Description
Mariner 4 was the fourth in a series of spacecraft used for planetary exploration in a flyby mode and represented the first successful flyby of the planet Mars, returning the first pictures of the martian surface. These represented the first images of another planet ever returned from deep space. Mariner 4 was designed to conduct closeup scientific observations of Mars and to transmit these observations to Earth. Other mission objectives were to perform field and particle measurements in interplanetary space in the vicinity of Mars and to provide experience in and knowledge of the engineering capabilities for interplanetary flights of long duration.
Spacecraft and Subsystems
The Mariner 4 spacecraft consisted of an octagonal magnesium frame, 127 cm across a diagonal and 45.7 cm high. Four solar panels were attached to the top of the frame with an end-to-end span of 688 cm, including solar pressure vanes which extended from the ends. A 116.8 cm diameter high gain parabolic antenna was mounted at the top of the frame as well. An omnidirectional low gain antenna was mounted on a 223.5 cm tall mast next to the high gain antenna. The overall height of the spacecraft was 289 cm. At the bottom center of the spacecraft the television camera was mounted on a scan platform. The octagonal frame housed the electronic equipment, cabling, midcourse propulsion system, and attitude control gas supplies and regulators. Most of the science experiments were mounted on the outside of the frame. Science instruments, in addition to the TV camera, were a magnetometer, dust detector, cosmic ray telescope, trapped radiation detector, solar plasma probe, and ionization chamber/Geiger counter.
Power was supplied by 28,224 solar cells contained in the four 176 x 90 cm solar panels, which could provide 310 W at Mars. A rechargeable 1200 W-hr silver-zinc battery was also used for maneuvers and backup. Monopropellant hydrazine was used for propulsion, via a 4-jet vane vector control 222-N motor installed on one of the sides of the octagonal structure. Attitude control was provided by 12 cold nitrogen gas jets mounted on the ends of the solar panels and three gyros. Solar pressure vanes, each with an area of 0.65 square meters, were attached to the tips of the solar panels. Positional information was provided by four Sun sensors, and an Earth, a Mars, and a Canopus sensor.
Telecommunications equipment consisted of a dual, S-band 7-W triode cavity amp/10-W TWTA transmitter and a single receiver which could send and receive data via the low- and high-gain antennas at 8 1/3 or 33 1/3 bps. Data could also be stored on a tape recorder with a capacity of 5.24 million bits for later transmission. All operations were controlled by a command subsystem which could process any of 29 direct command words or 3 quantitative word commands for midcourse maneuvers. The central computer and sequencer operated stored time-sequence commands using a 38.4 kHz synchronization frequency as a time reference. Temperature control was achieved through the use of adjustable louvers mounted on six of the electronics assemblies, multilayer insulating blankets, polished aluminum shields, and surface treatments.
Mission Profile
After launch the protective shroud covering Mariner 4 was jettisoned and the Agena D/Mariner 4 combination separated from the Atlas D booster at 14:27:23 UT on 28 November 1964. The Agena D first burn from 14:28:14 to 14:30:38 put the spacecraft into an Earth parking orbit and the second burn from 15:02:53 to 15:04:28 injected the craft into a Mars transfer orbit. Mariner 4 separated from the Agena D at 15:07:09 and began cruise mode operations. The solar panels deployed and the scan platform was unlatched at 15:15:00 and Sun acquisition occurred 16 minutes later.
After 7.5 months of flight involving one midcourse maneuver on 5 December 1964, the spacecraft flew by Mars on July 14 and 15, 1965. Planetary science mode was turned on at 15:41:49 UT on 14 July. The camera sequence started at 00:18:36 UT on July 15 (7:18:49 p.m. EST on July 14) and 21 pictures plus 21 lines of a 22nd picture were taken. The images covered a discontinuous swath of Mars starting near 40 N, 170 E, down to about 35 S, 200 E, and then across to the terminator at 50 S, 255 E, representing about 1% of the planet's surface. The closest approach was 9,846 km from the Martian surface at 01:00:57 UT 15 July 1965 (8:00:57 p.m. EST 14 July). The images taken during the flyby were stored in the onboard tape recorder. At 02:19:11 UT Mariner 4 passed behind Mars as seen from Earth and the radio signal ceased. The signal was reacquired at 03:13:04 UT when the spacecraft reappeared. Cruise mode was then re-established. Transmission of the taped images to Earth began about 8.5 hours after signal reacquisition and continued until 3 August. All images were transmitted twice to insure no data was missing or corrupt.
