«Викинг-1» был первым из двух космических кораблей , наряду с «Викингом-2» , каждый изкоторых состоял из орбитального аппарата и посадочного модуля, отправленных на Марс в рамках программы НАСА «Викинг» . [2] Посадочный модуль приземлился на Марсе 20 июля 1976 года, став первым успешным посадочным модулем в истории. «Викинг-1» проработал на Марсе 2307 дней (более 6,5 лет ) [ 2] или 2245 марсианских солнечных дней , что стало самой продолжительной миссией на поверхности Марса [2] , пока рекорд не был побит марсоходом «Оппортьюнити» 19 мая 2010 года. [6] ]
После запуска с использованием ракеты-носителя «Титан / Кентавр» 20 августа 1975 года и 11-месячного полета к Марсу [7] орбитальный аппарат начал возвращать глобальные изображения Марса примерно за пять дней до выхода на орбиту. Орбитальный аппарат «Викинг-1» был выведен на орбиту Марса 19 июня 1976 года [8] и 21 июня выведен на орбиту с размерами 1513 х 33 000 км и длительностью 24,66 часа. Посадка на Марс была запланирована на 4 июля 1976 года, США . Двухсотлетие , но снимки основного места приземления показали, что оно слишком трудное 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 аппарата в 08:51 UTC и приземлился на Планиции Хрис в 11:53:06 UTC. [11] Это была первая попытка США высадиться на Марс. [12]
Приборы орбитального корабля состояли из двух видикон- 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 сближения с Фобосом в феврале 1977 года. [15] Периапсис был уменьшен до 300 км 11 марта 1977 года . [16] Незначительные корректировки орбиты время от времени делались в ходе миссии, в первую очередь для изменения маршрута полета. скорость — скорость, с которой ареоцентрическая долгота менялась с каждым витком, а перицентр поднимался до 357 км 20 июля 1979 года. 7 августа 1980 года у орбитального корабля «Викинг-1» заканчивался газ для управления ориентацией , и его орбита была поднята с От 357 × 33 943 км до 320 × 56 000 км для предотвращения столкновения с Марсом и возможного загрязнения до 2019 года. Работы 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 находился на орбите. [17] Более 57 000 изображений были отправлены обратно на Землю.
Посадочный модуль и его аэрооболочка отделились от орбитального аппарата 20 июля в 08:51 UTC. В момент отделения посадочный модуль находился на орбите со скоростью около 5 километров в секунду (3,1 мили в секунду). Задние ракеты аэрооболочки выстрелили, 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 абляционным тепловым экраном замедлила корабль, когда он погружался в атмосферу . За это время были проведены входные научные эксперименты с использованием анализатора замедляющего потенциала, масс-спектрометра , а также датчиков давления, температуры и плотности. [13] На высоте 6 км (3,7 мили) и скорости около 250 метров в секунду (820 футов в секунду) раскрылись парашюты посадочного модуля диаметром 16 м. Через семь секунд аэрооболочка была сброшена, а еще через 8 секунд были выдвинуты три опоры посадочного модуля. За 45 секунд парашют замедлил спускаемый аппарат до 60 метров в секунду (200 футов в секунду). На высоте 1,5 км (0,93 мили) загорелись тормозные ракеты на самом посадочном модуле, и 40 секунд спустя на скорости около 2,4 м / с (7,9 фута / с) посадочный модуль прибыл на Марс с относительно легким толчком. Ноги имели сотовые алюминиевые амортизаторы для смягчения приземления. [13]
Приземляющиеся ракеты использовали конструкцию с 18 соплами для распространения выхлопных газов водорода и азота на большую площадь. НАСА подсчитало, что этот 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 Викинга были сосредоточены на материале поверхности, более простая конструкция не пригодилась бы. [18]
Посадочный модуль " Викинг -1" приземлился на западе Хрис-Планитии ("Золотая равнина") на 22 ° 41'49 "N 312 ° 03'00" E / 22,697 ° N 312,05 ° E / 22,697; 312,05 [2] [11] на опорной высоте -2,69 километра (-1,67 мили) относительно опорного эллипсоида с экваториальным радиусом 3397 километров (2111 миль) и плоскостностью 0,0105 (22,480° с.ш., 47,967° з.д. планетографического ) в 11:53:06 UTC (16:13 по местному марсианскому времени). [18] При приземлении 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 эти минуты посадочный модуль активировался. Он установил антенну с высоким коэффициентом усиления, направленную на Землю для прямой связи, и развернул метеорологическую стрелу, оснащенную датчиками. В следующие семь минут был сделан второй снимок панорамы с обзором 300° (показан ниже). [19] На следующий день после приземления был сделан первый цветной снимок поверхности Марса (показан ниже). Сейсмометру не удалось освободиться, а стопорный штифт рычага пробоотборника застрял, и на его вытряхивание потребовалось пять дней. В остальном все эксперименты прошли нормально.
