Loading article…
Mariner 6 and Mariner 7 (Mariner Mars 69A and Mariner Mars 69B) were two uncrewed NASArobotic spacecraft that completed the first dual mission to Mars in 1969 as part of NASA's wider Mariner program. Mariner 6 was launched from Launch Complex 36B at Cape Canaveral Air Force Station[2] and Mariner 7 from Launch Complex 36A.[4] The two craft flew over the equator and south polar regions, analyzing the atmosphere and the surface with remote sensors, and recording and relaying hundreds of pictures. The mission's goals were to study the surface and atmosphere of Mars during close flybys, in order to establish the basis for future investigations, particularly those relevant to the search for extraterrestrial life, and to demonstrate and develop technologies required for future Mars missions. Mariner 6 also had the objective of providing experience and data which would be useful in programming the Mariner 7 encounter five days later.
Three Mariner probes were constructed for the mission, with two intended to fly and one as a spare in the event of a mission failure. The spacecraft were shipped to Cape Canaveral with their Atlas-Centaur boosters in December 1968 – January 1969 to begin pre-launch checkouts and testing. On February 14, Mariner 6 was undergoing a simulated countdown on LC-36A, electrical power running, but no propellant loaded in the booster. During the test run, an electrical relay in the Atlas malfunctioned and opened two valves in the pneumatic system which allowed helium pressure gas to escape from the booster's balloon skin. The Atlas began to crumple over, however two pad technicians quickly activated a manual override switch to close the valves and pump helium back in. Although Mariner 6 and its Centaur stage had been saved, the Atlas had sustained structural damage and could not be reused, so they were removed from the booster and placed atop Mariner 7's launch vehicle on the adjacent LC-36B, while a different Atlas was used for Mariner 7.
NASA awarded the quick-thinking technicians, Bill McClure and Charles 'Jack' Beverlin, Exceptional Bravery Medals for their courage in risking being crushed underneath the 124-foot (38 m) rocket. In 2014, an escarpment on Mars which NASA'S Opportunity rover had recently visited was named the McClure-Beverlin Ridge in honor of the pair, who had since died.[5][6][7]
マリナー6号は1969年2月25日にケープカナベラルのLC-36Bからアトラス・セントールAC-20ロケットを使用して打ち上げられ、マリナー7号は3月27日にLC-36Aからアトラス・セントールAC-19ロケットを使用して打ち上げられた。両宇宙船のブースト段階は計画通りに進み、どちらの打ち上げロケットにも重大な異常は発生しなかった。AC-20では、わずかなLOX漏れによりテレメトリープローブが凍結し、サステナーエンジンの燃料圧力の低下として記録されたが、エンジンは動力飛行中は正常に作動した。さらに、カットオフスイッチの不具合によりBECOが数秒早く発生し、サステナーエンジンの燃焼時間が予定より長くなったが、これは機体の性能や飛行経路に重大な影響はなかった。AC-20は方位角108度で打ち上げられた。[ 8 ]
両飛行において、セントール段はカプセル分離後に逆噴射を行うように設定されていた。これは2つの目的を果たした。1つ目は、使用済みセントールから噴出する推進剤が探査機に接触するのを防ぐこと、2つ目は、探査機を太陽周回軌道に乗せ、火星表面に衝突して地球の微生物で惑星を汚染する可能性を回避することであった。
1969年7月29日、最接近の1週間足らず前に、ジェット推進研究所（JPL）はマリナー7号との通信を失った。同センターは予備の低利得アンテナを介して信号を再受信し、マリナー6号の接近直後に高利得アンテナの使用を再開した。バッテリーからのガス漏れ（後に故障）が異常の原因と考えられた。[ 4 ]マリナー6号が行った観測に基づいて、マリナー7号は飛行中に再プログラムされ、関心のある領域をさらに観測し、バッテリーの故障にもかかわらず、実際にはマリナー6号よりも多くの画像を送信した。[ 9 ]
