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Marinero 10
Mariner 10 transparente.png
Nave espacial Mariner 10
Tipo de misiónExploración planetaria
OperadorNASA / JPL
ID COSPAR1973-085A [1]
SATCAT no.06919 [1]
Duración de la misión1 año, 4 meses, 21 días
Propiedades de la nave espacial
FabricanteLaboratorio de propulsión a chorro
Masa de lanzamiento502,9 kg
Energía820 vatios (en el encuentro con Venus)
Inicio de la misión
Fecha de lanzamiento3 de noviembre de 1973, 05:45:00 UTC ( 1973-11-03UTC05: 45Z )
CoheteAtlas SLV-3D Centaur-D1A
Sitio de lanzamientoCabo Cañaveral , LC-36B
Fin de la misión
DisposiciónDesmantelado
Desactivado24 de marzo de 1975 12:21 UTC ( 25 de marzo de 1975 )
Sobrevuelo de Venus
Acercamiento más cercano5 de febrero de 1974
Distancia5.768 kilómetros (3.584 mi)
Sobrevuelo de Mercurio
Acercamiento más cercano29 de marzo de 1974
Distancia704 kilómetros (437 mi)
Sobrevuelo de Mercurio
Acercamiento más cercano21 de septiembre de 1974
Distancia48.069 kilómetros (29.869 mi)
Sobrevuelo de Mercurio
Acercamiento más cercano16 de marzo de 1975
Distancia327 kilómetros (203 mi)
 
La sonda Mariner 10
Se utilizaron datos reprocesados ​​de Mariner 10 para producir esta imagen de Mercurio. La banda lisa es un área de la que no se tomaron imágenes.

Mariner 10 fue una sonda espacial robótica estadounidenselanzada por la NASA el 3 de noviembre de 1973 para volar por los planetas Mercurio y Venus . Fue la primera nave espacial en realizar sobrevuelos de múltiples planetas. [2]

El Mariner 10 se lanzó aproximadamente dos años después del Mariner 9 y fue la última nave espacial del programa Mariner . (Mariner 11 y Mariner 12 fueron asignados al programa Voyager y fueron redesignados Voyager 1 y Voyager 2 ).

Los objetivos de la misión eran medir el medio ambiente, la atmósfera, la superficie y las características corporales de Mercurio y realizar investigaciones similares de Venus. Los objetivos secundarios eran realizar experimentos en el medio interplanetario y obtener experiencia con una misión de asistencia de gravedad de dos planetas . Mariner 10 ' equipo científico de s fue dirigido por Bruce C. Murray en el Jet Propulsion Laboratory . [3]

Diseño y trayectoria [ editar ]

Una impresión artística de la misión Mariner 10 . La primera misión en realizar una asistencia por gravedad , utilizó un sobrevuelo del planeta Venus para disminuir su perihelio. Esto permitiría que la nave espacial se encontrara con Mercurio en tres ocasiones en 1974 y 1975.

Mariner 10 fue la primera nave espacial en hacer uso de una maniobra de tirachinas gravitacional interplanetaria , utilizando a Venus para doblar su trayectoria de vuelo y llevar su perihelio al nivel de la órbita de Mercurio. [4] [5] Esta maniobra, inspirada en los cálculos de la mecánica orbital del científico italiano Giuseppe Colombo , puso la nave espacial en una órbita que la trajo repetidamente de regreso a Mercurio. Mariner 10 utilizó la presión de la radiación solar en sus paneles solares y su antena de alta ganancia como un medio de control de actitud durante el vuelo, la primera nave espacial en utilizar el control activo de la presión solar.

