Vikingo 1
Viking 1 fue la primera de dos naves espaciales, junto con Viking 2, cada una compuesta por un orbitador y un módulo de aterrizaje, enviadas a Marte. como parte del programa Viking de la NASA. El módulo de aterrizaje aterrizó en Marte el 20 de julio de 1976, el primer módulo de aterrizaje exitoso de la historia. Viking 1 operó en Marte durante 2307 días (más de 61⁄4 años) o 2245 días solares marcianos, la misión más larga en la superficie de Marte hasta que el rover Opportunity batió el récord el 19 de mayo de 2010.
Misión
Después del lanzamiento con un vehículo de lanzamiento Titan/Centaur el 20 de agosto de 1975 y un viaje de 11 meses a Marte, el orbitador comenzó a enviar imágenes globales de Marte unos cinco días antes de la inserción en órbita. El orbitador Viking 1 se insertó en la órbita de Marte el 19 de junio de 1976 y se recortó a una órbita de certificación del sitio de 1513 x 33 000 km y 24,66 h el 21 de junio. El aterrizaje en Marte estaba previsto para el 4 de julio de 1976, el Bicentenario de los Estados Unidos, pero las imágenes del sitio de aterrizaje principal mostraron que era demasiado accidentado para un aterrizaje seguro. El alunizaje se retrasó hasta que se encontró un sitio más seguro y, en cambio, tuvo lugar el 20 de julio, el séptimo aniversario del alunizaje del Apolo 11. El módulo de aterrizaje se separó del orbitador a las 08:51 UTC y aterrizó en Chryse Planitia a las 11:53:06 UTC. Fue el primer intento de los Estados Unidos de aterrizar en Marte.
Orbitador
Los instrumentos del orbitador consistían en dos cámaras vidiónicas para imágenes (VIS), un espectrómetro infrarrojo para mapeo de vapor de agua (MAWD) y radiómetros infrarrojos para mapeo térmico (IRTM). La misión principal del orbitador terminó al comienzo de la conjunción solar el 5 de noviembre de 1976. La misión extendida comenzó el 14 de diciembre de 1976, después de la conjunción solar. Las operaciones incluyeron aproximaciones cercanas a Fobos en febrero de 1977. El periápside se redujo a 300 km el 11 de marzo de 1977. Ocasionalmente se realizaron ajustes orbitales menores durante el transcurso de la misión, principalmente para cambiar la velocidad de caminata, la velocidad a la que la longitud areocéntrica cambió con cada órbita, y el periápside se elevó a 357 km el 20 de julio de 1979. El 7 de agosto de 1980, Viking 1 Orbiter se estaba quedando sin gas de control de actitud y su órbita se elevó de 357 × 33.943 km a 320 × 56.000 km para evitar impacto con Marte y posible contaminación hasta el año 2019. Las operaciones finalizaron el 17 de agosto de 1980, tras 1.485 órbitas. Un análisis de 2009 concluyó que, si bien no se podía descartar la posibilidad de que Viking 1 hubiera impactado en Marte, lo más probable es que todavía estuviera en órbita. Más de 57.000 imágenes fueron enviadas a la Tierra.
Aterrizaje
El módulo de aterrizaje y su aeroshell se separaron del orbitador el 20 de julio a las 08:51 UTC. En el momento de la separación, el módulo de aterrizaje orbitaba a unos 5 kilómetros por segundo (3,1 millas por segundo). Los retrocohetes del aeroshell se dispararon para comenzar la maniobra de salida de órbita del módulo de aterrizaje. Después de unas pocas horas a unos 300 kilómetros (190 millas) de altitud, el módulo de aterrizaje se reorientó para entrar en la atmósfera. El aeroshell con su escudo térmico ablativo redujo la velocidad de la nave mientras se sumergía en la atmósfera. Durante este tiempo, se realizaron experimentos científicos de entrada utilizando un analizador de potencial de retardo, un espectrómetro de masas, así como sensores de presión, temperatura y densidad. A 6 km (3,7 mi) de altitud, viajando a unos 250 metros por segundo (820 pies por segundo), se desplegaron los paracaídas de aterrizaje de 16 m de diámetro. Siete segundos más tarde, se desechó el aeroshell y, 8 segundos después, se extendieron las tres patas del módulo de aterrizaje. En 45 segundos, el paracaídas redujo la velocidad del módulo de aterrizaje a 60 metros por segundo (200 pies por segundo). A 1,5 km (0,93 mi) de altitud, se encendieron retrocohetes en el propio módulo de aterrizaje y, 40 segundos después, a unos 2,4 m/s (7,9 pies/s), el módulo de aterrizaje llegó a Marte con una sacudida relativamente ligera. Las piernas tenían amortiguadores de aluminio de nido de abeja para suavizar el aterrizaje.
