fază de croazieră, în timpul căreia ar fi necesare încă trei manevre de corecție a cursului pentru a îmbunătăți condițiile celei de-a treia întâlniri. ^{[38] [42]} Pentru a reduce consumul de combustibil, panourile solare și antena cu câștig ridicat au fost utilizate ca pânze solare în controlul atitudinii. ^[38] Cu toate acestea, la 6 octombrie 1974, a avut loc un accident grav. Senzorul stelar, pe ale cărui măsurători se baza controlul atitudinii, l-a pierdut pe Canopus, atras de o particulă strălucitoare care trecuse prin câmpul său vizual. Încercările automate de a recâștiga controlul au eșuat și au dus într-adevăr la risipa de combustibil prețios, al cărui nivel a fost mai mic decât cel necesar pentru a obține a treia întâlnire când, în cele din urmă, a fost posibil să recâștigăm controlul vehiculului. ^[38]

Pentru a face acest lucru, controlorii misiunii au ales să abandoneze controlul de atitudine pe trei axe și l-au înlocuit cu o rotație lentă, controlată prin mici reorientări ale panourilor solare care erau folosite ca vele solare mici. ^[43] Cu toate acestea, senzorii de stea nu mai puteau fi folosiți pentru detectarea atitudinii și inginerii trebuiau să se gândească la o alternativă. În cele din urmă, l-au găsit în intensitatea semnalului antenei cu câștig redus, care a suferit variații periodice datorită poziției excentrice în ceea ce privește corpul sondei și direcționalitatea semnalului emis și care ar putea fi legată de viteza de rotație. sondă în sine. ^[38] Aceste soluții au complicat navigarea, dar au dus la o reducere de 25% a consumului de combustibil necesar pentru faza de croazieră, oferind o marjă foarte restrânsă pentru a recupera întâlnirea cu Mercur. ^[38] Ceea ce s-a întâmplat datorită manevrelor de corecție cu trei cursuri.

Când sonda era acum pe cale să efectueze ceea ce ar fi fost cea mai apropiată întâlnire cu planeta, o încercare eșuată de a recupera Canopus ca referință a provocat întreruperea comunicațiilor cu Pământul. Acestea au fost recuperate cu ajutorul echipei de îndrumare a navei spațiale Helios I , care a permis ca o parte din timpul de transmisie care le-a fost atribuit de rețeaua spațială profundă să fie utilizată pentru comunicații cu Mariner 10. ^{[38] [44]}

Il terzo incontro ebbe quindi luogo il 16 marzo 1975 , quando la sonda transitò a 327 km dalla superficie di Mercurio, in corrispondenza del Polo Nord. Furono così ottenute immagini con una risoluzione molto superiore alle precedenti, tuttavia, vari problemi nelle stazioni del Deep Space Network condussero ad una riduzione complessiva nella capacità di ricezione e fu comandato alla sonda di trasmettere a Terra solo un quarto di ogni immagine ripresa. ^[44] Nel corso dell'incontro fu confermata l'esistenza del campo magnetico planetario, ^{[41] [42]} sufficientemente intenso da formare una magnetosfera attorno al pianeta. ^[44]

Fine della missione

Il propellente a bordo si esaurì il 24 marzo 1975 . Dalla Terra fu allora inviato il comando di spegnimento della trasmittente. ^[41] Da allora, il Mariner 10 percorre silenzioso la propria orbita attorno al Sole. ^[45]

Nel suo complesso, la missione è costata approssimativamente 100 milioni di dollari , poco meno di un quinto del costo dell'intero Programma Mariner. ^[1]

Principali risultati scientifici

Immagine processata al computer di Mercurio, basata su quelle raccolte dal Mariner 10

Il bilancio conclusivo della missione del Mariner 10 è nettamente positivo sotto vari punti di vista. ^[45] I tre sorvoli di Mercurio hanno contribuito enormemente alla nostra comprensione del pianeta. Hanno permesso di rilevare l'esistenza del campo magnetico e di una tenue atmosfera composta principalmente di elio , così come hanno fornito indizi sul nucleo ricco di ferro al centro del pianeta. ^[46] È stato possibile misurare la temperatura superficiale, trovando che sono raggiunti −183 °C durante la notte e 187 °C durante il giorno. ^[47] Si è potuto fotografare il 40-45% della superficie del pianeta, ottenendo mappe complete (o quasi) di sei delle quindici maglie di Mercurio ( Shakespeare , Beethoven , Kuiper , Michelangelo , Tolstoj e Discovery ) e parziali di altre tre ( Borealis , Bach e Victoria ) che hanno permesso di produrre la prima cartografia moderna di Mercurio . ^{[48] [49]}