Los componentes de Mariner 10 se pueden clasificar en cuatro grupos según su función común. Los paneles solares, el subsistema de energía, el subsistema de control de actitud y la computadora mantuvieron la nave espacial funcionando correctamente durante el vuelo. El sistema de navegación, incluido el cohete de hidracina, mantendría al Mariner 10 en el camino hacia Venus y Mercurio. Varios instrumentos científicos recopilarían datos en los dos planetas. Finalmente, las antenas transmitirían estos datos a la Red de Espacio Profundo en la Tierra, así como también recibirían comandos de Mission Control. Marinero 10 's varios componentes e instrumentos científicos estaban unidos a un eje central, que tenía aproximadamente la forma de un prisma octogonal. El centro almacenaba la electrónica interna de la nave espacial. [1] [6] [7] La nave espacial Mariner 10 fue fabricada por Boeing. [8] La NASA estableció un límite estricto de 98 millones de dólares para el costo total del Mariner 10, que marcó la primera vez que la agencia sometió una misión a una restricción presupuestaria inflexible. No se tolerarían excesos, por lo que los planificadores de la misión consideraron cuidadosamente la rentabilidad al diseñar los instrumentos de la nave espacial. [9]El control de costos se logró principalmente ejecutando el trabajo por contrato más cerca de la fecha de lanzamiento de lo recomendado por los programas normales de misión, ya que la reducción de la duración del tiempo de trabajo disponible aumentó la eficiencia de costos. A pesar del programa apresurado, se incumplieron muy pocos plazos. [10] La misión terminó con alrededor de 1 millón de dólares por debajo del presupuesto. [11]

El control de actitud es necesario para mantener los instrumentos y las antenas de una nave espacial apuntados en la dirección correcta. [12] Durante las maniobras de rumbo, una nave espacial puede necesitar rotar para que su cohete mire en la dirección correcta antes de ser disparada. El Mariner 10 determinó su actitud utilizando dos sensores ópticos, uno apuntando al Sol y el otro a una estrella brillante, generalmente Canopus; Además, los tres giroscopios de la sonda proporcionaron una segunda opción para calcular la actitud. Propulsores de gas nitrógeno se utilizaron para ajustar Mariner 10 ' orientación s a lo largo de tres ejes. [13] [14] [15]La electrónica de la nave espacial era intrincada y compleja: contenía más de 32.000 piezas de circuitos, de los cuales resistencias, condensadores, diodos, microcircuitos y transistores eran los dispositivos más comunes. [16] Los comandos para los instrumentos podrían ser almacenados en Mariner 10 ' s ordenador, pero se limitaron a 512 palabras. El resto tuvo que ser transmitido por el Grupo de Trabajo de Secuencia de Misiones desde la Tierra. [17] El suministro de energía a los componentes de la nave requería modificar la salida eléctrica de los paneles solares. El subsistema de energía utilizó dos conjuntos de circuitos redundantes, cada uno con un regulador de refuerzo y un inversor , para convertir la salida de CC de los paneles a CAy altere el voltaje al nivel necesario. [18] El subsistema podría almacenar hasta 20 amperios hora de electricidad en una batería de níquel-cadmio de 39 voltios . [19]

El sobrevuelo más allá de Mercurio planteó importantes desafíos técnicos que los científicos debían superar. Debido a la proximidad de Mercurio al Sol, el Mariner 10 tendría que soportar 4,5 veces más radiación solar que cuando partió de la Tierra; en comparación con las misiones anteriores de Mariner, las partes de la nave espacial necesitaban protección adicional contra el calor. Se instalaron mantas térmicas y una sombrilla en el cuerpo principal. Después de evaluar diferentes opciones para el material de la tela de la sombrilla, los planificadores de la misión eligieron la tela beta , una combinación de Kapton aluminizado y láminas de fibra de vidrio tratadas con teflón . [20] Sin embargo, el blindaje solar era inviable para algunos de Mariner 10 ' s otros componentes.Los dos paneles solares del Mariner 10 debían mantenerse por debajo de los 115 ° C (239 ° F). Cubrir los paneles frustraría su propósito de producir electricidad. La solución fue agregar una inclinación ajustable a los paneles, de modo que se pudiera cambiar el ángulo en el que miraban al sol. Los ingenieros consideraron doblar los paneles uno hacia el otro, formando una V con el cuerpo principal, pero las pruebas encontraron que este enfoque tenía el potencial de sobrecalentar el resto de la nave espacial. La alternativa elegida fue montar los paneles solares en una línea e inclinarlos a lo largo de ese eje, lo que tenía el beneficio adicional de aumentar la eficiencia de los propulsores de chorro de nitrógeno de la nave espacial, que ahora se podían colocar en las puntas de los paneles. Los paneles se pueden girar un máximo de 76 °. [7] [21] Además, Mariner 10La boquilla del cohete de hidracina tenía que estar orientada hacia el Sol para funcionar correctamente, pero los científicos rechazaron cubrir la boquilla con una puerta térmica como una solución poco confiable. En cambio, se aplicó una pintura especial a las partes expuestas del cohete para reducir el flujo de calor de la boquilla a los delicados instrumentos de la nave espacial. [22]