The spacecraft performed all programmed activities successfully and returned useful data from launch until 22:05:07 UT on 1 October 1965, when the distance from Earth (309.2 million km) and the antenna orientation temporarily halted signal acquisition. Data acquisition resumed in late 1967. The cosmic dust detector registered 17 hits in a 15 minute span on 15 September, part of an apparent micrometeoroid shower which temporarily changed the spacecraft attitude and probably slightly damaged the thermal shield. On 7 December the gas supply in the attitude control system was exhausted, and on December 10 and 11 a total of 83 micrometeoroid hits were recorded which caused perturbation of the attitude and degradation of the signal strength. On 21 December 1967 communications with Mariner 4 were terminated.
Results
The total data returned by the mission was 5.2 million bits. All experiments operated successfully with the exception of the ionization chamber/Geiger counter which failed in February, 1965 and the plasma probe, which had its performance degraded by a resistor failure on 6 December 1964. The images returned showed a Moon-like cratered terrain (which later missions showed was not typical for Mars, but only for the more ancient region imaged by Mariner 4). A surface atmospheric pressure of 4.1 to 7.0 mb and daytime temperatures of -100 degrees C were estimated and no magnetic field was detected.
The total cost of the Mariner 4 mission is estimated at $83.2 million. Total research, development, launch, and support costs for the Mariner series of spacecraft (Mariners 1 through 10) was approximately $554 million.
คำอธิบาย
4 กะลาสีเรือเป็นหนึ่งในสี่ในชุดของยานอวกาศที่ใช้สำหรับการสำรวจดาวเคราะห์ในโหมด flyby และเป็นตัวแทนของ flyby ที่ประสบความสำเร็จครั้งแรกของดาวอังคารกลับมาภาพแรกของพื้นผิวดาวอังคาร เหล่านี้เป็นตัวแทนของภาพแรกของโลกที่เคยกลับมาจากห้วงอวกาศอื่น4 กะลาสีเรือที่ถูกออกแบบมาเพื่อดำเนินการสังเกตการณ์ทางวิทยาศาสตร์โคลสอัพของดาวอังคารและการส่งข้อสังเกตเหล่านี้เพื่อแผ่นดิน วัตถุประสงค์ของภารกิจอื่น ๆ ที่จะดำเนินการตรวจวัดภาคสนามและอนุภาคในอวกาศอวกาศในบริเวณใกล้เคียงของดาวอังคารและเพื่อให้ประสบการณ์ในการและความรู้ความสามารถด้านวิศวกรรมสำหรับเที่ยวบินอวกาศของระยะเวลานาน.
ยานอวกาศและระบบย่อย
กะลาสี 4 ยานอวกาศประกอบด้วยแมกนีเซียมกรอบเหลี่ยม 127 ซม. ข้ามเส้นทแยงมุมและ 45.7 ซม. สูง สี่แผงโซลาร์เซลล์ติดอยู่กับด้านบนของกรอบที่มีช่วงแบบ end-to-end จาก 688 ซม. รวมทั้งใบพัดแรงดันพลังงานแสงอาทิตย์ซึ่งยื่นออกมาจากปลาย เซนติเมตร 116.8 กำไรสูงเสาอากาศรูปโค้งที่ถูกติดตั้งอยู่ที่ด้านบนของกรอบเช่นกันเสาอากาศรอบทิศทางกำไรต่ำถูกติดตั้งอยู่บนเสาสูง 223.5 ซม. ถัดจากเสาอากาศกำไรสูง ความสูงโดยรวมของยานอวกาศเป็น 289 ซม. ที่กึ่งกลางด้านล่างของยานอวกาศกล้องโทรทัศน์ที่ได้รับการติดตั้งบนแพลตฟอร์มสแกน กรอบเหลี่ยมตั้งอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์สายระบบขับเคลื่อนกลางคันและทัศนคติก๊าซควบคุมและการกำกับดูแลที่สุดของการทดลองวิทยาศาสตร์ที่ถูกติดตั้งอยู่ที่ด้านนอกของกรอบ เครื่องมือทางวิทยาศาสตร์ที่นอกเหนือไปจากกล้องทีวีเป็น magnetometer ตรวจจับฝุ่นกล้องโทรทรรศน์รังสีคอสมิกเครื่องตรวจจับรังสีที่ติดอยู่, probe แสงอาทิตย์พลาสม่าและแบบ ionization chamber / เคาน์เตอร์ geiger.
