Loading article…
マリナー5号（マリナーVまたはマリナー金星1967 ）は、マリナー計画の宇宙船で、電波掩蔽によって金星の大気を調査し、水素ライマンアルファ（硬紫外線）スペクトルを測定し、惑星上空の太陽粒子と磁場変動をサンプリングするための実験装置一式を搭載していた。その目的は、惑星間および金星の磁場、荷電粒子、プラズマ、電波屈折率、および金星大気の紫外線放射を測定することであった。
マリナー5号はマリナー4号のバックアップとして建造されましたが、マリナー4号のミッションが成功した後、1967年の金星打ち上げウィンドウ中に実施される金星フライバイミッションに使用するために改造されました。マリナー5号は、テレビカメラ、電離箱/ガイガーカウンター、宇宙線検出器、宇宙塵検出器など、マリナー4号にあったいくつかの実験装置を省略しました。マリナー4号にあったヘリウムベクトル磁力計、太陽プラズマプローブ、トラップ放射線検出器は残されました。マリナー4号とは異なり、マリナー5号は軌道の関係で、高利得アンテナを地球に向け続けるために太陽から背を向ける必要がありました。そのため、太陽電池パネルは太陽に向け続けることができるように反転されました。さらに、金星探査ミッションでは太陽に接近するため、必要な発電量を得るために必要な太陽電池の数が少なくなり、その結果、質量を削減し、2つ の太陽電池パネルのフレームに取り付けられた2つの50MHzデュアル周波数受信機（DFR）アンテナのためのスペースを確保するために、太陽電池パネルのサイズが縮小されました。宇宙船の後部が太陽に面していたため、太陽プラズマプローブはマリナー5号の後部側に移設されました。[ 4 ]
高利得アンテナの取り付けも変更が必要でした。マリナー4号では、遷移軌道の幾何学的形状により、高利得アンテナを底面から比較的単純な38度の角度で傾けることができましたが、マリナー5号の軌道では、高利得アンテナをより扱いにくい角度で傾ける必要がありました。高利得アンテナには、電波掩蔽実験の一環として高利得アンテナの角度をシフトできる使い捨ての機構も含まれていました。[ 4 ]マリナー5号には、紫外線光度計、2つの50MHz DFRアンテナ、太陽 電池パネルの端に取り付けられた423MHz DFRアンテナ、熱制御のために宇宙船の後部に展開可能な日よけなど、マリナー4号には搭載されなかった追加機器も含まれていました。紫外線光度計は当初マリナー4号に搭載される予定で、TVカメラスキャンプラットフォームに取り付けられる予定でした。しかし、マリナー4号の組み立ての後半で、テレビカメラを危険にさらす電気アークの問題を引き起こすことが判明したため、それは取り外され（マリナー5号に搭載できるように）、熱/慣性質量シミュレーターと交換された。[ 4 ]
金星を目標に選ぶ前は、7P/ポンス・ウィネッケ彗星か10P/テンペル彗星に送るという提案があった。[ 5 ]
打ち上げは1967年6月14日、ケープカナベラル空軍基地発射台12からアトラスロケット5401号機で行われた。打ち上げのアトラス部分と最初のアジェナ燃焼の間、ブースターの性能は正常で、すべてのシステムが適切なレベルで動作した。2回目のアジェナ燃焼中に、エンジンチャンバー圧力に異常な変動が発生したが、惑星間空間への注入は成功した。この現象は、以前のNASAおよび空軍の打ち上げでも何度か発生しており、これを修正するためのプログラムが開始され、その結果、アジェナのターボポンプギアボックスが再設計された。
マリナー5号は1967年10月19日、高度3,990キロメートル（2,480マイル）で金星を通過した。前身のマリナー2号よりも高感度な観測機器を搭載したマリナー5号は、高温で雲に覆われた金星と惑星間空間の状況について新たな知見をもたらした。
マリナー5号からの電波掩蔽データは、その少し前に金星に到着したベネラ4号着陸機から返された温度と圧力のデータを理解するのに役立った。ベネラ4号とマリナー5号のデータはその後、初期の宇宙協力組織であるCOSPARのソ連とアメリカの合同作業グループの下で1969年に一緒に分析された[ 6 ] [ 7 ] [ 8 ] 。これらのミッションのデータから、金星の表面は非常に高温で、大気は予想以上に濃密であることが明らかになった。
マリナー5号の運用は1967年11月に終了し、現在は太陽中心軌道上で運用を終えている。
