stringtranslate.com

Викинг 1

Viking 1 был первым из двух космических аппаратов , наряду с Viking 2 , каждый из которых состоял из орбитального аппарата и посадочного модуля, отправленных на Марс в рамкахпрограммы NASA Viking . [2] Посадочный модуль приземлился на Марсе 20 июля 1976 года, став первым успешным посадочным модулем на Марсе в истории. Viking 1 проработал на Марсе 2307 дней (более 6 1⁄4 лет ) или 2245 марсианских солнечных дней , что было самой продолжительной внеземной миссией на поверхности, пока рекорд не был побит марсоходом Opportunity 19 мая 2010 года. [ 6]

Миссия

После запуска с помощью ракеты-носителя Titan / Centaur 20 августа 1975 года и 11-месячного круиза к Марсу [7] орбитальный аппарат начал возвращать глобальные изображения Марса примерно за пять дней до выхода на орбиту. Орбитальный аппарат Viking 1 был выведен на орбиту Марса 19 июня 1976 года [8] и обрезан до сертификационной орбиты 1513 x 33 000 км, 24,66 ч 21 июня. Посадка на Марс была запланирована на 4 июля 1976 года, двухсотлетие Соединенных Штатов , но съемка основного места посадки показала, что оно слишком неровное для безопасной посадки. [9] Посадка была отложена до тех пор, пока не было найдено более безопасное место [9] , и вместо этого состоялась 20 июля [8] в седьмую годовщину высадки Аполлона-11 на Луну. [10] Посадочный модуль отделился от орбитального в 08:51 UTC и приземлился на плато Хриса в 11:53:06 UTC. [11] Это была первая попытка США совершить посадку на Марс. [12]

Орбитер

Инструменты орбитального аппарата состояли из двух видиконовых камер для получения изображений, инфракрасного спектрометра для картирования водяного пара и инфракрасных радиометров для теплового картирования. [13] Основная миссия орбитального аппарата завершилась в начале солнечного соединения 5 ноября 1976 года. Расширенная миссия началась 14 декабря 1976 года после солнечного соединения. [14] Операции включали близкие подходы к Фобосу в феврале 1977 года. [ 15] Перицентр был уменьшен до 300 км 11 марта 1977 года. [16] Незначительные корректировки орбиты время от времени проводились в ходе миссии, в основном для изменения скорости ходьбы — скорости, с которой ареоцентрическая долгота изменялась с каждым витком, и перицентр был увеличен до 357 км 20 июля 1979 года. 7 августа 1980 года у орбитального аппарата Viking 1 заканчивался газ для управления ориентацией , и его орбита была увеличена с 357 × 33 943 км до 320 × 56 000 км, чтобы предотвратить столкновение с Марсом и возможное загрязнение до 2019 года. Операции были прекращены 17 августа 1980 года после 1485 витков. Анализ 2009 года пришел к выводу, что, хотя нельзя исключать возможность столкновения Викинга-1 с Марсом, он, скорее всего, все еще находится на орбите. [17] На Землю было отправлено более 57 000 изображений.

Ландер

Аэрооболочка Viking

Посадочный модуль и его аэрооболочка отделились от орбитального модуля 20 июля в 08:51 UTC. На момент разделения посадочный модуль находился на орбите со скоростью около 5 километров в секунду (3,1 мили в секунду). Тормозные ракетные двигатели аэрооболочки сработали, чтобы начать маневр схода посадочного модуля с орбиты. Через несколько часов на высоте около 300 километров (190 миль) посадочный модуль был переориентирован для входа в атмосферу. Аэрооболочка с ее абляционным тепловым экраном замедляла корабль, когда он погружался в атмосферу . В это время проводились научные эксперименты по входу в атмосферу с использованием анализатора замедляющего потенциала, масс-спектрометра , а также датчиков давления, температуры и плотности. [13] На высоте 6 км (3,7 мили), двигаясь со скоростью около 250 метров в секунду (820 футов в секунду), раскрылись парашюты посадочного модуля диаметром 16 м. Семь секунд спустя аэрооболочка была сброшена, а через восемь секунд были выпущены три опоры посадочного модуля. За 45 секунд парашют замедлил посадочный модуль до 60 метров в секунду (200 футов в секунду). На высоте 1,5 км (0,93 мили) были включены тормозные двигатели на самом посадочном модуле, и через 40 секунд на скорости около 2,4 м/с (7,9 фута/с) посадочный модуль прибыл на Марс с относительно легким толчком. Ноги имели ячеистые алюминиевые амортизаторы для смягчения посадки. [13]

Документальный клип, рассказывающий о посадке «Викинга-1» с анимацией и видеоматериалами центра управления

