Mariner 9 (Mariner Mars '71 / Mariner-I) byla americká planetární sonda určená pro průzkum planety Mars v rámci programu Mariner. Když vstoupila na oběžnou dráhu okolo Marsu, stala se prvním lidským výrobkem na orbitě jiné planety. V katalogu COSPAR byla označena 1973-085A.
Průběh letu
náhled|vlevo|Start rakety Atlas Centaur se sondou Mariner 9
Sonda byla vyslána k planetě 30. května 1971 z Cape Caneveral a k Marsu dorazila 14. listopadu téhož roku. Po brzdícím manévru a navedení na oběžnou dráhu se stala první lidskou sondou, který se nacházela na orbitě jiné planety, jen těsně před tím, než se u Marsu objevily sovětské sondy Mars 2 a Mars 3. Po měsících, kdy zuřila v atmosféře Marsu prachová bouře, zaslala sonda překvapivě jasné fotografie povrchu, které sloužily pro pozdější plánování výzkumných misí.
Sonda prováděla pozorování planety během 698 oběhů, během kterých se jí podařilo pořídit 7329 snímků a zmapovat okolo 80 % povrchu (jiné zdroje uvádějí 100 %). Sonda přestala pracovat 27. října 1972, kdy došel plyn pro orientační trysky a bylo rozhodnuto o jejím vypnutí.
Mariner 9 zůstal na oběžné dráze, kde bude kroužit kolem Marsu asi do roku 2022, kdy se dostane do hustších vrstev Marsovské atmosféry. Vlivem zvyšujícího se tření se pak rozpadne a jednotlivé části shoří nebo dopadnou na povrch planety.
Náklady na misi dosáhly 137 miliónů amerických dolarů z celkových 554 miliónů dolarů, které byly použity na program Mariner od sond Mariner 1 až po Mariner 10.
Úkoly
Mariner 9 byl navržen, aby pokračoval ve výzkumu atmosféry Marsu, ve kterém započaly sondy Mariner 6 a 7 a současně aby doplňoval výzkum plánované sondy Mariner 8. Dalším úkolem (po neúspěšném startu Mariner 8) bylo mapování až 80 % Marsovského povrchu z nižší oběžné dráhy (ve výšce okolo 1500 kilometrů) s nejvyšším možným rozlišením (od 1 kilometru na pixel až po detailní snímky o rozlišení 100 metrů na pixel). Sonda byla současně vybavena i infračerveným radiometrem, který byl schopen detekovat tepelné zdroje a případný probíhající vulkanismus na povrchu. Plán mise počítal i s výzkumem dvou měsíců Marsu.
Popis sondy
náhled|Finální kontrola sondy a příprava na naložení do nosiče
Mariner 9 byla první sonda obíhající kolem jiné planety. Byla založena na konstrukci sond Mariner 6 a 7, oproti těmto sondám byla ale hmotnější díky většímu řídícímu systému sondy, což v důsledku vedlo k tomu, že sonda Mariner 9 byla těžší než Mariner 6 a 7 dohromady.
Přístroje na palubě
ultrafialový spektrometr (UVS) infračervený spektrometr (IRIS) infračervený radiometr (IRR) širokoúhlá kamera (ohnisková vzdálenost 50 mm s maximálním rozlišením 420 metrů) vybavená 9 barevnými filtry teleskopická kamera (ohnisková vzdálenost 508 mm s maximálním rozlišením 42 metrů), vybavená žlutým filtrem
Stavba sondy
Mariner 9 byla sonda osmiúhelníkového průřezu o průměru 1,384 metrů a výšce 0,457 metru tvořená z hořčíku, hliníku a laminátu. O dodávku elektrické energie se staraly čtyři solární panely o rozměrech 2,15 × 0,90 metru umístěné v horní části těla sondy na sklápěcích ramenech, které zajišťovaly dostatek energie pro chod komunikačních, řídících a povelových systémů. Celková plocha panelů po rozložení dosáhla 7,7 m², jež produkovaly 800 W u Země a 500 W u Marsu. Energie byla ukládána do NiCd baterií.
Mezi složenými solárními panely se nacházela i nízkozisková a vysokozisková parabolická anténa určená pro komunikaci s řídícím střediskem mise, jež byly umístěny na 1,44 metru dlouhém stožáru. Vyjma antén se zde nacházely i dvě nádrže na palivo. Spodní část sondy byla vyhrazena pro vědecké zařízení, které na palubě tvořilo 63,1 kilogramu nákladu.
O stabilizaci sondy se staraly 2 sady 6 motorků na stlačený dusík umístěných na koncích slunečních panelů, sledovač Slunce a hvězdy Canopous, setrvačník, akcelerometr a inerciální jednotka. Hlavní motor určený pro korekce dráhy a navedení sondy na oběžnou dráhu Marsu byl raketový motor o tahu 1340 N s pětinásobným restartem. Motor spaloval směs oxidu dusičitého a monometylhydrazinu. Celková výška sondy byla 2,28 metru se startovní váhou 997,9 kg, ze kterých bylo 439,1 kg postupně spotřebováno.
Řízení sondy bylo realizováno pomocí centrálního počítače a řadiče, který měl zabudovanou paměť na 512 slov (1 slovo = 2 bajty = 16 bitů). Příkazový systém byl naprogramován pomocí 86 přímých, 4 násobných a 5 řídících příkazů. Data byla uložena v kotoučovém magnetofonu. 168 metrů dlouhá 8stopá páska mohla uchovat až 180 milionů bitů nahraných rychlostí 132 kbit/s. Přehrávání bylo možné rychlostí 16, 8, 4, 2 a 1 kbit/s s využitím dvou stop současně. Telekomunikační spojení bylo realizováno pomocí dvou 10 a 20 W vysílačů v pásmu S. Jediný přijímač přijímal signály z vysokoziskové parabolické antény, středněziskové trychtýřové antény a pomocí všesměrové antény s nízkým ziskem.