อำนาจถูกจัดทำโดย 28,224 เซลล์แสงอาทิตย์ที่มีอยู่ในสี่ 176 x 90 ซม. แผงโซลาร์เซลล์ที่สามารถให้ 310 w ที่ดาวอังคารชาร์จ 1200 W-HR แบตเตอรี่เงินสังกะสีก็ยังใช้สำหรับการซ้อมรบและการสำรองข้อมูล hydrazine monopropellant ถูกนำมาใช้สำหรับการขับเคลื่อนผ่าน 4 เจ็ทใบพัดเวกเตอร์ควบคุม 222-N มอเตอร์ติดตั้งอยู่บนหนึ่งในด้านของโครงสร้างรูปทรงแปดเหลี่ยม การควบคุมทัศนคติที่ถูกจัดให้โดย 12 ไอพ่นก๊าซไนโตรเจนเย็นที่ติดตั้งอยู่บนปลายของแผงเซลล์แสงอาทิตย์และสาม Gyros ใบพัดแรงดันแสงอาทิตย์แต่ละคนมีพื้นที่ของ 065 ตารางเมตรติดอยู่กับเคล็ดลับของแผงเซลล์แสงอาทิตย์ ข้อมูลตำแหน่งถูกจัดให้โดยสี่เซ็นเซอร์ดวงอาทิตย์และโลก, ดาวอังคารและเซ็นเซอร์ CANOPUS.
อุปกรณ์โทรคมนาคมประกอบด้วยสองวง s-7-w triode ช่องส่งสัญญาณ amp/10-w twta และผู้รับเดียวที่ สามารถส่งและรับข้อมูลผ่านทางเสาอากาศต่ำและสูงกำไรที่ 8 1/3 หรือ 33 1/3 bpsข้อมูลอาจจะมีการจัดเก็บไว้ในเทปบันทึกเสียงที่มีความจุ 5,240,000 บิตสำหรับการส่งต่อมา การดำเนินการทั้งหมดจะถูกควบคุมโดยระบบย่อยคำสั่งที่สามารถประมวลผลใด ๆ จาก 29 คำสั่งโดยตรงหรือ 3 คำสั่งคำเชิงปริมาณสำหรับการประลองยุทธ์กลางคัน คอมพิวเตอร์ส่วนกลางและซีเควนดำเนินการจัดเก็บคำสั่งลำดับเวลาโดยใช้ 384 ความถี่ประสาน kHz เป็นข้อมูลอ้างอิงเวลา การควบคุมอุณหภูมิก็ประสบความสำเร็จผ่านการใช้บานเกล็ดปรับติดตั้งอยู่บนหกประกอบอิเล็กทรอนิกส์ผ้าห่มฉนวนหลายโล่อลูมิเนียมขัดเงาและพื้นผิว.
รายละเอียดภารกิจ
_
หลังจากที่เปิดตัวห่อหุ้มป้องกันที่ครอบคลุม 4 กะลาสีเรือถูก jettisoned และ Agena d นาวิน / 4 รวมกันแยกออกจาก Atlas d ที่สนับสนุน 14:27:23 ut เมื่อ 28 พฤศจิกายน 1964 Agena d แรกเผา 14:28:14-14:30:38 ใส่ยานอวกาศเข้าสู่วงโคจรที่จอดรถโลกและการเผาไหม้ที่สอง 15:02:53-15:04:28 ฝีมือฉีดเข้าไปในวงโคจรของดาวอังคารโอน4 กะลาสีเรือแยกออกจาก Agena d ที่ 15:07:09 และเริ่มดำเนินการโหมดการล่องเรือ แผงเซลล์แสงอาทิตย์และนำไปใช้แพลตฟอร์มการสแกนที่ถูก unlatched 15:15:00 ดวงอาทิตย์และการซื้อที่เกิดขึ้นใน 16 นาทีต่อมา.
