Seemann 9 - Mariner 9
Missionstyp | Mars- Orbiter |
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Operator | NASA / JPL |
COSPAR-ID | 1971-051A |
SATCAT- Nr. | 5261 |
Missionsdauer | 1 Jahr, 4 Monate, 27 Tage |
Eigenschaften von Raumfahrzeugen | |
Hersteller | Labor für Strahlantriebe |
Startmasse | 997,9 Kilogramm (2.200 Pfund) |
Trockenmasse | 558,8 Kilogramm |
Leistung | 500 Watt |
Missionsbeginn | |
Erscheinungsdatum | 30. Mai 1971, 22:23:04 UTC |
Rakete | Atlas SLV-3C Centaur-D |
Startplatz | Cape Canaveral |
Ende der Mission | |
Entsorgung | Stillgelegt |
Deaktiviert | 27. Oktober 1972 |
Bahnparameter | |
Referenzsystem | Areozentrisch |
Exzentrizität | 0.6014 |
Periareion-Höhe | 1.650 km (1.030 Meilen) |
Apoareion-Höhe | 16.860 km (10.480 Meilen) |
Neigung | 64,4 Grad |
Zeitraum | 11,9 Stunden / 719,47 Minuten |
Epoche | 29. Dezember 1971, 19:00:00 UTC |
Mars- Orbiter | |
Orbitale Insertion | 14. November 1971, 00:42:00 UTC |
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Mariner 9 ( Mariner Mars '71 / Mariner-I ) war ein Roboter-Raumschiff , das einen großen Beitrag zur Erforschung des Mars leistete und Teil des Mariner-Programms der NASA war . Mariner 9 wurde in Richtung Mars auf 30. Mai 1971 aus gestartet LC-36B in Cape Canaveral Air Force Station , Florida , und erreichte den Planeten am 14. November desselben Jahres, das erste Raumschiff immer einen anderen Planeten umrunden - nur knapp dem Spiel gegen Sowjet Sonden Mars 2 (gestartet am 19. Mai) und Mars 3 (gestartet am 28. Mai), die beide nur Wochen später auf dem Mars eintrafen.
Nach dem Auftreten von Staubstürmen auf dem Planeten für mehrere Monate nach seiner Ankunft gelang es dem Orbiter, klare Bilder der Oberfläche zu senden. Mariner 9 hat im Laufe seiner Mission, die im Oktober 1972 abgeschlossen wurde, 7.329 Bilder erfolgreich zurückgegeben.
Ziele
Mariner 9 wurde entwickelt, um die von Mariner 6 und 7 begonnenen atmosphärischen Studien fortzusetzen und über 70 % der Marsoberfläche aus der niedrigsten Höhe (1.500 Kilometer (930 Meilen)) und mit den höchsten Auflösungen (von 1 Kilometer bis 100 Meter) zu kartieren (1.100 bis 110 Yards) pro Pixel) jeder Marsmission bis zu diesem Zeitpunkt. Ein Infrarot- Radiometer wurde eingebaut, um Wärmequellen auf der Suche nach Hinweisen auf vulkanische Aktivität zu erkennen . Es sollte zeitliche Veränderungen in der Marsatmosphäre und -oberfläche untersuchen. Auch die beiden Monde des Mars sollten analysiert werden. Mariner 9 hat seine Ziele mehr als erreicht.
Nach den ursprünglichen Plänen sollte eine Doppelmission wie Mariner 6-7 geflogen werden, aber der Startfehler von Mariner 8 ruinierte dieses Schema und zwang die NASA-Planer, auf eine einfachere Mission mit einer Sonde zurückzugreifen. Die NASA hoffte immer noch, dass eine weitere Mariner-Sonde und ein Atlas-Centaur bereit sein könnten, bevor das Mars- Startfenster 1971 geschlossen wurde. Es traten einige logistische Probleme auf, darunter das Fehlen einer verfügbaren Centaur-Nutzlasthülle mit der richtigen Konfiguration für die Mariner-Sonden, aber es gab eine Hülle im Inventar der NASA, die modifiziert werden konnte. Convair hatte auch eine verfügbare Centaur-Bühne vorrätig und konnte rechtzeitig einen Atlas fertigstellen, aber die Idee wurde letztendlich aus Geldmangel aufgegeben.
