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Mars 4
4. März
Der Russe 4. März Sonde
OrganisationSovietunion
Hauptauftragnehmerlavochkin
Missionsname4. März / M-73 Nr.52S / 06742
Erscheinungsdatum21. Juli 1973
StartbasisTyuratam, Baykonur
StartprogrammProton
MasseLeer 2270 kg, betankt 3440 kg
ZielMars
Fliegen durch10. Februar 1974 bei 1.844 km
Portal  Portalsymbol  Astronomie

4. März (Russisch: März 4) war wie Russisch unbemannter Raumflug zum Planeten Mars ab 1973. Ziel war es, den Roten Planeten aus einer Umlaufbahn heraus zu erforschen und als Funkstation zwischen Lander und Flugkontrolle. Diese Mission war Teil der kombinierten 4. März, 5, 6 und 7 Mission.

vorhersagen

Weltraumrennen

Ende der 1960er Jahre verlor die Sowjetunion das Mondrennen. Allerdings war es keiner der Supermächte gelungen, auf einem anderen Planeten sanft zu landen. Deshalb war das Land diesmal bestrebt, erfolgreich zu sein. Und das aus gutem Grund: Die russischen Marssonden der 1960er Jahre scheiterten am Pech, waren aber technisch ihrer Zeit voraus. Ebenfalls 2. März und 3 hatte wenig Erfolg, wieder wegen Pech. Zum Zeitpunkt der Landung befand sich der Rote Planet unter einem riesigen Staubsturm. Geldmangel gezwungen NASA um das Startfenster von 1973 zu überspringen. Dies bot den Russen eine ausgezeichnete Gelegenheit, den Amerikanern zu entkommen. Die Sowjetunion ergriff diese Gelegenheit mit beiden Händen und investierte große Summen in vier schwere Kundschafter.

Ungünstiges Startfenster

Allerdings war das Startfenster für einen Flug zum Mars 1973 weniger günstig als 1971. Dies ermöglichte den Startprogramm viel weniger Nutzlast in Richtung Mars schießen. Das 2. März und 3 hatte sowohl einen Lander als auch genug Treibstoff, um den roten Planeten zu verlangsamen und zu umkreisen; dieses Szenario erwies sich nun als undurchführbar. Die Russen bauten deshalb vier Kundschafter. Das 6 März und 7 hatte eine Landungsuntertasse, die sie während der Passage abfeuerten und danach im freien Raum verschwanden. Das 4. März und 5 andererseits hatten sie keine Lander; stattdessen hatten sie eine große Menge Kraftstoff für den Verzögerungsvorgang.

Zeitdruck

Der Bau der vier Sonden erfolgte unter großem Zeitdruck; die Konsequenzen waren dementsprechend. Techniker entdeckten ein großes Problem. Der 2T312 Transistor mit denen alle vier Sonden ausgestattet waren, erwies sich nach eineinhalb bis zwei Jahren als unzuverlässig. Dies war die geplante Ankunftszeit auf dem Mars. Sie besprachen, was zu tun sei. Die Erfolgschancen schätzen die Verantwortlichen auf maximal 50 %. Aber Politiker deuteten an, dass die Missionen voranschreiten würden, Punkt. Die Chance, Amerika einen Streich zu spielen, erwies sich als zu verlockend.

Struktur

Gewicht

4. März war ausgestattet mit Solarplatten für Strom und gewartet mittels a Satellitenschüssel Kontakt mit der Erde. Leer das Gefäß hatte a had Masse von 2270 kg, betankt waren dies 3340 kg.