Realizar con precisión la asistencia por gravedad en Venus planteó otro obstáculo. [23] Si el Mariner 10 debía mantener un rumbo hacia Mercurio, su trayectoria no podría desviarse más de 200 kilómetros (120 millas) de un punto crítico en las cercanías de Venus. [24] Para asegurarse de que se pudieran hacer las correcciones de rumbo necesarias, los planificadores de la misión triplicaron la cantidad de combustible de hidracina que llevaría el Mariner 10, y también equiparon la nave espacial con más gas nitrógeno para los propulsores que la anterior misión Mariner. Estas actualizaciones resultaron cruciales para permitir el segundo y tercer sobrevuelos de Mercury. [25]

La misión aún carecía de la máxima protección: una nave espacial hermana. Era común que las sondas se lanzaran en pares, con redundancia completa para proteger contra la falla de una u otra. [26] La restricción presupuestaria descartó esta opción. Aunque los planificadores de la misión se mantuvieron lo suficientemente por debajo del presupuesto como para desviar algunos fondos para la construcción de una nave espacial de respaldo, el presupuesto no permitió que ambos se lanzaran al mismo tiempo. En caso de que el Mariner 10 fallara, la NASA solo permitiría que se lanzara la copia de seguridad si se diagnosticaba y solucionaba el error fatal; esto tendría que completarse en las dos semanas y media entre el lanzamiento programado el 3 de noviembre de 1973 y la última fecha de lanzamiento posible el 21 de noviembre de 1973. [25] [27] (La copia de seguridad no utilizada se envió al museo Smithsonian)

Instrumentos [ editar ]

Una ilustración que muestra los instrumentos del Mariner 10 .

Mariner 10 realizó siete experimentos en Venus y Mercurio. Seis de estos experimentos tenían un instrumento científico dedicado para recopilar datos. [28] Los experimentos e instrumentos fueron diseñados por laboratorios de investigación e instituciones educativas de todo Estados Unidos. [29] De cuarenta y seis presentaciones, JPL seleccionó siete experimentos sobre la base de maximizar el rendimiento científico sin exceder las pautas de costos: en conjunto, los siete experimentos científicos costaron 12,6 millones de dólares, aproximadamente una octava parte del presupuesto total de la misión. [10]

Fotografía de televisión [ editar ]

El sistema de imágenes, el Experimento de Fotografía de Televisión, consistía en dos telescopios Cassegrain de 15 centímetros (5,9 pulgadas ) que alimentaban tubos vidicón . [30] El telescopio principal se podría desviar a una óptica de gran angular más pequeña, pero utilizando el mismo tubo. [30] Tenía una rueda de filtros de 8 posiciones, con una posición ocupada por un espejo para la derivación de gran angular. [30]

Todo el sistema de imágenes se puso en peligro cuando los calentadores eléctricos conectados a las cámaras no se encendieron inmediatamente después del lanzamiento. Para evitar el calor dañino del Sol, las cámaras se colocaron deliberadamente en el lado de la nave espacial de espaldas al Sol. En consecuencia, los calentadores eran necesarios para evitar que las cámaras perdieran calor y se enfriaran tanto que pudieran dañarse. Los ingenieros del JPL descubrieron que los vidicones podían generar suficiente calor a través del funcionamiento normal para mantenerse justo por encima de la temperatura crítica de -40 ° C (-40 ° F); por lo tanto, desaconsejaron apagar las cámaras durante el vuelo. Las fotos de prueba de la Tierra y la Luna mostraron que la calidad de la imagen no se había visto afectada significativamente. [31]El equipo de la misión quedó gratamente sorprendido cuando los calentadores de las cámaras empezaron a funcionar el 17 de enero de 1974, dos meses después del lanzamiento. [32] [33] Una investigación posterior concluyó que un cortocircuito en una ubicación diferente en la sonda había impedido que el calentador se encienda. Esto permitió que los vidicons se apagaran según fuera necesario. [34]

De los seis instrumentos científicos principales, las cámaras de 43,6 kilogramos (96 libras) fueron, con mucho, el dispositivo más masivo. Al requerir 67 vatios de electricidad, las cámaras consumieron más energía que los otros cinco instrumentos combinados. [35] El sistema devolvió alrededor de 7.000 fotografías de Mercurio y Venus durante los sobrevuelos del Mariner 10. [30]

Radiómetro infrarrojo [ editar ]