Посадочные ракеты использовали конструкцию с 18 соплами для распространения выхлопных газов водорода и азота по большой площади. НАСА подсчитало, что такой подход будет означать, что поверхность не будет нагреваться более чем на 1 °C (1,8 °F), и что она будет перемещать не более 1 миллиметра (0,04 дюйма) поверхностного материала. [11] Поскольку большинство экспериментов Viking были сосредоточены на поверхностном материале, более простая конструкция не подошла бы. [18]

Посадочный модуль Viking 1 приземлился в западной части равнины Хрис («Золотая равнина») в точке с координатами 22°41′49″ с. ш. 312°03′00″ в. д. / 22,697° с. ш. 312,05° в. д. / 22,697; 312,05 [2] [11] на высоте отсчета −2,69 километра (−1,67 мили) относительно референц-эллипсоида с экваториальным радиусом 3397 километров (2111 миль) и плоскостью 0,0105 (22,480° с. ш., 47,967° з. д. планетарное) в 11:53:06 UTC (16:13 по местному времени Марса). [18] При посадке осталось около 22 килограммов (49 фунтов) топлива. [11]

Передача первого изображения поверхности началась через 25 секунд после приземления и заняла около четырех минут (см. ниже). В течение этих минут посадочный модуль активировал себя. Он установил антенну с высоким коэффициентом усиления, направленную на Землю для прямой связи, и развернул метеорологическую стрелу, оснащенную датчиками. В течение следующих семи минут был сделан второй снимок панорамной сцены в 300° (показан ниже). [19] На следующий день после приземления был сделан первый цветной снимок поверхности Марса (показан ниже). Сейсмометр не удалось освободить, а стопорный штифт рычага пробоотборника застрял, и потребовалось пять дней, чтобы его вытряхнуть. В остальном все эксперименты прошли нормально.

У посадочного модуля было два способа возврата данных на Землю: ретрансляционная связь с орбитальным модулем и обратно, а также прямая связь с Землей. Орбитальный модуль мог передавать данные на Землю (S-диапазон) со скоростью от 2000 до 16 000 бит/с (в зависимости от расстояния между Марсом и Землей), а посадочный модуль мог передавать данные на орбитальный модуль со скоростью 16 000 бит/с. [20] Пропускная способность ретрансляционной связи была примерно в 10 раз выше, чем у прямой связи. [13]

Первое "четкое" изображение, когда-либо переданное с поверхности Марса – показывает камни около посадочного модуля Viking 1 (20 июля 1976 г.). Дымка слева, возможно, пыль, недавно поднятая приземляющимися ракетами. Из-за "медленного сканирования" факсимильной природы камер пыль осела к середине изображения.

Посадочный модуль имел две факсимильные камеры; три анализатора метаболизма, роста или фотосинтеза; газовый хроматограф-масс-спектрометр; рентгеновский флуоресцентный спектрометр; датчики давления, температуры и скорости ветра; трехосевой сейсмометр; магнит на пробоотборнике, наблюдаемый камерами; и различные инженерные датчики. [13]

Фотография марсианского посадочного модуля «Викинг-1», сделанная аппаратом Mars Reconnaissance Orbiter в 2006 году.

Посадочный модуль Viking 1 был назван Мемориальной станцией Томаса Матча в январе 1981 года в честь Томаса А. Матча , руководителя группы по съемке Viking. [21] Посадочный модуль проработал 2245 солов (около 2306 земных дней или 6 лет) до 11 ноября 1982 года (2600-й сол), когда ошибочная команда, отправленная наземным управлением, привела к потере связи. Команда была предназначена для передачи нового программного обеспечения для зарядки аккумулятора, чтобы улучшить ухудшающуюся емкость аккумулятора посадочного модуля, но она непреднамеренно перезаписала данные, используемые программным обеспечением для наведения антенны. Попытки связаться с посадочным модулем в течение следующих четырех месяцев, основываясь на предполагаемом положении антенны, не увенчались успехом. [22] В 2006 году посадочный модуль Viking 1 был сфотографирован на поверхности Марса аппаратом Mars Reconnaissance Orbiter . [23]