Al di là delle importanza che tali informazioni rivestono per lo studio di Mercurio, esse sono state altrettanto significative per la comprensione del Sistema solare, della sua formazione e dell'evoluzione cui possono andare incontro i pianeti terrestri . In particolare, la superficie altamente craterizzata di Mercurio ha fornito ulteriore prova che l' intenso bombardamento tardivo ha interessato tutto il Sistema solare interno e non solo la Luna e Marte . ^[50]

Anche il sorvolo di Venere ha prodotto informazioni importanti. Le osservazioni nell'ultravioletto, in particolare, hanno permesso di cogliere alcuni dettagli dell'atmosfera venusiana e di osservarne, se pur solo per poche ore, l'evoluzione. ^[51] È stata così misurata la velocità di rotazione delle nubi. Inoltre, è stato approfondito lo studio dell'interazione del vento solare con la ionosfera del pianeta e, più in generale, sono state condotte misurazioni sulle caratteristiche del vento solare lungo tutto il tragitto percorso.

La missione ha condotto, inoltre, allo sviluppo di conoscenze tecniche che, una volta acquisite, si sono rilevate fondamentali per la prosecuzione dell'esplorazione del sistema solare. Tra queste, le più significative sono state l'uso dell'effetto fionda per il raggiungimento di Mercurio ^[7] e lo sfruttamento della risonanza nell' astrodinamica per eseguire passaggi multipli del pianeta. ^[9] La prima ha condotto, ad esempio, al "Grand Tour" delle missioni Voyager , l'altra alla prolungata esplorazione dei sistemi di Giove e Saturno da parte rispettivamente delle sonde Galileo e Cassini .

L'erronea scoperta di una luna

Il 27 marzo 1974, nel corso della prima fase di avvicinamento a Mercurio, furono rilevate, in due occasioni, delle emissioni nell'ultravioletto estremo provenienti da una sorgente in prossimità di Mercurio, ma scostata da esso. Gli studiosi pensarono inizialmente ad una stella, ma la rilevazione di uno spostamento nella sorgente fece ipotizzare che potesse trattarsi di una luna . ^{[52] [53]}

Dopo delle analisi frenetiche – la notizia dell'esistenza della luna, sebbene ancora ipotetica, aveva già raggiunto i giornali ^[54] – si comprese che l'oggetto osservato non era in orbita attorno al pianeta, bensì una stella molto calda, 31 Crateris . ^{[52] [55]} La scoperta si rivelò ad ogni modo importante, perché aprì la strada all'astronomia nell'ultravioletto estremo, smentendo l'opinione che la radiazione ultravioletta fosse completamente assorbita dalla materia interstellare.