El radiómetro infrarrojo detectó radiación infrarroja emitida por la superficie de Mercurio y la atmósfera de Venus, a partir de la cual se pudo calcular la temperatura. La rapidez con la que la superficie perdió calor al girar hacia el lado oscuro del planeta reveló aspectos sobre la composición de la superficie, como si estaba hecha de rocas o de partículas más finas. [36] [37] El radiómetro infrarrojo contenía un par de telescopios Cassegrain fijados en un ángulo de 120 ° entre sí y un par de detectores hechos de termopilas de antimonio-bismuto. El instrumento fue diseñado para medir temperaturas tan frías como -193 ° C (-315,4 ° F) y tan calientes como 427 ° C (801 ° F). Stillman C. Chase, Jr. del Centro de Investigación de Santa Bárbara dirigió el experimento del radiómetro infrarrojo. [35]

Espectrómetros ultravioleta [ editar ]

En este experimento participaron dos espectrómetros ultravioleta , uno para medir la absorción de UV y el otro para detectar las emisiones de UV. El espectrómetro de ocultación escaneó el borde de Mercurio al pasar frente al Sol y detectó si la radiación ultravioleta solar era absorbida en ciertas longitudes de onda, lo que indicaría la presencia de partículas de gas y, por lo tanto, una atmósfera. [38] El espectrómetro de brillo de aire detectó radiación ultravioleta extrema que emana de átomos de hidrógeno gaseoso, helio, carbono, oxígeno, neón y argón. [35] [39]A diferencia del espectrómetro de ocultación, no requería retroiluminación del Sol y podía moverse junto con la plataforma de exploración giratoria de la nave espacial. El objetivo más importante del experimento era determinar si Mercurio tenía atmósfera, pero también recopilaría datos en la Tierra y Venus y estudiaría la radiación de fondo interestelar. [37]

Detectores de plasma [ editar ]

El objetivo del experimento de plasma era estudiar los gases ionizados ( plasma ) del viento solar, la temperatura y densidad de sus electrones y cómo los planetas afectaban la velocidad de la corriente de plasma. [40] El experimento contenía dos componentes, enfrentados en direcciones opuestas. El analizador electrostático de barrido apuntaba hacia el Sol y podía detectar iones y electrones positivos, que estaban separados por un conjunto de tres placas hemisféricas concéntricas. El espectrómetro de barrido electrónico se ha alejado del Sol y ha detectado solo electrones, utilizando solo una placa hemisférica. Los instrumentos se pueden girar unos 60 ° hacia cualquier lado. [35]Al recopilar datos sobre el movimiento del viento solar alrededor de Mercurio, el experimento de plasma podría usarse para verificar las observaciones del magnetómetro del campo magnético de Mercurio. [37] Utilizando los detectores de plasma, Mariner 10 recopiló los primeros datos del viento solar in situ desde el interior de la órbita de Venus. [41]

Poco después del lanzamiento, los científicos descubrieron que el analizador electrostático de exploración había fallado porque una puerta que protegía el analizador no se abría. Se intentó, sin éxito, abrir la puerta a la fuerza con la primera maniobra de corrección de rumbo. [42] Los operadores del experimento habían planeado observar las direcciones tomadas por los iones positivos antes de la colisión de los iones con el Analizador, pero estos datos se perdieron. [43] El experimento aún pudo recopilar algunos datos utilizando el espectrómetro de barrido electrónico que funcionaba correctamente. [44]

Telescopios de partículas cargadas [ editar ]

El objetivo del experimento de partículas cargadas era observar cómo interactuaba la heliosfera con la radiación cósmica . [45] En relación con los detectores de plasma y magnetómetros, este experimento tenía el potencial de proporcionar evidencia adicional de un campo magnético alrededor de Mercurio, [46] al mostrar si dicho campo había capturado partículas cargadas. [35] Se utilizaron dos telescopios para recolectar electrones y núcleos atómicos altamente energéticos, específicamente núcleos de oxígeno o menos masivos. [47] Estas partículas luego pasaron a través de un conjunto de detectores y fueron contadas. [35]

Magnetómetros [ editar ]