Результаты миссии

Поиск жизни

Viking 1 проводил биологический эксперимент, целью которого был поиск доказательств жизни. Биологические эксперименты посадочного модуля Viking весили 15,5 кг (34 фунта) и состояли из трех подсистем: эксперимента по пиролитическому высвобождению (PR), эксперимента по маркированному высвобождению (LR) и эксперимента по газообмену (GEX). Кроме того, независимо от биологических экспериментов, Viking нес газовый хроматограф-масс-спектрометр, который мог измерять состав и содержание органических соединений в марсианской почве. [24] Результаты были удивительными и интересными: спектрометр дал отрицательный результат; PR дал отрицательный результат, GEX дал отрицательный результат, а LR дал положительный результат. [25] Ученый Viking Патрисия Страат заявила в 2009 году: «Наш эксперимент [LR] был определенно положительным ответом на жизнь, но многие люди утверждали, что он был ложноположительным по разным причинам». [26] Большинство ученых сейчас считают, что данные были получены из-за неорганических химических реакций почвы; Однако эта точка зрения может измениться после недавнего открытия приповерхностного льда вблизи зоны посадки Viking . [27] Некоторые ученые по-прежнему считают, что результаты были вызваны живыми реакциями. В почве не было обнаружено никаких органических химикатов. Однако в засушливых районах Антарктиды также нет обнаруживаемых органических соединений, но в скалах обитают организмы. [28] На Марсе почти нет озонового слоя, в отличие от Земли, поэтому ультрафиолетовый свет стерилизует поверхность и производит высокореактивные химикаты, такие как пероксиды, которые окисляют любые органические химикаты. [29] Phoenix Lander обнаружил химический перхлорат в марсианской почве. Перхлорат является сильным окислителем, поэтому он мог разрушить любую органическую материю на поверхности. [30] Если он широко распространен на Марсе, на поверхности почвы будет затруднена жизнь на основе углерода .

Первая панорама отВикинг 1посадочный модуль

Первый панорамный вид с поверхности Марса, сделанный аппаратом Viking 1. Снято 20 июля 1976 года.

Викинг 1галерея изображений

Проверка общей теории относительности

Высокоточная проверка общей теории относительности космическим зондом «Кассини» (впечатление художника)

Гравитационное замедление времени — это явление, предсказанное общей теорией относительности , при котором время течет медленнее в областях с более низким гравитационным потенциалом . Ученые использовали посадочный модуль для проверки этой гипотезы, посылая радиосигналы на посадочный модуль на Марсе и давая ему команду посылать обратные сигналы, в случаях, которые иногда включали прохождение сигнала близко к Солнцу. Ученые обнаружили, что наблюдаемые задержки Шапиро сигналов соответствовали предсказаниям общей теории относительности. [31]

Снимки с орбитального аппарата

Местоположение посадочного модуля

Карта Марса
( просмотр • обсуждение )
Интерактивная карта-изображение глобальной топографии Марса , на которую наложено положение марсоходов и посадочных модулей . Расцветка базовой карты указывает на относительные высоты марсианской поверхности.
Кликабельное изображение: Нажатие на метки откроет новую статью.
(   Активный •  Неактивный •  Планируется)
(См. также: Карта Марса ; Список мемориалов Марса )
Бигль 2
Любопытство
Глубокий космос 2
Понимание
Марс 2
Марс 3
Марс 6
Марсианский полярный посадочный модуль ↓
Возможность
Упорство
Феникс
Розалинд Франклин
Скиапарелли EDM
Странник
Дух
Чжуронг
Викинг 1
Викинг 2

Смотрите также

Примечания

  1. ^ "полностью заправленная пара орбитальный аппарат-посадочный модуль" [1]

