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マリナー計画は、アメリカの宇宙機関NASAが他の惑星を探索するために実施した。1962年から1973年後半にかけて、NASAのジェット推進研究所（JPL）は、太陽系内部の探査を目的としたマリナーと名付けられたロボット 惑星間探査機10機を設計・製作した。金星、火星、水星を初めて訪問し、金星と火星に戻ってさらに詳細な観測を行った。 [1]
この計画には、初の惑星フライバイ、惑星周回衛星、初の重力アシスト操作など、数々の惑星間初の試みが含まれていた。[2]マリナーシリーズの10機のうち7機が成功し、その後のNASA/JPLの多くの宇宙探査計画の出発点となった。計画されていたマリナーの木星・土星探査機はボイジャー計画に採用され、[3]バイキング計画の周回衛星はマリナー9号宇宙船の拡大版だった。後のマリナーベースの宇宙船にはガリレオやマゼランがあり、第2世代のマリナー・マークIIシリーズはカッシーニ・ホイヘンス探査機へと進化した。
マリナー計画の総費用は約5億5,400万ドルであった。[4]
初期のコンセプト
マリナー計画は、1960 年に、最も近い惑星の小規模で頻繁な探査を目的とした JPL の一連のミッション研究から始まりました。これらのミッションは、間もなく利用可能になるアトラス打ち上げロケットと、深宇宙の宇宙船と通信するために設計された地上局のグローバル ネットワークである JPL の深宇宙計測施設 (後に深宇宙ネットワークと命名) の開発中の機能を活用することになっていました。[1]マリナー計画の名前は、「1960 年 5 月、エドガー M. コートライトの提案により」決定されました。「惑星ミッション プローブは、航海用語に倣い、『遠く離れた土地への旅の印象』を伝える」というものでした。この「決定は、マリナー、レンジャー、サーベイヤー、バイキング プローブの命名の基礎となりました。」[5]
各宇宙船は、太陽に向けられる太陽電池パネルと地球に向けられるパラボラアンテナを搭載する。また、多数の科学機器も搭載される。カメラなどの機器は、調査対象の天体に向ける必要がある。その他の機器は方向性がなく、磁場や荷電粒子などの現象を調査する。JPLの技術者は、マリナーを「3軸安定化」にすることを提案した。つまり、他の宇宙探査機とは異なり、回転しないということである。[1]
マリナー計画はいずれも、ほとんど実験されていない打ち上げロケットで問題が発生した場合に備えて、2機の宇宙船を別々のロケットで打ち上げるように設計されていた。マリナー1号、マリナー3号、マリナー8号は実際に打ち上げ中に失われたが、バックアップは成功した。マリナーはその後、目的の惑星への飛行中や科学的ミッションを完了する前に失われたものはなかった。[1]
基本レイアウト
マリナー宇宙船はすべて六角形または八角形のバスをベースとしており、その中にすべての電子機器が収容され、アンテナ、カメラ、推進装置、電源などのすべての部品が取り付けられていた。[2] [6] マリナー2号はレンジャー月探査機をベースにしていた。マリナー2号以降に打ち上げられたマリナーはすべて、電力供給のために4枚のソーラーパネルを備えていたが、マリナー10号は2枚だった。さらに、マリナー1、マリナー2、マリナー5号を除くすべてのマリナーにはテレビカメラが搭載されていた。
最初の5機のマリナーはアトラス・アジェナ ロケットで打ち上げられ、最後の5機はアトラス・セントールロケットを使用した。マリナー10号以降のマリナーベースの探査機はすべて、タイタンIIIE、タイタンIV無人ロケット、または固体燃料慣性上段と複数の惑星フライバイを備えたスペースシャトルを使用した。
マリナーズ
マリナーはすべて比較的小型のロボット探査機で、アトラスロケットにアジェナまたはセントール上段ブースターを搭載して打ち上げられ、重量は半トン未満（ロケット燃料を搭載していない状態）でした。各ミッションは数か月から1、2年で完了しましたが、そのうちの1機は当初のミッションを生き延び、3年間にわたって有用な科学データを送り続けました。[1]
マリナーズ1と2