Note

Bibliografia

Francobollo commemorativo

• Stephen E. Dwornik, Il Sistema solare visto dalle sonde spaziali , in Eugenio De Rosa (a cura di), La riscoperta della Terra , Milano, Edizioni scientifiche e tecniche Mondadori, 1975, pp. 13-48, ISBN non esistente.
• ( EN ) Mariner Venus-Mercury 1973 Project Final Report. Venus and Mercury I Encounters. Technical Memorandum 33-734 Volume I ( PDF ), Pasadena, California, Jet Propulsion Laboratory, NASA, 15 settembre 1976. URL consultato il 17 marzo 2011 .
• ( EN ) Bruce C. Murray, Eric Burgess, Flight to Mercury , Columbia University Press, 1977, ISBN 0-231-03996-4 . URL consultato il 25 marzo 2011 .
• ( EN ) James A. Dunne, Eric Burgess, The Voyage of Mariner 10. Mission to Venus and Mercury , Washington, DC, National Aeronautics and Space Administration. Scientific and Technical Information Office, 2004 [1978] , SP-424. URL consultato il 4 marzo 2011 .
• ( EN ) Robert G. Strom, Ann L. Sprague, The Mariner 10 mission , in Exploring Mercury: the iron planet , Springer, 2003, pp. 13-36, ISBN 1-85233-731-1 . URL consultato il 15 marzo 2011 .
• ( EN ) Pamela (ed.) Clark et al. , Mariner 10: A Retrospective ( PDF ), in Mercury Messenger , n. 10, dicembre 2003, pp. 1-10. URL consultato il 15 marzo 2011 .
• ( EN ) RM Corfield, The Piper at the Gates of Dawn: Mercury , in Lives of the planets: a natural history of the solar system , Basic Books, 2007, pp. 32-41, ISBN 978-0-465-01403-3 . URL consultato il 25 marzo 2011 .
• ( EN ) A. Balogh et al. , Missions to Mercury , in Balogh, André; Ksanfomality, Leonid; von Steiger, Rudolf (a cura di), Mercury , Springer, 2008, pp. 429-463, ISBN 978-0-387-77538-8 . URL consultato il 4 marzo 2011 .

Altri progetti

• Wikimedia Commons contiene immagini o altri file su Mariner 10

Collegamenti esterni

• ( EN ) Mariner 10 , su nssdc.gsfc.nasa.gov , National Space Science Data Center (NSSDC), NASA. URL consultato il 9 marzo 2011 .
• ( EN ) Mariner 10 , su Solar System Exploration , JPL, NASA. URL consultato il 4 marzo 2011 (archiviato dall' url originale il 7 giugno 2011) .
• ( EN ) Mariner 10 Image Archive , su Space Exploration Resources , School of Earth and Space Exploration, Arizona State University. URL consultato il 4 marzo 2011 .

Programma Mariner
Mariner 1 | Mariner 2 | Mariner 3 | Mariner 4 | Mariner 5 Mariner 6 e 7 | Mariner 8 | Mariner 9 | Mariner 10

V · D · M Esplorazione di Mercurio
Sorvoli	Mariner 10 · MESSENGER
Orbiter	MESSENGER
Missioni future	BepiColombo (2018) · Mercury-P (2031)
Voci correlate	Mercurio · Colonizzazione di Mercurio · Programma Mariner · SIMBIO-SYS
Nota: Il grassetto indica le missioni in corso di svolgimento.

V · D · M Esplorazione di Venere
Sorvoli	Venera 1 · Mariner 2 · Zond 1 · Venera 2 · Mariner 5 · Mariner 10 · Venera 11 e 12 · Venera 13 e 14 · Vega 1 e 2 · Galileo · Cassini-Huygens · MESSENGER · IKAROS · Parker Solar Probe · BepiColombo · Solar Orbiter
Orbiter	Venera 9 e 10 · Pioneer Venus Orbiter · Venera 15 e 16 · Magellano · Venus Express · Akatsuki
Moduli di discesa	Venera 3 · Venera 4 · Venera 5 e 6 · Pioneer Venus Multiprobe
Lander o Rover	Venera 7 · Venera 8 · Venera 9 e 10 · Venera 11 e 12 · Venera 13 e 14 · Vega 1 e 2
Palloni sonda	Vega 1 e 2
Missioni future	Shukrayaan-1 (2024 o 2026) · VERITAS (2028) · DAVINCI+ (2029-2030) · Venera-D (2029) · EnVision (2032) (in fase di studio finale)
Voci correlate	Venere · Colonizzazione di Venere · Oggetti artificiali su Venere · Missioni su Venere · Programma Mariner · Programma Venera · Mariner 1 · Sputnik 7 · Sputnik 21
Nota: Il grassetto indica le missioni in corso di svolgimento.

Portale Astronautica : accedi alle voci di Wikipedia che trattano di astronautica

Questa è una voce in vetrina , identificata come una delle migliori voci prodotte dalla comunità .
È stata riconosciuta come tale il giorno 24 aprile 2011 — vai alla segnalazione .
Naturalmente sono ben accetti suggerimenti e modifiche che migliorino ulteriormente il lavoro svolto.

Segnalazioni · Criteri di ammissione · Voci in vetrina in altre lingue · Voci in vetrina in altre lingue senza equivalente su it.wiki