Se confió a dos magnetómetros fluxgate para discernir si Mercurio producía un campo magnético , [48] y estudiar el campo magnético interplanetario entre sobrevuelos. [47] Al diseñar este experimento, los científicos tuvieron que tener en cuenta la interferencia del campo magnético generado por las muchas partes electrónicas del Mariner 10. Por este motivo, los magnetómetros debían situarse en un brazo largo, uno más cerca del eje octogonal y el otro más alejado. Los datos de los dos magnetómetros se compararían para filtrar el propio campo magnético de la nave espacial. [49] El debilitamiento drástico del campo magnético de la sonda habría aumentado los costos. [17]

Experimento de Mecánica Celeste y Radiociencia [ editar ]

Este experimento investigó la masa y las características gravitacionales de Mercurio. Fue de particular interés debido a la cercanía del planeta al Sol, la gran excentricidad orbital y la inusual resonancia de la órbita de espín. [50]

Cuando la nave espacial pasó detrás de Mercurio en el primer encuentro, hubo la oportunidad de sondear la atmósfera y medir el radio del planeta. Al observar los cambios de fase en la señal de radio de banda S, se podrían realizar mediciones de la atmósfera. Se evaluó que la atmósfera tenía una densidad de aproximadamente10 16  moléculas por cm 3 . [50]

Partiendo de la Tierra [ editar ]

El Mariner 10 tomó imágenes de la Tierra y la Luna poco después del lanzamiento.

Boeing terminó de construir la nave espacial a fines de junio de 1973, y el Mariner 10 fue entregado desde Seattle a la sede del JPL en California, donde el JPL probó exhaustivamente la integridad de la nave espacial y sus instrumentos. Una vez finalizadas las pruebas, la sonda fue transportada al Eastern Test Range en Florida, el sitio de lanzamiento. Los técnicos llenaron un tanque de la nave espacial con 29 kilogramos (64 libras) de combustible de hidracina para que la sonda pudiera hacer correcciones de rumbo, y colocaron detonadores, cuya detonación indicaría al Mariner 10 que saliera del cohete de lanzamiento y desplegara sus instrumentos. [51] [52] La asistencia gravitatoria planificada en Venus hizo posible el uso de un Atlas-Centaurocohete en lugar de un Titan IIIC más potente pero más caro . [16] [53] La sonda y el Atlas-Centaur se unieron diez días antes del despegue. El lanzamiento planteó uno de los mayores riesgos de fracaso para la misión Mariner 10 ; Mariner 1 , Mariner 3 y Mariner 8 fallaron minutos después del despegue debido a fallas de ingeniería o mal funcionamiento del cohete Atlas. [27] [54] [55] La misión tuvo un período de lanzamiento de aproximadamente un mes, desde el 16 de octubre de 1973 hasta el 21 de noviembre de 1973. La NASA eligió el 3 de noviembre como fecha de lanzamiento porque optimizaría las condiciones de obtención de imágenes cuando llegara la nave espacial. en Mercurio. [53]

Lanzamiento de Mariner 10

El 3 de noviembre a las 17:45 UTC, el Atlas-Centaur que transportaba al Mariner 10 despegó de la plataforma SLC-36B . [56] La etapa Atlas se quemó durante unos cuatro minutos, después de lo cual fue descartada, y la etapa Centaur asumió el control durante cinco minutos adicionales, impulsando al Mariner 10 a una órbita de estacionamiento . La órbita temporal tomó a la nave espacial un tercio de la distancia alrededor de la Tierra: esta maniobra fue necesaria para alcanzar el lugar correcto para una segunda combustión de los motores Centaur, que establecieron el Mariner 10en un camino hacia Venus. Luego, la sonda se separó del cohete; posteriormente, la etapa Centaur se desvió para evitar la posibilidad de una futura colisión. Nunca antes una misión planetaria había dependido de dos quemaduras de cohetes durante el lanzamiento, e incluso con el Mariner 10 , los científicos inicialmente vieron la maniobra como demasiado arriesgada. [57] [58]

Durante su primera semana de vuelo, el sistema de cámara Mariner 10 fue probado tomando cinco mosaicos fotográficos de la Tierra y seis de la Luna . También obtuvo fotografías de la región polar norte de la Luna, donde la cobertura previa era pobre. Estas fotografías proporcionaron una base para que los cartógrafos actualicen los mapas lunares y mejoren la red de control lunar . [59]

Crucero a Venus [ editar ]

La trayectoria de la nave espacial Mariner 10 : desde su lanzamiento el 3 de noviembre de 1973, hasta el primer sobrevuelo de Mercurio el 29 de marzo de 1974.