Los cohetes de aterrizaje usaron un diseño de 18 boquillas para esparcir el escape de hidrógeno y nitrógeno sobre un área grande. La NASA calculó que este enfoque significaría que la superficie no se calentaría más de 1 °C (1,8 °F) y que no movería más de 1 milímetro (0,04 pulgadas) de material de la superficie. Dado que la mayoría de los experimentos de Viking se centraron en el material de la superficie, no habría servido un diseño más sencillo.
El módulo de aterrizaje Viking 1 aterrizó en el oeste de Chryse Planitia ("Golden Plain") en 22°41′49″N 312° 03′00″E / 22,697°N 312,05°E / 22,697; 312,05 a una altitud de referencia de −2,69 kilómetros (−1,67 mi) en relación con un elipsoide de referencia con un radio ecuatorial de 3397 kilómetros (2111 mi) y una planitud de 0,0105 (22,480° N, 47,967° W planetográfico) en 11:53:06 UTC (16:13 hora local de Marte). Aproximadamente 22 kilogramos (49 lb) de propulsores quedaron al aterrizar.
La transmisión de la primera imagen de la superficie comenzó 25 segundos después del aterrizaje y tomó alrededor de cuatro minutos (ver más abajo). Durante estos minutos el módulo de aterrizaje se activó. Erigió una antena de alta ganancia apuntando hacia la Tierra para la comunicación directa y desplegó un brazo meteorológico montado con sensores. En los siguientes siete minutos se tomó la segunda imagen de la escena panorámica de 300° (que se muestra a continuación). El día después del aterrizaje, se tomó la primera fotografía en color de la superficie de Marte (que se muestra a continuación). El sismómetro no pudo abrirse y un pasador de bloqueo del brazo del muestreador estaba atascado y tardó cinco días en sacarse. De lo contrario, todos los experimentos funcionaron normalmente.
El módulo de aterrizaje tenía dos medios para devolver datos a la Tierra: un enlace de retransmisión hasta el orbitador y de regreso, y mediante un enlace directo a la Tierra. El orbitador podría transmitir a la Tierra (banda S) de 2000 a 16 000 bit/s (dependiendo de la distancia entre Marte y la Tierra), y el módulo de aterrizaje podría transmitir al orbitador a 16 000 bit/s. La capacidad de datos del enlace de retransmisión era unas 10 veces superior a la del enlace directo.
El módulo de aterrizaje tenía dos cámaras de fax; tres análisis de metabolismo, crecimiento o fotosíntesis; un cromatógrafo de gases-espectrómetro de masas (GCMS); un espectrómetro de fluorescencia de rayos X; sensores de presión, temperatura y velocidad del viento; un sismómetro de tres ejes; un imán en un muestreador observado por las cámaras; y varios sensores de ingeniería.
El módulo de aterrizaje Viking 1 recibió el nombre de Estación conmemorativa de Thomas Mutch en enero de 1981 en honor a Thomas A. Mutch, el líder del equipo de imágenes de Viking. El módulo de aterrizaje operó durante 2245 soles (alrededor de 2306 días terrestres o 6 años) hasta el 11 de noviembre de 1982 (sol 2600), cuando un comando defectuoso enviado por el control terrestre provocó la pérdida de contacto. El comando tenía la intención de vincular el nuevo software de carga de la batería para mejorar la capacidad de la batería en deterioro del módulo de aterrizaje, pero sin darse cuenta sobrescribió los datos utilizados por el software de orientación de la antena. Los intentos de contactar al módulo de aterrizaje durante los siguientes cuatro meses, basados en la supuesta posición de la antena, no tuvieron éxito. En 2006, el módulo de aterrizaje Viking 1 fue fotografiado en la superficie marciana por el Mars Reconnaissance Orbiter.