マリナー1号（P-37）とマリナー2号（P-38）は、NASAのマリナーR計画を構成する2機の深宇宙探査機であった。計画の主目的は、2機の宇宙船を順次開発して金星付近に打ち上げ、宇宙船からの通信を受信し、金星の放射温度測定を行うことであった。副次的な目的は、金星に向かう途中および金星付近で惑星間磁場や粒子の測定を行うことであった。 [16] [17]マリナー1号（マリナーR-1と命名）は1962年7月22日に打ち上げられたが、アトラス・アジェナロケットの故障によりコースを外れ 、打ち上げから約5分後に空軍の射撃場安全担当官によって破壊された。マリナー2号（マリナーR-2と命名）は1962年8月27日に打ち上げられ、金星まで3か月半の飛行を行った。このミッションは成功し、マリナー2号は他の惑星を通過した最初の宇宙船となった。
その途中で、太陽から外向きに流れ出る荷電粒子の一定の流れである太陽風を初めて測定した。また、惑星間塵も測定したが、予想よりも少ないことが判明した。さらに、マリナー2号は、太陽から来る高エネルギー荷電粒子（数回の短い太陽フレアを含む）と、太陽系外からの宇宙線を検出した。1962年12月14日に金星を通過した際、マリナー2号は赤外線とマイクロ波の放射計で金星をスキャンし、金星には冷たい雲と非常に熱い表面があることを明らかにした（明るく不透明な雲が金星の表面を隠しているため、マリナー2号にはカメラは装備されていなかった）。[1]
状態：
- マリナー1号 – 打ち上げ直後に破壊された。
- マリナー2号 – ミッション成功後に廃止され、太陽中心軌道を周回している。
マリナーズ3と4
姉妹船のマリナー3号とマリナー4号は火星フライバイミッションを行った。[18]
マリナー3号は1964年11月5日に打ち上げられたが、ロケット上部の宇宙船を覆っていた覆いが適切に開かず、マリナー3号は火星に到達できなかった。[1]
1964年11月28日に打ち上げられたマリナー4号は、火星への最初のフライバイ飛行に成功し、 火星を間近から初めて垣間見た。 [ 18]この探査機は1965年7月14日に火星を通過し、別の惑星の初めての近接写真を収集した。長時間にわたって小型テープレコーダーから再生された写真には、月型の衝突クレーター（月から間近で撮影され始めたばかり）が写っており、そのいくつかは火星の冷たい夜に霜に覆われていた。火星への接近まで8か月以上は持ちこたえると予想されていたマリナー4号は、実際には太陽の軌道上で約3年間滞在し、太陽風環境の長期研究を続け、1967年に金星に向けて打ち上げられた姉妹船マリナー5号と協調した測定を行った。[1]
- ミッション：火星フライバイ[18]
- 質量: 261 kg (575 ポンド)
- センサー：デジタルテープレコーダー付きカメラ（約20枚の写真）、宇宙塵、太陽プラズマ、捕捉放射線、宇宙線、磁場、電波掩蔽、天体力学[19]
状態：
マリナー5
マリナー5号宇宙船は1967年6月14日に金星に向けて打ち上げられ、1967年10月に金星付近に到着した。この宇宙船には、電波で金星の大気を探査し、紫外線で金星の明るさをスキャンし、金星上空 の太陽粒子と磁場の変動をサンプリングする一連の実験装置が搭載されていた。
状況: マリナー 5 – 機能停止し、現在は太陽中心軌道上にあります。
マリナーズ6と7
マリナー6号と7号は、火星への2機の宇宙船ミッションにおける同一のチームメイトでした。マリナー6号は1969年2月24日に打ち上げられ、続いて1969年3月21日にマリナー7号が打ち上げられました。両機は火星の赤道上空と南半球上空を飛行しました。[20]両機はリモートセンサーで大気と地表を分析し、数百枚の写真を記録して中継しました。偶然にも、両機ともクレーターのある地域の上空を飛行したため、後に発見された巨大な北部の火山と赤道直下の大峡谷は見逃してしまいました。しかし、接近中の画像には、地球から長い間見えていた暗い特徴は写っていましたが、運河は写っていませんでした。
- ミッション:火星フライバイ
- 質量 413 kg (908 ポンド)
- センサー: デジタルテープレコーダー付き広角および狭角カメラ、赤外線分光計および放射計、紫外線分光計、電波掩蔽計、天体力学計。
現状: マリナー6号とマリナー7号は現在は機能しておらず、太陽中心軌道上にある。[20]
マリナーズ 8 と 9
マリナー8号とマリナー9号は、火星表面の地図を同時に作成するために設計された同一の姉妹機であったが、マリナー8号は打ち上げロケットの故障で失われた。マリナー9号は1971年5月に打ち上げられ、火星初の人工衛星となった。火星周回軌道に乗せるために必要な搭載ロケット推進剤により打ち上げ質量はほぼ2倍になったが、それ以外は前身機とよく似ていた。[1] 1971年11月に火星軌道に入り、赤外線と紫外線の機器で表面の写真撮影と大気の分析を開始した。