Lejos de ser una travesía sin incidentes, Mariner 10 ' s de tres meses viaje a Venus estaba plagado de fallos técnicos, que mantenían control de la misión en el borde. [60] Donna Shirley relató la frustración de su equipo: "Parecía como si siempre estuviéramos parcheando a Mariner 10 el tiempo suficiente para pasar a la siguiente fase y la próxima crisis". [61] Se realizó una maniobra de corrección de trayectoria el 13 de noviembre de 1973. Inmediatamente después, el rastreador de estrellas se enganchó en una brillante escama de pintura que había salido de la nave espacial y había perdido el rastro de la estrella guía Canopus.. Un protocolo de seguridad automatizado recuperó Canopus, pero el problema de la pintura descascarada se repitió durante toda la misión. La computadora de a bordo también experimentó restablecimientos no programados ocasionalmente, lo que requirió reconfigurar la secuencia del reloj y los subsistemas. También se produjeron problemas periódicos con la antena de alta ganancia durante el crucero. El 8 de enero de 1974, se produjo un mal funcionamiento en el subsistema de potencia que se cree que fue causado por un diodo en cortocircuito. [16] Como resultado, el regulador de refuerzo principal y el inversor fallaron, dejando a la nave espacial dependiente del regulador redundante. Los planificadores de la misión temían que el mismo problema pudiera repetirse en el sistema redundante y paralizar la nave espacial. [62]

En enero de 1974, el Mariner 10 hizo observaciones ultravioleta del cometa Kohoutek . Se hizo otra corrección a mitad de camino el 21 de enero de 1974.

Sobrevuelo de Venus [ editar ]

La nave pasó por Venus el 5 de febrero de 1974, siendo la aproximación más cercana 5.768 kilómetros (3.584 millas) a las 17:01 UTC. Fue la duodécima nave espacial en llegar a Venus y la octava en devolver datos del planeta, [63] así como la primera misión que logró transmitir imágenes de Venus a la Tierra. [64] Mariner 10 se basó en observaciones hechas por Mariner 5 seis años antes; lo que es más importante, el Mariner 10 tenía una cámara, mientras que la misión anterior carecía de una. [65] Como Mariner 10Al girar alrededor de Venus, desde el lado nocturno del planeta hasta la luz del día, las cámaras tomaron la primera imagen de Venus de la sonda, mostrando un arco iluminado de nubes sobre el polo norte que emergen de la oscuridad. Inicialmente, los ingenieros temieron que el rastreador de estrellas pudiera confundir el Venus mucho más brillante con Canopus, repitiendo los contratiempos con pintura descascarada. Sin embargo, el rastreador de estrellas no funcionó mal. La ocultación de la Tierra ocurrió entre las 17:07 y las 17:11 UTC, durante el cual la nave espacial transmitió ondas de radio de banda X a través de la atmósfera de Venus, recopilando datos sobre la estructura y la temperatura de las nubes. [66] [67]Aunque la capa de nubes de Venus es casi sin rasgos distintivos en la luz visible, se descubrió que se podían ver grandes detalles de las nubes a través de los filtros de la cámara ultravioleta de Mariner. La observación ultravioleta desde la Tierra había mostrado algunas manchas indistintas incluso antes de Mariner 10 , pero el detalle visto por Mariner fue una sorpresa para la mayoría de los investigadores. La sonda continuó fotografiando Venus hasta el 13 de febrero de 1974. [68] Entre las 4165 fotografías adquiridas del encuentro, una serie de imágenes resultante capturó una atmósfera espesa y con patrones distintivos que hacía una revolución completa cada cuatro días, [65] tal como habían sugerido las observaciones terrestres. [69]