マリナー6号の最接近は1969年7月31日午前5時19分7秒（協定世界時）に火星表面から3,431キロメートル（2,132マイル）の距離で発生した[ 2 ]。マリナー7号の最接近は1969年8月5日午前5時00分49秒（協定世界時）に火星表面から3,430キロメートル（2,130マイル）の距離で発生した[ 4 ]。これは、前回の米国の火星フライバイミッションでマリナー4号が使用した距離の半分以下であった[ 9 ] 。
両方の宇宙船は現在、運用を終え、太陽中心軌道上にある。[ 9 ]
偶然にも、両方の宇宙船はクレーター地帯の上空を飛行し、後に発見された巨大な北部の火山と赤道付近のグランドキャニオンの両方を見逃しました。しかし、接近時に撮影された写真には惑星表面の約20パーセントが写っており[ 9 ]、地球から長年見てきた暗い特徴が写っていました。過去には、これらの特徴は地上の天文学者によって運河と間違えられていました。
1969年8月4日にマリナー7号が火星の南極上空を通過した際、氷で満たされたクレーターや南極冠の輪郭の写真が地球に送信された。[ 10 ]マリナー7号は以前に通信障害に見舞われたものの、これらの写真は、数日前に火星の赤道を通過した同型機のマリナー6号が送信した写真よりも品質が優れていた。[ 11 ]合計201枚の写真が撮影され、地球に送信され、以前のミッションであるマリナー4号よりも詳細な情報が得られた。[ 9 ]両探査機は火星の大気も調査した。
アポロ11号の1週間後に実施されたマリナー6号と7号による火星フライバイは、この規模のミッションとしては異例なほどメディアの注目度が低かった。
マリナー6号と7号のエンジニアリングモデルは現存しており、ジェット推進研究所（JPL）が所有している。LASPに貸し出されており、研究所のロビーに展示されている。[ 12 ] [ 13 ]
マリナー6号と7号の赤外線放射計による観測は、火星に関する知識の科学的革命を引き起こすのに役立った。[ 14 ] [ 15 ]マリナー6号と7号の赤外線放射計の結果は、火星の大気は主に二酸化炭素（CO2）で構成されていることを示し、火星の表面に微量の水が存在することも検出できた。[ 14 ]
マリナー6号と7号の宇宙船は同一で、対角線138.4cm （54.5インチ） 、奥行き45.7cm （18.0インチ）の八角形のマグネシウム製フレームベースで構成されていた。フレームの上部に取り付けられた円錐形の構造物には、直径1メートル（3フィート3インチ）の高利得放物面アンテナが保持され、フレームの上部の角には、それぞれ215cm （85インチ） × 90cm （35インチ）の4枚の太陽電池パネルが取り付けられていた。展開された太陽電池パネルの先端間のスパンは5.79m （19.0フィート）であった。高利得アンテナの隣には、高さ2.23m （7フィート4インチ）のマストに低利得全方向アンテナが取り付けられていた。八角形のフレームの下には、科学機器を搭載した2軸スキャンプラットフォームがあった。科学機器全体の質量は57.6kg （127ポンド）でした。宇宙船の全高は3.35m （11.0フィート）でした。
宇宙船は、太陽とカノープス星を基準として、3軸で姿勢安定化されていた。3つのジャイロスコープ、太陽電池パネルの両端に取り付けられた6基の窒素ジェット2セット、カノープス追跡装置、および2つの主太陽センサーと4つの副太陽センサーが使用された。推進力は、フレーム内に取り付けられた223ニュートンのロケットモーターによって供給され、これは単一推進剤ヒドラジンを使用した。4つのジェットベーンベクトル制御を備えたノズルは、八角形の構造の一方の壁から突き出ていた。電力は、 4枚の太陽電池パネル上の7.7平方メートル（83平方フィート）の面積を覆う17,472個の太陽電池によって供給された。これらは、地球付近では800ワット、火星付近では449ワットの電力を供給できた。火星に到達した後の最大電力要件は380ワットだった。バックアップ電源として、1200ワット時の充電式銀亜鉛電池が使用された。温度調節は、メインコンパートメント側面の調整可能なルーバーによって実現された。
通信には3つのテレメトリチャネルが利用可能でした。チャネルAは8 + 1/3または33 + 1/3ビット/秒でエンジニアリングデータを伝送し、チャネルBは66 + 2/3または270ビット/秒で科学データを伝送し、チャネルCは16,200ビット/秒で科学データを伝送しました。通信は、高利得アンテナと低利得アンテナを介して、送信用に10または20ワットで動作するデュアルSバンド進行波管アンプを介して行われました。設計には、単一の受信機も含まれていました。1億9500万ビットの容量を持つアナログテープレコーダーは、後で送信するためにテレビ画像を保存することができました。その他の科学データはデジタルレコーダーに保存されました。中央コンピュータとシーケンサー（CC&S）で構成されるコマンドシステムは、特定のイベントを正確な時間に作動させるように設計されていました。CC&Sは、打ち上げ前に標準ミッションと保守的なバックアップミッションの両方でプログラムされていましたが、飛行中にコマンドを実行して再プログラムすることができました。それは53の直接命令、5つの制御命令、および4つの定量命令を実行できた。
両方の宇宙船には同じ機器一式が搭載されていた。[ 16 ] [ 17 ]
各マリナーは、広角と狭角のビジコンカメラからなるデュアルテレビカメラシステムを搭載していた。テレビ画像は船内のテープレコーダーに記録され、地球に送信された。[ 18 ]
以下の表は、両方のカメラの特性をまとめたものです。[ 19 ] [ 20 ] [ 21 ]
赤外分光計は、大気ガスや表面物質の痕跡を検出するために赤外線波長をスキャンしました。1.9～ 14.3μmの範囲で放射と反射を測定するために複数のスペクトルチャネルを使用しました。[ 18 ] [ 22 ]
コロラド大学大気宇宙物理学研究所（LASP）[ 23 ]が構築した紫外線分光計（UVS）は、火星の上層大気 から110 nmから340 nmの間の紫外線放射スペクトルを測定し、その組成と構造を決定した。[ 24 ] [ 25 ]
赤外線放射計は、複数のスペクトルチャネルを使用して熱赤外線放射を測定した。これは、2 つの1インチ (25 mm)望遠鏡で構成されており、1 つは 8.1 μm から 12.5 μm の波長範囲をカバーし、もう 1 つは 17.9 μm から 25.1 μm の範囲をカバーしている。[ 18 ] [ 26 ]
天体力学実験では、宇宙船の無線信号からのドップラーシフトを利用して、火星の重力場、軌道パラメータ、宇宙船の軌道に関する知識を精緻化した。 [ 27 ]
この装置は環境からの入射熱放射を測定し、飛行中の宇宙船の熱状態を特徴づけるのに役立った。[ 27 ]