หลังจากที่ 7.5 เดือนของเที่ยวบินที่เกี่ยวข้องกับการซ้อมรบกลางคันหนึ่งใน 5 ธันวาคม 1964, ยานอวกาศบินผ่านดาวอังคารเมื่อ 14 กรกฎาคมและ 15 , 1965 โหมดดาวเคราะห์วิทยาศาสตร์ก็หันเมื่อเวลา 15:41:49 ut 14 กรกฏาคม ลำดับกล้องเริ่มต้นที่ 00:18:36 ยูทาห์เมื่อ 15 กรกฎาคม (07:18:49 EST วัน 14 กรกฎาคม) และ 21 ภาพรวม 21 เส้นของภาพ 22 ถูกพรากไป ภาพที่ครอบคลุมแนวต่อเนื่องเริ่มต้นของดาวอังคารใกล้ 40 N, 170, e ลงไปประมาณ 35 วินาที, 200 e แล้วข้ามไปยัง terminator ที่ 50, 255 e คิดเป็นประมาณ 1% ของพื้นผิวของดาวเคราะห์ วิธีการที่ใกล้เคียงที่สุดคือ 9846 กิโลเมตรจากพื้นผิวดาวอังคารที่ 01:00:57 ut 15 กรกฎาคม 1965 (08:00:57 EST 14 กรกฎาคม) ภาพที่ถ่ายในช่วง flyby ถูกเก็บไว้ในเทปบันทึกเสียงออนบอร์ด ที่ชาวประมง 02:19:11 ut 4 ผ่านหลังดาวอังคารเท่าที่เห็นจากโลกและสัญญาณวิทยุหยุด สัญญาณที่ถูกชาตรี 03:13:04 ut เมื่อยานอวกาศกลับมา โหมดการล่องเรือจากนั้นก็สร้างขึ้นใหม่การส่งภาพการบันทึกเทปเพื่อแผ่นดินเริ่มประมาณ 8.5 ชั่วโมงหลังจากที่ซื้อคืนของสัญญาณและต่อเนื่องไปจนถึง 3 สิงหาคม ภาพทุกภาพที่ถูกส่งมาเป็นครั้งที่สองเพื่อประกันไม่มีข้อมูลที่ขาดหายไปหรือเสียหาย.
ยานอวกาศดำเนินกิจกรรมโปรแกรมทั้งหมดที่ประสบความสำเร็จและกลับข้อมูลที่เป็นประโยชน์จากการเปิดตัวจนกระทั่ง 22:05:07 ut เมื่อ 1 ตุลาคม 1965 เมื่อระยะทางจากโลก (3092 ล้านกิโลเมตร) และการวางเสาอากาศหยุดชั่วคราวซื้อสัญญาณ เก็บข้อมูลกลับมาในปลายปี 1967 เครื่องตรวจจับฝุ่นละอองของจักรวาลจดทะเบียน 17 รายในช่วง 15 นาทีเมื่อ 15 กันยายนส่วนหนึ่งของห้องอาบน้ำฝักบัว micrometeoroid ชัดเจนชั่วคราวซึ่งการเปลี่ยนแปลงทัศนคติยานอวกาศและอาจจะได้รับความเสียหายเล็กน้อยโล่ร้อนเมื่อ 7 ธันวาคมก๊าซในระบบการควบคุมทัศนคติเหนื่อยและเมื่อธันวาคม 10 และ 11 รวม 83 เพลงฮิต micrometeoroid ถูกบันทึกไว้ซึ่งก่อให้เกิดการรบกวนของทัศนคติและการย่อยสลายจากความแรงของสัญญาณ เมื่อ 21 ธันวาคม 1967 การสื่อสารกับ 4 กะลาสีเรือถูกยกเลิก.
ผลข้อมูลทั้งหมดถูกส่งกลับโดยภารกิจ 5.2 ล้านบิตเป็นการทดลองทั้งหมดที่ดำเนินการประสบความสำเร็จกับข้อยกเว้นของไอออนไนซ์เคาน์เตอร์ห้อง / geiger ที่ล้มเหลวในเดือนกุมภาพันธ์ 1965 และพลาสม่าสืบสวนที่มีประสิทธิภาพสลายตัวโดยความล้มเหลวของตัวต้านทานเมื่อ 6 ธันวาคม 1964 ภาพกลับแสดงให้เห็นดวงจันทร์เหมือนภูมิประเทศพรุน (ซึ่งต่อมาแสดงให้เห็นว่าภารกิจที่ไม่ได้เป็นเรื่องปกติสำหรับดาวอังคาร แต่สำหรับภูมิภาคโบราณถ่ายภาพโดยนาวิน 4)พื้นผิวที่ความดันบรรยากาศของ 4.1-7.0 MB และกลางวันอุณหภูมิจาก -100 องศาเซลเซียสได้โดยประมาณและไม่มีสนามแม่เหล็กถูกตรวจพบ.
ต้นทุนรวมของชาวประมง 4 ภารกิจอยู่ที่ประมาณ $ 83,200,000 ค่าใช้จ่ายในการวิจัยรวมการพัฒนา, การเปิดตัวและการสนับสนุนสำหรับชุดกะลาสีเรือของยานอวกาศ (1 กะลาสีผ่าน 10) ประมาณ $ 554,000,000
การแปล กรุณารอสักครู่..
![](//thimg.ilovetranslation.com/pic/loading_3.gif?v=b9814dd30c1d7c59_8619)