У посадочного модуля было два способа возврата данных на Землю: ретрансляционная связь с орбитальным аппаратом и обратно, а также прямая связь с Землей. Орбитальный аппарат мог передавать на Землю (S-диапазон) со скоростью от 2000 до 16 000 бит/с (в зависимости от расстояния между Марсом и Землей), а спускаемый аппарат мог передавать на орбитальный аппарат со скоростью 16 000 бит/с. [20] Пропускная способность ретрансляционной линии связи была примерно в 10 раз выше, чем у прямой линии связи. [13]
На посадочном аппарате было две факсимильные камеры; три анализа на метаболизм, рост или фотосинтез; газовый хроматограф-масс-спектрометр; рентгенофлуоресцентный спектрометр; датчики давления, температуры и скорости ветра; трехосный сейсмометр; магнит на пробоотборнике, наблюдаемый камерами; и различные инженерные датчики. [13]
В январе 1981 года спускаемый аппарат « Викинг -1» был назван Мемориальной станцией Томаса Матча в честь Томаса А. Матча , руководителя группы изображений «Викинг». [21] Посадочный модуль проработал 2245 сол (около 2306 земных дней или 6 лет) до 11 ноября 1982 года (2600 сол), когда ошибочная команда, отправленная наземным управлением, привела к потере контакта. Команда была предназначена для подключения нового программного обеспечения для зарядки аккумулятора, чтобы улучшить ухудшающуюся емкость аккумулятора посадочного модуля, но она случайно перезаписала данные, используемые программным обеспечением наведения антенны. Попытки связаться с посадочным модулем в течение следующих четырех месяцев, исходя из предполагаемого положения антенны, не увенчались успехом. [22] В 2006 году посадочный модуль «Викинг-1» был сфотографирован на поверхности Марса марсианским разведывательным орбитальным аппаратом . [23]
«Викинг-1» провел биологический эксперимент, целью которого был поиск доказательств жизни. Биологические эксперименты на посадочном модуле «Викинг» весили 15,5 кг (34 фунта) и состояли из трех подсистем: эксперимента с пиролитическим высвобождением (PR), эксперимента с меченым высвобождением (LR) и эксперимента по газообмену (GEX). Кроме того, независимо от биологических экспериментов, «Викинг» имел при себе газовый хроматограф-масс-спектрометр, который мог измерять состав и содержание органических соединений в марсианской почве. [24] Результаты были неожиданными и интересными: спектрометр дал отрицательный результат; PR дал отрицательный результат, GEX дал отрицательный результат и LR дал положительный результат. [25] Ученый-викинг Патрисия Страат заявила в 2009 году: «Наш эксперимент [LR] был определенно положительным ответом на всю жизнь, но многие люди утверждали, что это был ложноположительный результат по ряду причин». [26] Большинство учёных теперь полагают, что эти данные возникли из-за неорганических химических реакций почвы; однако эта точка зрения может измениться после недавнего открытия приповерхностного льда вблизи зоны высадки «Викинга» . [27] Некоторые учёные до сих пор полагают, что результаты были обусловлены живыми реакциями. Никаких органических веществ в почве обнаружено не было. Однако в засушливых районах Антарктиды также нет обнаруживаемых органических соединений, но есть организмы, живущие в скалах. [28] На Марсе, в отличие от Земли, почти нет озонового слоя, поэтому ультрафиолетовый свет стерилизует поверхность и производит высокореактивные химические вещества, такие как пероксиды, которые окисляют любые органические химические вещества. [29] Посадочный модуль «Феникс» обнаружил химический перхлорат в марсианской почве. Перхлорат является сильным окислителем, поэтому он может разрушить любое органическое вещество на поверхности. [30] Если бы он широко распространился на Марсе, углеродная жизнь на поверхности почвы была бы затруднена.
Гравитационное замедление времени — это явление, предсказанное общей теорией относительности , согласно которому время течет медленнее в областях с более низким гравитационным потенциалом . Ученые использовали посадочный модуль, чтобы проверить эту гипотезу, отправив радиосигналы посадочному аппарату на Марсе и поручив посадочному аппарату отправлять сигналы обратно, в тех случаях, когда иногда сигнал проходил близко к Солнцу. Ученые обнаружили, что наблюдаемые Шапиро задержки сигналов соответствуют предсказаниям общей теории относительности. [31]
Кликабельное изображение: при нажатии на метки откроется новая статья.
.jpg/1280px-12e189(Sol379-7.84).jpg)