La misión reveló la composición y la naturaleza meteorológica de la atmósfera de Venus. Los datos del experimento de radiociencia midieron el grado de refracción de las ondas de radio que atraviesan la atmósfera, lo que se utilizó para calcular la densidad, la presión y la temperatura de la atmósfera a una altitud determinada. [70] En general, la temperatura atmosférica es más alta cerca de la superficie del planeta, pero Mariner 10 encontró cuatro altitudes donde el patrón se invirtió, lo que podría significar la presencia de una capa de nubes. [71] Las inversiones ocurrieron en los niveles de 56, 61, 63 y 81 km (35, 38, 39 y 50 millas), [72] confirmando observaciones previas hechas por el encuentro Mariner 5 . [70]Los espectrómetros ultravioleta identificaron las sustancias químicas que componen la atmósfera de Venus. [73] La elevada concentración de oxígeno atómico en la atmósfera superior mostró que la atmósfera está estratificada en capas superior e inferior que no se mezclan entre sí; las fotografías de las capas superior e inferior de las nubes corroboraron esta hipótesis. [71] Marinero 10 'Las fotografías ultravioleta fueron una fuente de información invaluable para estudiar las nubes agitadas de la atmósfera de Venus. Los investigadores de la misión creían que las características de las nubes que fotografiaron estaban ubicadas en la estratosfera y la troposfera superior, creadas por condensación; también concluyeron que el contraste entre las características más oscuras y más claras se debía a las diferencias en la capacidad de absorción de la luz ultravioleta de la nube. [74]La región subsolar fue de particular interés: como el sol está directamente arriba, imparte más energía solar a esta área que a otra parte del planeta. En comparación con el resto de la atmósfera del planeta, la región subsolar era muy activa e irregular. Se observaron "células" de aire elevadas por convección, cada una de hasta 500 kilómetros (310 millas) de ancho, formándose y disipándose en el lapso de unas pocas horas; algunos tenían contornos poligonales. [74]

La asistencia por gravedad también fue un éxito, quedando dentro del margen de error aceptable. En las cuatro horas entre las 16:00 y las 20:00 GMT del 5 de febrero de 1974, la Mariner 10 ' s de velocidad heliocéntrica se redujo de 37,008 kilometros / s (82,785 mph) a 32.283 km / s (72.215 mph). [75] Esto cambió la forma de la órbita elíptica de la nave alrededor del Sol, [64] de modo que el perihelio ahora coincidía con la órbita de Mercurio. [75]

  • Encuentro con Venus

  • Venus en colores reales, procesado a partir de imágenes de Mariner 10 con filtro azul claro y azul

  • Mariner 10 ' s fotografía de Venus en ultravioleta luz (foto de color mejorada para simular el color natural de Venus como el ojo humano vería)

Primer sobrevuelo de Mercurio [ editar ]

La nave espacial sobrevoló a Mercurio tres veces. El primer encuentro con Mercurio tuvo lugar a las 20:47 UTC del 29 de marzo de 1974, a una distancia de 703 kilómetros (437 millas), pasando por el lado de la sombra. [4]

  • Primer encuentro con Mercurio

  • Seis horas antes de la aproximación más cercana

  • Seis horas después de la aproximación más cercana

Segundo sobrevuelo de Mercurio [ editar ]

Después de dar una vuelta alrededor del Sol mientras Mercurio completaba dos órbitas, el Mariner 10 voló de nuevo junto a Mercurio el 21 de septiembre de 1974, a un rango más distante de 48.069 kilómetros (29.869 millas) por debajo del hemisferio sur. [4]

  • Segundo encuentro con Mercurio

  • Un mosaico de imágenes del segundo encuentro, que cubre el ecuador hasta el polo sur.

Tercer sobrevuelo de Mercurio [ editar ]

Después de perder el control de balanceo en octubre de 1974, un tercer y último encuentro, el más cercano a Mercury, tuvo lugar el 16 de marzo de 1975, a una distancia de 327 kilómetros (203 millas), pasando casi por encima del polo norte. [4]

  • Tercer encuentro con Mercurio

  • Mercurio en color

  • Mercurio en blanco y negro

  • Mercurio en falso color

  • Una escarpa prominente, Discovery Rupes , fotografiada durante el primer sobrevuelo.

  • Representación de la falla de empuje en Discovery Rupes

  • Región de Australia

  • Región Aurora

  • Región de la Caduceata

  • La cuenca de Schubert , de 190 km (120 millas) de diámetro, llena de llanuras suaves. El borde hummocky de la cuenca está parcialmente degradado y lleno de cráteres por eventos posteriores.

Fin de la misión [ editar ]

Con su gas de maniobra casi agotado, el Mariner 10 inició otra órbita del Sol. Las pruebas de ingeniería continuaron hasta el 24 de marzo de 1975, [4] cuando el agotamiento final del suministro de nitrógeno fue señalado por el inicio de un giro de paso no programado. Se enviaron órdenes inmediatamente a la nave espacial para que apagara su transmisor y cesaron las señales de radio a la Tierra.