1969年以来、マリナー宇宙船の科学的な順序付けや指向などの操作は、限られたメモリを備えた単純な飛行コンピュータを使用してプログラム可能であり、宇宙船は画像やその他の科学データを保存するためにフィルムではなくデジタルテープレコーダーを使用していました。そのため、宇宙船は嵐が弱まり、塵が落ち着き、表面がはっきりと見えるまで待ってから、火星の表面の高品質の画像の全球モザイクを編集することができました。[1]
また、火星の2つの小さな不規則衛星、フォボスとデイモスのクローズアップ写真も初めて撮影されました。[1]
- ミッション: 火星を周回する
- 質量 998 kg (2,200 ポンド)
- センサー: デジタルテープレコーダー付き広角カメラと狭角カメラ、赤外線分光計と放射計、紫外線分光計、電波掩蔽計、天体力学計
状態：
- マリナー8号 – 打ち上げロケットの故障により破壊された。
- マリナー9号 – 停止。少なくとも2022年までは火星軌道上に留まり、その後軌道から外れて火星の大気圏に落ちると予測されていた。[21]
マリナー10
マリナー10号宇宙船は1973年11月3日に打ち上げられ、重力アシスト軌道を採用した最初の宇宙船となった。金星の重力の影響下に入ると加速し、その後金星の重力によってわずかに異なるコースに飛ばされて水星に到達した。[1]また、2つの惑星に至近距離で遭遇した最初の宇宙船であり、33年間水星のクローズアップ写真を撮影した唯一の宇宙船でもあった。
ここで幸運な重力の助けにより、探査機は6か月間隔で地球に戻り、地球の半分をカバーする詳細な地図を作成することができました（水星の遅い自転により、マリナーが戻ったとき、残りの半分は常に暗闇のままでした）。[1]
- ミッション: プラズマ、荷電粒子、磁場、電波掩蔽、天体力学
状況: マリナー 10 – 機能停止し、現在は太陽中心軌道上にあります。
マリナー木星-土星
マリナー木星・土星計画は、複数の宇宙船ですべての外惑星を訪問することを提案したグランドツアー計画の中止後、1972年に承認された。マリナー木星・土星計画では、マリナーから派生した2機の探査機が、2つの巨大ガス惑星のみのフライバイを含む規模を縮小したミッションを実行することが提案されたが、JPLの設計者は、土星を越えてさらに接近することもオプションとして考慮して宇宙船を製造した。軌道は、1機の探査機が最初に木星と土星を訪問し、土星の衛星タイタンをフライバイして衛星の実質的な大気に関する情報を収集できるように選択された。もう1機の探査機は後で木星と土星に到着し、その軌道は、最初の探査機がすべての目的を達成した場合、天王星と海王星に進むことができるか、必要に応じてタイタンのフライバイを行うように方向転換される。 1977年の打ち上げ直前に計画名がボイジャーに変更され、ボイジャー1号がタイタンとの遭遇に成功した後、ボイジャー2号が2つの氷の巨星を訪問した。[3]
参照
注記
- ^ ベネラ1号は1961年に飛来したが、途中で故障し、データは返ってこなかった。
- ^ 11番目の宇宙船であるマリナー10フライトスペアは製造されたが飛行しなかった。NASAは1982年にそれをスミソニアン協会に寄贈し、現在は国立航空宇宙博物館の時間と航行の展示で展示されている。[15]
参考文献
- ^ abcdefghijklmnこの記事には、 パブリックドメイン
である次のソースからのテキストが組み込まれています："Mariner to Mercury, Venus and Mars" (PDF) 。NASA。 2017年2月15日時点のオリジナル(PDF)からアーカイブ。 2020年10月19日閲覧。
- ^ abこの記事には、 パブリック ドメインである次のソースからのテキストが組み込まれています: "Mariner Program". JPL Mission and Spacecraft Library。 2011 年 8 月 7 日時点のオリジナルからアーカイブ。 2011 年12 月 28 日閲覧。
- ^ ab 第 11 章「ボイジャー: ビッグ サイエンスのグランド ツアー」(268 節)、Andrew, J. Butrica 著、From Engineering Science To Big Science ISBN 978-0-16-049640-0、Pamela E. Mack 編集、NASA、1998 年
- ^ 「NASA – NSSDCA – 宇宙船 – 詳細」。nssdc.gsfc.nasa.gov。
- ^ 「第3章」. history.nasa.gov .