Resultados de la misión
Búsqueda de vida
Viking 1 llevó a cabo un experimento de biología cuyo propósito era buscar evidencia de vida. Los experimentos biológicos del módulo de aterrizaje Viking pesaban 15,5 kg (34 lbs) y constaban de tres subsistemas: el experimento de liberación pirolítica (PR), el experimento de liberación etiquetada (LR) y el experimento de intercambio de gases (GEX). Además, independientemente de los experimentos de biología, Viking llevaba un cromatógrafo de gases-espectrómetro de masas (GCMS) que podía medir la composición y abundancia de compuestos orgánicos en el suelo marciano. Los resultados fueron sorprendentes e interesantes: el GCMS dio un resultado negativo; el PR dio un resultado negativo, el GEX dio un resultado negativo y el LR dio un resultado positivo. La científica vikinga Patricia Straat declaró en 2009: "Nuestro experimento (LR) fue definitivamente una respuesta positiva para la vida, pero mucha gente ha afirmado que fue un falso positivo por una variedad de razones". La mayoría de los científicos ahora creen que los datos se debieron a reacciones químicas inorgánicas del suelo; sin embargo, esta opinión puede estar cambiando después del reciente descubrimiento de hielo cerca de la superficie cerca de la zona de aterrizaje de Viking. Algunos científicos aún creen que los resultados se debieron a reacciones vivas. No se encontraron químicos orgánicos en el suelo. Sin embargo, las áreas secas de la Antártida tampoco tienen compuestos orgánicos detectables, pero tienen organismos que viven en las rocas. Marte casi no tiene capa de ozono, a diferencia de la Tierra, por lo que la luz ultravioleta esteriliza la superficie y produce sustancias químicas altamente reactivas, como peróxidos, que oxidarían cualquier sustancia química orgánica. El Phoenix Lander descubrió el perclorato químico en el suelo marciano. El perclorato es un oxidante fuerte, por lo que puede haber destruido cualquier materia orgánica en la superficie. Si está muy extendido en Marte, la vida basada en el carbono sería difícil en la superficie del suelo.
Primer panorama del módulo de aterrizaje Viking 1
Vikingo 1 galería de imágenes
Lanzamiento del Vikingo 1 sonda (20 de agosto de 1975).
Modelo de Vikingo Lander
Primera imagen por la Vikingo 1 Lander de la superficie de Marte, mostrando el pavimento del lander.
Vikingo 1 imagen de un atardecer marciano sobre Chryse Planitia.
Tendencias excavadas por el dispositivo de muestreador de suelo.
Imagen de primer color tomada por Vikingo 1 lander (21 de julio de 1976).
Vikingo 1 lander site (11 de febrero de 1978).
Vikingo 1 lander tomada por Mars Reconnaissance Orbiter (diciembre de 2006).
Dunas y gran boulder. El polo en el centro es un boom de instrumentos.
Vikingo 1 Lander Camera 2 Cielo al amanecer (Color de la Resolución del Lobo) Sol 379 07:50
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Prueba de relatividad general
La dilatación del tiempo gravitacional es un fenómeno predicho por la teoría de la relatividad general por el cual el tiempo pasa más lentamente en las regiones de menor potencial gravitacional. Los científicos utilizaron el módulo de aterrizaje para probar esta hipótesis, enviando señales de radio al módulo de aterrizaje en Marte e instruyendo al módulo de aterrizaje para que envíe señales, en casos que a veces incluían que la señal pasara cerca del Sol. Los científicos descubrieron que los retrasos de Shapiro observados en las señales coincidían con las predicciones de la relatividad general.
Disparos del orbitador
Olympus Mons
Nube de la mañana en Marte (tomada en 1976)
Islas Streamlined en cuadrángulo Lunae Palus.
Islas con forma de tear en el cuadrián Oxia Palus.
Patrones de Scour ubicados en cuadrángulo Lunae Palus.
El cuadrángulo Lunae Palus fue erosionado por grandes cantidades de agua líquida.
Phobos, un mosaico de imágenes tomadas en 1978.
Mosaico de 8 imágenes mostrando el cráter de Cobres
Ubicación del módulo de aterrizaje
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