Marinero 9
Mariner 9 (Mariner Mars '71 / Mariner-I) fue una nave espacial robótica que contribuyó en gran medida a la exploración de Marte y formó parte del programa Mariner de la NASA. Mariner 9 fue lanzado hacia Marte el 30 de mayo de 1971 desde LC-36B en la Estación de la Fuerza Aérea de Cabo Cañaveral, Florida, y llegó al planeta el 14 de noviembre del mismo año, convirtiéndose en la primera nave espacial en orbitar otro planeta, superando por poco a la soviética. las sondas Mars 2 (lanzadas el 19 de mayo) y Mars 3 (lanzadas el 28 de mayo), las cuales llegaron a Marte solo unas semanas después.
Después de la ocurrencia de tormentas de polvo en el planeta durante varios meses después de su llegada, el orbitador logró enviar imágenes claras de la superficie. Mariner 9 devolvió con éxito 7.329 imágenes en el transcurso de su misión, que concluyó en octubre de 1972.
Objetivos
El Mariner 9 se diseñó para continuar los estudios atmosféricos iniciados por los Mariner 6 y 7, y para cartografiar más del 70 % de la superficie marciana desde la altitud más baja (1500 kilómetros (930 mi)) y con las resoluciones más altas (desde 1 kilómetro a 100 metros (1100 a 110 yardas) por píxel) de cualquier misión a Marte hasta ese momento. Se incluyó un radiómetro infrarrojo para detectar fuentes de calor en busca de evidencia de actividad volcánica. Fue para estudiar los cambios temporales en la atmósfera y la superficie marcianas. Marte' dos lunas también iban a ser analizadas. Mariner 9 cumplió con creces sus objetivos.
Según los planes originales, se iba a realizar una misión dual como los Mariners 6–7, sin embargo, el lanzamiento fallido del Mariner 8 arruinó este plan y obligó a los planificadores de la NASA a recurrir a una misión más simple de una sonda. La NASA todavía tenía la esperanza de que se pudiera preparar otra sonda Mariner y Atlas-Centaur antes de que se cerrara la ventana de lanzamiento a Marte de 1971. Surgieron algunos problemas logísticos, incluida la falta de una cubierta de carga útil Centaur disponible con la configuración correcta para las sondas Mariner; sin embargo, había una cubierta en el inventario de la NASA que podía modificarse. Convair también tenía un escenario Centaur disponible y podría tener un Atlas listo a tiempo, pero la idea finalmente se abandonó por falta de fondos.
Mariner 9 se acopló a Atlas-Centaur AC-23 el 9 de mayo con la investigación sobre la falla de Mariner 8 en curso. El mal funcionamiento se atribuyó a un problema en el servoamplificador de control de cabeceo del Centaur y, dado que no estaba claro si la nave espacial en sí misma había sido la responsable, se realizaron pruebas de RFI en el Mariner 9 para garantizar que la sonda no emitiera interferencias que pudieran causar problemas. con la electrónica del Centauro. Todas las pruebas resultaron negativas y el 22 de mayo, un paquete de giroscopio de velocidad probado y verificado llegó de Convair y se instaló en el Centaur.
El despegue tuvo lugar el 30 de mayo a las 22:23:04 UT. Todos los sistemas del vehículo de lanzamiento funcionaron normalmente y el Mariner se separó del Centaur a los 13 minutos y 18 segundos después del lanzamiento.
Instrumentos
- Espectrometer ultravioleta (UVS)
- Espectrometer de interferómetro infrarrojo (IRIS)
- Mecánica Celestial (no un instrumento separado; dependía de mediciones de seguimiento incluyendo rango, rango y Doppler)
- Ocultación S-Band (no un instrumento separado; el experimento observó la atenuación de la señal de comunicación cuando el satélite orbitante se desmayó de vista)
- Radiometro infrarrojo (IRR)
- Sistema de imágenes visuales – en una órbita inferior, la mitad de las misiones Mariner 6 y Mariner 7 flyby, y con un sistema de imagen mejorada, Mariner 9 logró una resolución de 98 metros (320 pies) por pixel, mientras que las sondas marcianas anteriores habían alcanzado sólo unos 790 metros (2.600 pies) por pixel.
Logros
Mariner 9 fue la primera nave espacial en orbitar otro planeta. Llevaba una carga útil de instrumentos similar a la de los Mariners 6 y 7, pero debido a la necesidad de un sistema de propulsión más grande para controlar la nave espacial en órbita marciana, pesaba más que los Mariners 6 y 7 combinados.