Mise
náhled|Vrchol sopky Ascraeus Mons vyrůstající nad celoplanetární prachovou bouři
Mise Mariner v roce 1971 byla původně koncipována tak, že bude uskutečněna dvojicí sond Mariner 8 a 9. Každá sonda se měla zaměřit na jiný aspekt mise, kdy Mariner 8 měl mapovat až 70 % povrchu planety a Mariner 9 se měla věnovat výzkumu přechodných změn v atmosféře a na povrchu planety. Sonda Mariner 8 havarovala během startu po selhání nosné rakety a tak bylo nutné sloučit program obou sond do jediné sondy, což mělo za následek omezení výzkumu polárních oblastí a redukci pozorování probíhajících změn povrchu na menší oblasti.
Start nosné rakety proběhl 30. května 1971 v 22:23:00 UTC úspěšně, následně o 13 minut později došlo k oddělení nosné rakety od sondy, o 4 minuty později se rozvinuly solární panely. Krátce poté, co se sonda dostala ze stínu Země, nalezlo orientační čidlo Slunce a 31. května ve 02:26 došlo k orientaci sondy směrem na Canopus (spolu se Sluncem jeden ze dvou orientačních bodů sondy). Během letu se 5. června uskutečnila korekce dráhy. 14. listopadu se sonda přiblížila k Marsu po překonaných 398 milionech kilometrů a započal brzdný manévr za pomoci hlavního raketového motoru, které trval 15 minut a 23 sekund. Brzdění proběhlo v pořádku a sonda se dostala na orbitální dráhu Marsu po 167 dnech letu kosmickým prostorem s nejbližším přiblížení k planetě na 1398 km a oběžnou dobou 12 hodin a 34 minut. O dva dny později byl proveden další korekční manévr trvající 6 sekund pro upravení oběžné dráhy na dráhu s oběžnou dobou těsně pod 12 hodin a přiblížením 1387 km. Závěrečná korekce byla provedena 30. prosince, kdy se již sonda dostala na konečnou oběžnou dráhu umožňující vysílat data na pozemský radioteleskop v Goldstone s oběžnou dobou 11 hodin 59 minut a 28 sekund a přiblížením 1650 km.
Mariner 9 obíhal po 349 dní na orbitě Marsu 2 krát denně planetu s 12hodinovou periodou během níž ho podrobně mapoval. Plánovaná životnost sondy byla 9 měsíců, které sonda ale překonala o téměř 30 %.
Při příletu sondy k planetě byl povrch Marsu zcela zahalen globální prachovou bouří, která zuřila v celé atmosféře. Bouře vypukla v oblasti Noachis 22. září, rozšířila se do celé atmosféry a brzy se stala největší pozorovanou bouří na povrchu Marsu všech dob. Množství prachu v atmosféře bylo příliš velké, než aby zaslané fotografie ukázaly něco z povrchu vyjma vrcholku nejvyšších sopek v oblasti Tharsis a tak byl z řídícího střediska vyslán příkaz, aby sonda vydržela z pořizováním mozaikových snímků ve vysokém rozlišení na dobu, kdy se atmosféra pročistí. V listopadu a prosinci začala bouře pomalu slábnout a na začátku roku 1972 skutečně ustala, což umožnilo sondě začít mapovat povrch a posílat na Zemi snímky povrchových útvarů.
Na získaných snímcích se objevil členitý terén, jež nebylo možno ze Země pozorovat dalekohledy, složený z množství kráterů (včetně obrovské impaktní oblasti Hellas Planitia), obrovských sopek (včetně největší známé hory sluneční soustavy Olympus Mons), kaňonů (včetně Valles Marineris – systém kaňonů táhnoucí se přes 4000 kilometrů), útvarů vzniklých větrnou a vodní erozí či říčních koryt. V atmosféře objevila sonda důkazy o existenci proměnlivého počasí, postupu front, mlhu a další jevy.
Během oběhů kolem planety byly zkoumány i měsíce Phobos a Deimos, díky čemuž byly získány první kvalitní fotografie jejich povrchu.
Koncem října 1972 byla sonda vypnuta, protože se vyčerpala zásoba dusíku v orientačním a stabilizačním systému.
Výsledky mise
náhled|Přistávací modul sondy Viking, který využíval znalosti povrchu díky sondě Mariner 9
Sonda pravidelně během oběhů měřila základní parametry atmosféry (teplotu, tlak, chemické složení či hustotu), což později umožnilo analyzovat základní chování atmosféry a vytvořit její první matematický model.
Ze zaslaných snímků bylo konečně zcela jasné, jak povrch Marsu vypadá a že se jedná o mrtvou a suchou planetu, na které se nenachází velké oceány kapalné vody. Podrobné zmapování povrchu umožnilo využít tyto znalosti při dalších misích a pro výběr vhodných přistávacích míst u navazujícího programu Viking.
Mise Mariner 9 získala celkem 54 miliard bitů vědeckých informací včetně 7329 fotografií pokrývající většinu povrchu planety. Tyto získané fotografie umožnily vytvořit první celoplanetární fotografickou mapu planety.
Odkazy Reference
Externí odkazy
Software na prohlížení snímků Mariner 9 Na webu Space
Kategorie:Program Mariner Kategorie:Sondy k Marsu Kategorie:Sondy NASA Kategorie:Kosmonautika v roce 1971