Mariner 9 wurde am 9. Mai mit Atlas-Centaur AC-23 verpaart, wobei die Untersuchung des Versagens von Mariner 8 im Gange ist. Die Fehlfunktion wurde auf ein Problem im Servoverstärker für die Nicksteuerung des Centaur zurückgeführt. Da nicht klar war, ob das Raumfahrzeug selbst dafür verantwortlich war, wurden RFI- Tests an Mariner 9 durchgeführt, um sicherzustellen, dass die Sonde keine Interferenzen auslöste, die Probleme mit der Elektronik des Centaur verursachen könnten . Alle Tests fielen negativ aus und am 22. Mai kam ein getestetes und verifiziertes Kreiselpaket von Convair an und wurde im Centaur installiert.
Der Start fand am 30. Mai um 17:23 Uhr EST statt. Alle Trägerraketensysteme funktionierten normal und die Mariner trennte sich 13 Minuten und 18 Sekunden nach dem Start von der Centaur.
Instrumente
- Ultraviolett-Spektrometer (UVS)
- Infrarot-Interferometer-Spektrometer (IRIS)
- Himmlische Mechanik (kein separates Instrument; es beruhte auf Tracking-Messungen einschließlich Entfernung, Entfernungsrate und Doppler)
- S-Band- Okkultation (kein separates Instrument; Experiment beobachtete die Dämpfung des Kommunikationssignals, als der umlaufende Satellit außer Sichtweite ging)
- Infrarot-Radiometer (IRR)
- Visuelles Bildgebungssystem – In einer niedrigeren Umlaufbahn, die halb so groß ist wie bei den Vorbeiflugmissionen von Mariner 6 und Mariner 7 , und mit einem erheblich verbesserten Bildgebungssystem erreichte Mariner 9 eine Auflösung von 98 Metern (320 ft) pro Pixel , während frühere Marssonden nur eine Auflösung erreicht hatten ungefähr 790 Meter (2.600 Fuß) pro Pixel.
Erfolge
Mariner 9 war das erste Raumschiff , das einen anderen Planeten umkreiste . Es trug eine Instrumentennutzlast ähnlich den Mariners 6 und 7, aber wegen der Notwendigkeit eines größeren Antriebssystems zur Steuerung des Raumfahrzeugs in der Marsumlaufbahn wog es mehr als die Mariners 6 und 7 zusammen.
Als Mariner 9 am 14. November 1971 auf dem Mars ankam, waren Planetenforscher überrascht, als sie feststellten, dass die Atmosphäre von "einem planetenweiten Staubmantel , dem größten jemals beobachteten Sturm" bedeckt war. Die Oberfläche war völlig verdeckt. Der Computer von Mariner 9 wurde daher von der Erde aus umprogrammiert, um die Aufnahme der Oberfläche um einige Monate zu verzögern, bis sich der Staub gelegt hatte. Die wichtigsten Oberflächenaufnahmen begannen erst Mitte Januar 1972. Die von der Oberfläche verdeckten Bilder trugen jedoch zur Sammlung der Mars-Wissenschaft bei, einschließlich des Verständnisses der Existenz mehrerer riesiger Höhenvulkane des Tharsis Bulge , die allmählich als sichtbar wurden der Staubsturm ließ nach. Diese unerwartete Situation machte ein starkes Argument dafür, dass es wünschenswert war, einen Planeten aus der Umlaufbahn zu studieren, anstatt nur daran vorbeizufliegen. Außerdem wurde die Bedeutung einer flexiblen Missionssoftware hervorgehoben. Die Sonden Mars 2 und Mars 3 der Sowjetunion , die während desselben Staubsturms eintrafen, konnten sich nicht an die unerwarteten Bedingungen anpassen, was die Datenmenge, die sie sammeln konnten, stark einschränkte.
Nach 349 Tagen im Orbit hatte Mariner 9 7.329 Bilder übertragen, die 85% der Marsoberfläche abdeckten, während frühere Vorbeiflug-Missionen weniger als tausend Bilder lieferten, die nur einen kleinen Teil der Planetenoberfläche abdeckten. Die Bilder zeigten Flussbetten, Krater , massiven erloschenen Vulkane (wie Olympus Mons , der größte bekannte Vulkan im Sonnensystem , Mariner 9 direkt an die Umklassifizierung von Nix Olympica LED), die Schluchten (einschließlich der Valles Marineris , einem System von Schluchten über etwa 4.020 Kilometer (2.500 Meilen) lang), Nachweis von Wind- und Wassererosion und Ablagerung, Wetterfronten, Nebeln und vieles mehr. Die kleinen Monde des Mars , Phobos und Deimos , wurden ebenfalls fotografiert.