Cuando el Mariner 9 llegó a Marte el 14 de noviembre de 1971, los científicos planetarios se sorprendieron al descubrir que la atmósfera estaba densa con "una capa de polvo en todo el planeta, la tormenta más grande jamás observada". La superficie estaba totalmente oscurecida. Por lo tanto, la computadora de Mariner 9 fue reprogramada desde la Tierra para retrasar la obtención de imágenes de la superficie durante un par de meses hasta que se asentara el polvo. Las imágenes de la superficie principal no se iniciaron hasta mediados de enero de 1972. Sin embargo, las imágenes oscurecidas en la superficie contribuyeron a la recopilación de la ciencia de Marte, incluida la comprensión de la existencia de varios volcanes enormes de gran altitud del Tharsis Bulge que gradualmente se hicieron visibles como la tormenta de polvo amainó. Esta situación inesperada hizo un fuerte argumento a favor de la conveniencia de estudiar un planeta desde la órbita en lugar de simplemente pasar volando. También destacó la importancia de un software de misión flexible. Las sondas Mars 2 y Mars 3 de la Unión Soviética, que llegaron durante la misma tormenta de polvo, no pudieron adaptarse a las condiciones inesperadas, lo que limitó severamente la cantidad de datos que pudieron recopilar.
Después de 349 días en órbita, Mariner 9 había transmitido 7329 imágenes, cubriendo el 85 % de la superficie de Marte. superficie, mientras que las misiones de sobrevuelo anteriores habían arrojado menos de mil imágenes que cubrían solo una pequeña porción de la superficie planetaria. Las imágenes revelaron lechos de ríos, cráteres, volcanes extintos masivos (como Olympus Mons, el volcán más grande conocido en el Sistema Solar; Mariner 9 condujo directamente a su reclasificación de Nix Olympica), cañones (incluido el Valles Marineris, un sistema de cañones sobre alrededor de 4.020 kilómetros (2.500 mi) de largo), evidencia de erosión y deposición eólica e hídrica, frentes meteorológicos, nieblas y más. Marte' También se fotografiaron lunas pequeñas, Fobos y Deimos.
Los hallazgos de la misión Mariner 9 sustentaron el programa Viking posterior.
El enorme sistema de cañones Valles Marineris lleva el nombre de Mariner 9 en honor a sus logros.
Después de agotar su suministro de gas de control de actitud, la nave espacial se apagó el 27 de octubre de 1972.
Construcción
El espectrómetro ultravioleta a bordo del Mariner 9 fue construido por el Laboratorio de Física Atmosférica y Espacial de la Universidad de Colorado, Boulder, Colorado. El equipo del espectrómetro ultravioleta estuvo dirigido por el profesor Charles Barth.
El equipo del espectrómetro de interferómetro infrarrojo (IRIS) estuvo dirigido por el Dr. Rudolf A. Hanel del Centro de vuelos espaciales Goddard de la NASA (GSFC). El instrumento IRIS fue construido por Texas Instruments, Dallas, Texas.
El equipo de radiómetro infrarrojo (IRR) estuvo dirigido por el profesor Gerald Neugebauer del Instituto de Tecnología de California (Caltech).
Logros de códigos de corrección de errores
Para controlar los errores en la recepción de los datos de imagen en escala de grises enviados por Mariner 9 (causados por una baja relación señal-ruido), los datos tenían que codificarse antes de la transmisión utilizando el llamado código de corrección de errores directo. (FEC). Sin FEC, el ruido habría constituido aproximadamente una cuarta parte de una imagen recibida, mientras que FEC codificó los datos de forma redundante, lo que permitió la reconstrucción de la mayoría de los datos de imagen enviados en la recepción.
Dado que el hardware volado estaba limitado con respecto al peso, el consumo de energía, el almacenamiento y la potencia informática, se tuvieron que tener en cuenta algunas consideraciones al elegir un FEC, y se decidió usar un código Hadamard para Mariner 9. Cada píxel de imagen se representó como un valor binario de seis bits, que tenía 64 niveles de escala de grises posibles. Debido a las limitaciones del transmisor, la longitud de datos útil máxima era de unos 30 bits. En lugar de utilizar un código de repetición, se utilizó un código Hadamard [32, 6, 16], que también es un código Reed-Muller de primer orden. Los errores de hasta siete bits por cada palabra de 32 bits podrían corregirse utilizando este esquema. En comparación con un código de cinco repeticiones, las propiedades de corrección de errores de este código de Hadamard eran mucho mejores, pero su tasa de datos era comparable. El algoritmo de decodificación eficiente fue un factor importante en la decisión de utilizar este código. El circuito utilizado se llamó 'Green Machine', que empleó la transformada rápida de Fourier, aumentando la velocidad de decodificación en un factor de tres.
Ubicación actual
Hasta febrero de 2022, se desconoce la ubicación del Mariner 9; todavía está en órbita, o ya se quemó en la atmósfera marciana o se estrelló contra la superficie de Marte.
La NASA ha proporcionado varias fechas de cuándo el Mariner 9 podría entrar en la atmósfera marciana. En 2011, la NASA predijo que el Mariner 9 se quemaría o chocaría contra Marte alrededor de 2022. Sin embargo, una revisión de 2018 de la página de la misión del Mariner 9 realizada por la NASA esperaba que el Mariner 9 chocara contra Marte "alrededor de 2020". En el momento de la misión, Mariner 9 se quedó en una órbita que no decaería durante al menos 50 años, lo que situó la fecha más temprana de entrada en la atmósfera en octubre de 2022.