- ^ 「Untitled」（PDF） NASA Technical Reports Server 。 2011年12月28日閲覧。
- ^ マクドウェル、ジョナサン。「打ち上げログ」。ジョナサンの宇宙ページ。 2013年1月21日閲覧。
- ^ Siddiqi, Asif A. (2002). 「1962」(PDF) .ディープ スペース クロニクル: 1958 年から 2000 年までのディープ スペースおよび惑星探査機の年表. 航空宇宙史モノグラフ、第 24 号。NASA 歴史局。pp. 34–37。
- ^ Shea, Garrett (2018年9月20日). 「Beyond Earth: A Chronicle of Deep Space Exploration」NASA .
- ^ 「Quick Facts: Mariner 5」。大気宇宙物理学研究所。2021年9月16日時点のオリジナルよりアーカイブ。2021年9月9日閲覧。
- ^ ジェームズ・ジェイソン・ウェントワース (2017 年 6 月 15 日) 曰く。「金星への帰還: マリナー 5 号のミッション」ドリュー・エクス・マキナ。
- ^ Siddiqi, Asif A. (2002). 「1967」(PDF) .ディープ スペース クロニクル: 1958 年から 2000 年までのディープ スペースおよび惑星探査機の年表. 航空宇宙史モノグラフ、第 24 号。NASA 歴史局。pp. 61–68。
- ^ ab パイル、ロッド (2012)。『火星への旅』。プロメテウス・ブックス。ISBN 978-1-61614-589-7。
- ^ “Mariner 10”. 2014年2月19日時点のオリジナルよりアーカイブ。2014年2月2日閲覧。
- ^ 「宇宙船、マリナー10、フライトスペア」 。 2020年10月18日閲覧。
- ^ 「追跡情報覚書: マリナー R 1 号および 2 号」(PDF)。NASA 技術レポート サーバー。2011年12 月 29 日閲覧。
- ^ 「マリナーR宇宙船、ミッションP-37/P-38用」(PDF) NASA技術レポートサーバー2011年12月29日閲覧。
- ^ abcd パイル、ロッド（2012年）。『火星への旅』。プロメテウス・ブックス。p.51。ISBN
978-1-61614-589-7マリナー3号は
故障した発射シュラウドに絡まったまま、太陽の周りを大きな軌道で回っている。
- ^ ab パイル、ロッド（2012年）。『火星への旅』 。プロメテウスブックス。p.56。ISBN
978-1-61614-589-7
最終的に、太陽の周りを大きな軌道で周回していた兄弟機のマリナー3号と合流し、死亡した
。 - ^ ab パイル、ロッド（2012年）。『火星への旅』 。プロメテウスブックス。pp . 61–66。ISBN 978-1-61614-589-7。
- ^ NASA – 今月のNASAの歴史: マリナー9号 2013年5月14日アーカイブ、Wayback Machine、2011年11月29日 – 第4巻、第9号
帰属:
- この記事には、マリナーから水星、金星、火星まで（PDF） のパブリックドメインの資料が組み込まれています。アメリカ航空宇宙局。2020年10月18日閲覧。