Die Ergebnisse der Mariner 9-Mission untermauerten das spätere Viking-Programm .
Das riesige Canyonsystem Valles Marineris ist nach Mariner 9 zu Ehren seiner Errungenschaften benannt.
Nachdem der Vorrat an Lagekontrollgas aufgebraucht war, wurde das Raumfahrzeug am 27. Oktober 1972 abgeschaltet.
Konstruktion
Das Ultraviolett- Spektrometer an Bord der Mariner 9 wurde vom Labor für Atmosphären- und Weltraumphysik der University of Colorado , Boulder, Colorado, konstruiert . Das Ultraviolett-Spektrometer-Team wurde von Professor Charles Barth geleitet.
Das Infrarot-Interferometer-Spektrometer (IRIS)-Team wurde von Dr. Rudolf A. Hanel vom NASA Goddard Spaceflight Center (GSFC) geleitet. Das IRIS-Instrument wurde von Texas Instruments , Dallas, Texas, gebaut .
Das Infrarot-Radiometer-Team (IRR) wurde von Professor Gerald Neugebauer vom California Institute of Technology (Caltech) geleitet.
Erfolge bei Fehlerkorrekturcodes
Um Fehler beim Empfang der von Mariner 9 gesendeten Graustufenbilddaten (verursacht durch einen geringen Signal-Rausch-Abstand ) zu kontrollieren , mussten die Daten vor der Übertragung mit einem sogenannten Forward Error Correcting Code (FEC) kodiert werden. . Ohne FEC hätte das Rauschen ungefähr ein Viertel eines empfangenen Bildes ausgemacht, während der FEC die Daten auf redundante Weise codierte, was die Rekonstruktion der meisten gesendeten Bilddaten beim Empfang ermöglichte.
Da die geflogene Hardware in Bezug auf Gewicht, Stromverbrauch, Speicher und Rechenleistung eingeschränkt war, mussten bei der Auswahl eines FEC einige Überlegungen angestellt werden, und es wurde beschlossen, einen Hadamard-Code für Mariner 9 zu verwenden. Jedes Bildpixel wurde als . dargestellt ein Sechs-Bit-Binärwert mit 64 möglichen Graustufen . Aufgrund von Beschränkungen des Senders betrug die maximale Nutzdatenlänge etwa 30 Bit. Anstelle eines Wiederholungscodes wurde ein [32, 6, 16] Hadamard-Code verwendet, der ebenfalls ein Reed-Muller-Code 1. Ordnung ist . Fehler von bis zu sieben Bit pro 32-Bit-Wort könnten unter Verwendung dieses Schemas korrigiert werden. Im Vergleich zu einem Code mit fünf Wiederholungen waren die Fehlerkorrektureigenschaften dieses Hadamard-Codes viel besser, aber seine Datenrate war vergleichbar. Der effiziente Decodierung Algorithmus war ein wichtiger Faktor bei der Entscheidung , diesen Code zu verwenden. Die verwendete Schaltung wurde als "Grüne Maschine" bezeichnet, die die schnelle Fourier-Transformation verwendete und die Decodierungsgeschwindigkeit um den Faktor drei erhöhte.
Gegenwärtiger Ort
Mariner 9 bleibt ein verlassener Satellit in der Marsumlaufbahn. Es wird erwartet, dass es bis mindestens 2022 in der Umlaufbahn bleibt, danach soll das Raumschiff in die Marsatmosphäre eintreten und entweder verbrennen oder auf die Oberfläche des Planeten stürzen.
Siehe auch
- Erforschung des Mars
- Liste der Mars-Orbiter
- Liste der Missionen zum Mars
- Weltraumforschung
- Zeitleiste von künstlichen Satelliten und Raumsonden
- Unbemannte Weltraummissionen
- Mars Vorbeiflug
Verweise
Externe Links
- Mariner 9-Missionsprofil von NASAs Solar System Exploration
- NSSDC-Hauptkatalog: Raumschiff – Mariner 9
- NASA-JPL-Leitfaden für Mariner 9
- einige Mariner 9-Bilder vom Mars
- Mariner 9 nähert sich dem Mars Film
- Mariner 9-Bilder, einschließlich Staubsturm
- Mariner 9-Ansicht von Phobos (gehostet von The Planetary Society)
- Mariner 9-Bild im Vergleich mit MGS-Bild, hilft festzustellen, ob sich Dünen in Jahrzehnten bewegt haben
- S.418 Die korrekten DN-Werte scheinen 512 zu sein, nicht 64, dh 9 Bits pro Pixel