マリナー4号との共同による太陽風・太陽磁場調査において、さらなる通信が試みられた。マリナー4号は、太陽と地球の合の頃に約1年以上テレメトリーが途絶えていたが、その後地球との通信を再開した。この実験中、両探査機は太陽風によって太陽から引き出された、同一の理想的な磁場螺旋上に位置することになっていた。
1968年4月から11月にかけて、NASAは惑星間空間の探査を継続するため、マリナー5号との通信を再開しようと試みた。しかし、1968年6月、7月、8月上旬に行われたマリナー5号との通信再開の試みでは、探査機からの信号は得られなかった。
10月14日、DSS 14の受信オペレーターはマリナー5号の信号を捕捉した。搬送波は検出されたものの、想定される周波数範囲外で波長も変動していた。信号強度の変化から、宇宙船がゆっくりとロールしていることが示唆された。それでも、宇宙船をアップリンク信号に捕捉することはできたが、送信されたコマンドに対する応答は観測されなかった。テレメトリデータがなく、コマンドに対する信号の変化もなかったため、宇宙船を修理したり、運用を継続したりすることは不可能であった。運用は1968年11月5日午前7時46分（グリニッジ標準時）、DSS 61からの軌道終端で終了した。
マリナー5号は7つの実験からデータを持ち帰った。[ 9 ]
マリナー5号の追跡データと深宇宙ネットワーク機器を組み合わせて、金星と月の質量を精密化し、天文単位を改善し、地球と金星の暦を更新した。ドップラー測定は4800万kmまで有効であった。主任研究者はジェット推進研究所のジョン・D・アンダーソンであった。[ 10 ]
この3つの部分からなるファラデーカップは、 8つのエネルギー範囲で40～9400 eV/Qの正イオンを測定した。常に太陽に面しており、3つの120°コレクターからの信号を比較することで方向データを収集した。全プレート電流と個々のプレート電流の2つのモードで電圧設定を切り替え、5分ごとに64の測定値を生成した。この装置はミッション全体を通して正常に機能した。主任研究者はマサチューセッツ工科大学のハーバート・S・ブリッジであった。[ 11 ]
この実験は、位相シフト、ドップラーシフト、信号減衰などのSバンド信号の変化を分析することにより、金星の大気と電離層を研究することを目的としていました。主任研究者は、ジェット推進研究所のArvydas J. Klioreでした。[ 12 ]
この実験は、惑星間空間の高エネルギー粒子を測定し、金星付近の放射線帯や粒子効果の可能性を調査することを目的としていました。この実験では、探査機と太陽を結ぶ線に対してさまざまなエネルギーレベルと角度で電子と陽子を捕捉するために特殊な検出器が使用されました。主任研究者はアイオワ大学のジェームズ・A・ヴァン・アレンでした。[ 13 ]
この実験では、1.5メートルのブームに取り付けられたヘリウム磁力計を使用して、惑星間磁場と金星磁場を3方向で測定しました。高ビットレートモードと低ビットレートモードの両方で動作し、±204 nTのダイナミックレンジと最大±0.2 nTの精度で精密なデータを収集しました。高品質のデータは、9月下旬の短い期間を除いて、1967年6月から10月にかけて収集されました。主任研究者は、ジェット推進研究所のエドワード・J・スミスでした。[ 14 ]
スタンフォード大学の可動式アンテナは、2 つの無線信号 (423.3 MHz と 49.8 MHz) を宇宙船の 2 周波受信機に送信した。高周波信号は基準として機能し、低周波信号の遅延は経路に沿った全電子量を明らかにする。位相と群速度の差は機上で測定され、地球に送信され、惑星間電子量と太陽風の変動の決定に役立った。この実験は打ち上げから 1967 年 11 月まで成功裏に実行された。主任研究者はスタンフォード大学の Von R. Eshleman であった。[ 15 ]
この実験では、紫外線光度計を用いて、大気中の原子による太陽放射の散乱によって生じる紫外線放射を測定することで、金星の上層大気を研究した。これらの放射、特に水素ライマンアルファ線と原子状酸素線を分析することで、科学者たちはさまざまな高度における組成と温度を決定することができた。この装置には、重要な波長を分離するための特定のフィルターを備えた3つの光電子増倍管が搭載されていた。主任研究者はコロラド大学のチャールズ・A・バースであった。[ 16 ]