Ссылки

  1. ^ "Viking 1 Lander". Национальный центр космических научных данных .
  2. ^ abcdef Уильямс, Дэвид Р. доктор (18 декабря 2006 г.). «Миссия викингов на Марс». НАСА . Проверено 2 февраля 2014 г.
  3. ^ "Viking 1". Лаборатория реактивного движения NASA (JPL) . NASA . 19 октября 2016 г. Получено 27 ноября 2018 г.
  4. ↑ Ши, Гарретт (20 сентября 2018 г.). «За пределами Земли: хроника исследования дальнего космоса». NASA .
  5. ^ Нельсон, Джон. "Viking 1". NASA . Получено 2 февраля 2014 г.
  6. ↑ Томпсон, Андреа (30 апреля 2010 г.). «Рекорд самой длительной миссии на Марс может быть побит». Space.com . Получено 14 июня 2024 г.
  7. ↑ Лофф, Сара (20 августа 2015 г.). «20 августа 1975 г., запуск Викинга-1». NASA . Получено 18 июля 2019 г. .
  8. ^ ab Angelo, Joseph A. (14 мая 2014 г.). Энциклопедия космоса и астрономии. Infobase Publishing. стр. 641. ISBN 9781438110189.
  9. ^ ab Croswell, Ken (21 октября 2003 г.). Великолепный Марс. Simon and Schuster. стр. 23. ISBN 9780743226011.
  10. ^ Сток, Филип Дж. (24 сентября 2012 г.). Международный атлас исследований Марса: Том 1, 1953-2003: Первые пять десятилетий. Cambridge University Press. ISBN 9781139560252.
  11. ^ abcd "Viking 1 Orbiter". Национальный центр космических научных данных . Получено 18 июля 2019 г.
  12. ^ "Хронология исследования Марса". history.nasa.gov . Получено 16 августа 2019 г. .
  13. ^ abcde Soffen, GA; Snyder, CW (август 1976). «Первая миссия Viking на Марс». Science . New Series. 193 (4255): 759–766. Bibcode :1976Sci...193..759S. doi :10.1126/science.193.4255.759. JSTOR  1742875. PMID  17747776.
  14. ^ "Профиль миссии орбитального аппарата Viking 1". Техасский университет . Получено 10 ноября 2022 г.
  15. ^ RE Diehl, MJ Adams; Rinderle, Ea (1 марта 1979 г.). «Траектория встречи с Фобосом и проектирование маневров». Journal of Guidance and Control . 2 (2): 123–129. Bibcode : 1979JGCD....2..123.. doi : 10.2514/3.55847. ISSN  0162-3192.
  16. ^ Ulivi, Paolo; Harland, David M. (8 декабря 2007 г.). Роботизированное исследование Солнечной системы: Часть I: Золотой век 1957–1982 гг. Springer Science & Business Media. стр. 251. ISBN 9780387739830.
  17. ^ Джефферсон, Дэвид С.; Демчак, Стюарт В.; Эспозито, Паскуале Б.; Круизинга, Герхард Л. (10–13 августа 2009 г.). Исследование орбитального статуса Викинга-1 (PDF) . Конференция AIAA по наведению, навигации и управлению. Архивировано из оригинала (PDF) 7 ноября 2017 г.
  18. ^ ab "Viking 1 Lander Mission Profile". Техасский университет . Получено 10 ноября 2022 г.
  19. ^ Mutch, TA; et al. (август 1976 г.). «Поверхность Марса: вид с посадочного модуля Viking 1». Science . New Series. 193 (4255): 791–801. Bibcode :1976Sci...193..791M. doi :10.1126/science.193.4255.791. JSTOR  1742881. PMID  17747782. S2CID  42661323.
  20. ^ "Миссия Викингов на Марс JPL" (PDF) .
  21. ^ "NASA – NSSDCA – Космический корабль – Подробности". nssdc.gsfc.nasa.gov . Получено 5 марта 2021 г. .
  22. ^ DJ Mudgway (1983). Поддержка систем телекоммуникаций и сбора данных для миссии Viking 1975 на Марс (PDF) (Отчет). Лаборатория реактивного движения NASA . Получено 22 июня 2009 г.
  23. ↑ Марсианский орбитальный аппарат NASA сфотографировал Spirit и Vikings на Земле (отчет). NASA . 2006. Архивировано из оригинала 5 августа 2011 г. Получено 20 июля 2011 г.
  24. ^ "Жизнь на Марсе". www.msss.com . Архивировано из оригинала 20 октября 2014 года.
  25. ↑ Данные Viking могут скрывать новые доказательства существования жизни. Барри Э. ДиГрегорио, 16 июля 2000 г.
  26. ↑ Viking 2, вероятно, был близок к обнаружению H2O. Архивировано 30 сентября 2009 г. на Wayback Machine Айрин Клотц, Discovery News, 28 сентября 2009 г.
  27. ^ Stuurman, CM; Osinski, GR; Holt, JW; Levy, JS; Brothers, TC; Kerrigan, M.; Campbell, BA (28 сентября 2016 г.). «Обнаружение и характеристика подповерхностных залежей водяного льда в Utopia Planitia, Марс» с помощью SHARAD. Geophysical Research Letters . 43 (18): 9484–9491. Bibcode : 2016GeoRL..43.9484S. doi : 10.1002/2016gl070138 .
  28. ^ Фридман, Э. 1982. Эндолитические микроорганизмы в холодной пустыне Антарктиды. Наука: 215. 1045–1052.
  29. ^ Хартманн, В. 2003. Путеводитель по Марсу . Workman Publishing. Нью-Йорк, Нью-Йорк.
  30. ↑ Слухи об инопланетянах развеяны, поскольку НАСА объявило об открытии перхлората Феникса. Архивировано 4 сентября 2010 г. на Wayback Machine AJS Rayl, 6 августа 2008 г.
  31. ^ Reasenberg, RD; Shapiro, II; MacNeil, PE; Goldstein, RB; Breidenthal, JC; Brenkle, JP; et al. (декабрь 1979 г.). "Эксперимент по теории относительности Viking – Проверка замедления сигнала солнечной гравитацией". Astrophysical Journal Letters . 234 : L219–L221. Bibcode : 1979ApJ...234L.219R. doi : 10.1086/183144 .

Внешние ссылки

На Викискладе есть медиафайлы по теме Викинг 1 .