Es de suponer que el Mariner 10 todavía orbita alrededor del Sol , aunque su electrónica probablemente haya sido dañada por la radiación solar. [76] El Mariner 10 no ha sido visto ni rastreado desde la Tierra desde que dejó de transmitir. La única forma en que no estaría orbitando sería si hubiera sido golpeado por un asteroide o perturbado gravitacionalmente por un encuentro cercano con un cuerpo grande.

Descubrimientos [ editar ]

Durante su sobrevuelo de Venus, el Mariner 10 descubrió evidencia de nubes en rotación y un campo magnético muy débil. Utilizando un filtro casi ultravioleta , fotografió las nubes chevron de Venus y realizó otros estudios atmosféricos .

La nave espacial sobrevoló a Mercurio tres veces. Debido a la geometría de su órbita, su período orbital era casi exactamente el doble del de Mercurio, el mismo lado de Mercurio estaba iluminado por el sol cada vez, por lo que solo pudo mapear el 40-45% de la superficie de Mercurio, tomando más de 2.800 fotos. Reveló una superficie más o menos parecida a la de la Luna. Por lo tanto, contribuyó enormemente a nuestra comprensión de Mercurio, cuya superficie no se había resuelto con éxito mediante la observación telescópica. Las regiones mapeadas incluían la mayoría o la totalidad de los cuadrángulos de Shakespeare, Beethoven, Kuiper, Miguel Ángel, Tolstoj y Discovery , la mitad de los cuadrángulos de Bach y Victoria y pequeñas porciones de los cuadrángulos de Solitudo Perséfone (más tarde Neruda), Liguria (más tarde Raditladi) y Borealis. . [77]

Mariner 10 también descubrió que Mercurio tiene una atmósfera tenue que consiste principalmente en helio , así como un campo magnético y un gran núcleo rico en hierro . Las lecturas del radiómetro sugirieron que Mercurio tiene una temperatura nocturna de −183 ° C (−297,4 ° F) y temperaturas máximas durante el día de 187 ° C (369 ° F).

La planificación de MESSENGER , una nave espacial que examinó Mercury hasta 2015, se basó en gran medida en los datos y la información recopilados por Mariner 10 .

Conmemoración del Mariner 10 [ editar ]

El repuesto de vuelo del Mariner 10
Sello de la sonda espacial Mariner 10 , edición de 1975

En 1975, la Oficina de Correos de EE. UU. Emitió un sello conmemorativo con la sonda espacial Mariner 10 . El sello conmemorativo Mariner 10 de 10 centavos se emitió el 4 de abril de 1975 en Pasadena, California. [78]

Dado que la nave espacial de respaldo nunca se lanzó, se exhibió en el Museo Nacional del Aire y el Espacio de la Institución Smithsonian. [79]

Ver también [ editar ]

  • 1973 en vuelo espacial
  • Exploración de Mercurio
  • Lista de misiones a Venus
  • Cronología de satélites artificiales y sondas espaciales

Referencias [ editar ]

Notas [ editar ]

  1. ^ a b c "Mariner 10" . Centro Nacional de Datos de Ciencias Espaciales . Administración Nacional de Aeronáutica y del Espacio . Consultado el 7 de septiembre de 2013 .
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Bibliografía y lectura adicional [ editar ]

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  • Shirley, Donna (1998). Manejo de marcianos . Nueva York: Broadway Books. ISBN 9780307756831.
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  • Ulivi, Paolo; Harland, David M. (2007). Parte 1: La edad de oro 1957-1982 . Exploración robótica del sistema solar (Chichester ed.). Praxis Publishing Ltd.

Enlaces externos [ editar ]

  • The Voyage of Mariner 10: Mission to Venus and Mercury (NASA SP-424) 1978 Libro completo sobre Mariner 10 , con todas las imágenes y diagramas, en línea. Desplácese hacia abajo para hacer clic en el enlace "Tabla de contenido". Versión PDF
  • Mariner 10 , Misión Venus / Mercurio 1973-1975 de la NASA
  • Archivo de imágenes del Mariner 10
  • Boletines de la misión Mariner 10
  • Perfil de la misión Mariner 10 por la exploración del sistema solar de la NASA
  • Imágenes calibradas de la misión Mariner 10 a Mercurio y Venus
  • Entrada del catálogo maestro para Mariner 10 en el Centro Nacional de Datos de Ciencias Espaciales
  • Boeing: Historia - Productos - Nave espacial Boeing Mariner 10