Wissenschaftliche Instrumente

  • Aufnahmesystem, das weiter Winkel-, Zoomen- und Panoramaaufnahmen geliefert. Es war eine verbesserte Version des eingebauten Systems Gesendet 3. Die beiden Kameras befanden sich in einem hermetisch abgeschlossenen Bereich; die gesamte Sonde wurde gedreht, um die Kameras auf den gewünschten Zielbereich auszurichten. Die Weitwinkelkamera PTU-1 (Typ Vega-3MCA mit einem Gewicht von 8,5 kg) hatte eine Brennweite von 52 mm und a Blendenzahl von f/2.8. Das Sichtfeld betrug 35,7° und die Auflösungsvermögen 735 m aus einer Höhe von 2000 km. Wahlweise könnte man vom Boden aus einen Rot-, Grün-, Blau- oder Orangefilter einschalten. Die Zoomkamera PTU-2 (Typ Zufar-2CA mit einem Gewicht von 9,2 kg) mit einer Brennweite von 350 mm und einer Blendenzahl von f/4,5 hatte ein Sehfeld von 5,67° bei einer Auflösung von 110 m in 2000 km Höhe und ein Orangenfilter. Die Belichtungszeit betrug 1/50 oder 1/150 Sekunde. Beide PTUs hatten eine Spule mit Filmspule und ein automatisches Miniaturentwicklungszentrum. Eine belichtete Aufnahme war entwickelt, Fest und getrocknet, bevor ein Scanner es gescannt hat, um das Bild zur Erde zu übertragen. Insgesamt hatte dieser Entdecker 20 Meter strahlungsfrei gelagerten Film, ausreichend für 480 Fotos pro Kamera. Die von den Russen angegebenen Aufnahmemaße von 23 x 22,5 mm sind wohl falsch; wahrscheinlicher ist 22 x 23,5 mm. Das Schiff schickte die entwickelten Fotos mit a Bitrate ab 6 kbsp zur Erde. Dies war in drei Auflösungen möglich: 220 x 235, 880 x 940 oder 1760 x 1880 Pixel. Das Panorama-Aufnahmesystem bestand aus zwei Photometern im sichtbaren und nahen Infrarotlicht mit einem 30°-Sichtfeld. Dieses System hatte große technische Ähnlichkeit mit den Geräten, die von den Venera 9 und 10Orbiter getragen. Sie scannten vier Bildzeilen pro Sekunde mit maximal 512 Pixeln. Es dauerte anderthalb Stunden, um eine solche Aufnahme zu machen. In der Praxis wurden alle Bilder zuerst in niedriger Auflösung und dann in mittlerer Auflösung gesendet. Interessante Aufnahmen wurden wieder in hoher Auflösung übertragen.
  • Lyman-Alpha Fotometer: Dies war eine Zusammenarbeit zwischen der Sowjetunion und Frankreich. Dieses Instrument maß die Lyman-Alpha-Strahlung während des Fluges zum Mars. Um den Mars sah das gestreute Sonnenlicht auf 1216 EIN um das Vorhandensein von atomaren zu erkennen Wasserstoff in der Marsatmosphäre.
  • Charged-Particle-Meter (MSU-TASPD): Dies maß die Protonenfluss während des Fluges zum Mars.
  • Polarimetrie-Experiment: auch das Ergebnis der französisch-russischen Zusammenarbeit. Zwei Meter, VPM-I und VPM-II, fingen gestreutes polarisiertes Licht von der Marsoberfläche ein. Daraus ließen sich Struktur und Textur der Oberfläche des Roten Planeten ableiten. Auch die Atmosphäre und die and Aerosole. Das VPM-1 maß Stärke, Polarisationsgrad und Azimut durch Filter bei neun Wellenlängen von 3420 bis 7490 Å (0,342 bis 0,749 .). µm). VPM-II tat dies mit einem Filter bei 5920 Å (0,592 µm). Beide Instrumente nahmen 8 Messwerte pro Sekunde vor, die Genauigkeit betrug 0,01 rad, oder 20 km aus 2000 km Höhe.
  • gamma StrahlenSpektrometer, dieser befand sich in einem 23,7 cm langen Zylinder mit a Durchmesser von 8,8 cm, die auf einem auskragenden Mast montiert wurde.
  • Ultraviolett Photometer: Ermöglicht der Sonde, den unteren und mittleren Teil der Marsatmosphäre bis zu einer Höhe von 60 km zu sehen. Das Hauptziel war die Erkennung Ozon, aber auch andere Komponenten wie Aerosole und Wasserdampf, habe es auch angeschaut. Es untersuchte weiter Temperaturprofile, Transport und photochemisch Prozesse in der Atmosphäre. Dieses Zweikanal-Photometer arbeitete bei 2600 und 2800 (0,26 und 0,28 µm). Das Gerät scannte den beobachteten Rand des Planeten mit einem Sichtfeld von etwa 0,08°. Die Linse konzentrierte das gesammelte Licht durch eine Blende in ein Prisma, das den Lichtstrahl trennte. Spiegel richteten das Licht dann auf das Messgerät.
  • Photometer (0,32 - 0,87 Mikrometer): Zwei Photometer scannten die Marsoberfläche bei verschiedenen Wellenlängen (von nahem Ultraviolett bis nahem Infrarot) ab, um die Eigenschaften von Gesteinen und zu messen regolith prüfen. Ein Photometer, VFM-73, machte Beobachtungen von 0,32 bis 0,70 µm (3200 bis 7000). Dies diente zur Beobachtung eines Gebietes unter einer unterschiedlichen Reichweite Phasenwinkel und die Messungen hatten eine maximale Abweichung von 2%. Das andere, ITM-73, untersuchte den Bereich zwischen 0,77 und 0,87 µm (7700 bis 8700 Å), um Helligkeitsunterschiede in dem Bereich zu messen, über den die Sonde flog. Seine Messungen waren mit einer Abweichung von bis zu 20 % weniger genau.
  • Infrarot Spektralphotometer: Das ISM-73 führte genaue Messungen des Infrarotreflexionsvermögens und der Strahlung durch die Marsoberfläche durch. Die 10 mm breite Membranöffnung hatte ein Sichtfeld von 0,0167 rad, was einer Fläche von 30 km aus einer Entfernung von 1800 km entspricht.
  • Infrarot-Photometer (Wasserdampf), das untersucht hat, wie viel Wasserdampf enthielt die dünne Marsatmosphäre.
  • Infrarot-Radiometer, Funktion zwischen 110 und 310 k. Es hatte ein Sichtfeld von 1°; die maximale Abweichung betrug bei 250 K weniger als 2 K.
  • CO2 Höhenmesser (Photometer): Wird verwendet, um die Höhe des Geländes und den lokalen Luftdruck abzuleiten.
  • Radio Bedeckung (auf einer Frequenz), um die atmosphärische Dichte zu überprüfen. Wenn die Sonde hinter dem Planeten verschwindet, verursacht dies kleine Frequenzunterschiede im empfangenen Funksignal, verursacht durch Atmosphäre oder Ionosphäre. Die maximale Abweichung in der Atmosphäre betrug 0,2 km; in der Ionosphäre waren es 2 km. Der Scout sendete auf einer Wellenlänge von 32 cm.
  • Radiookkultation (auf zwei Frequenzen), um die Konzentration zu steigern Elektronen in der Ionosphäre auf der Tag- und Nachtseite des Roten Planeten. Die verwendeten Wellenlängen waren 8 und 32 cm. Dieses Experiment fand am 10. Februar 1974 statt.
  • Radioteleskop: für Untersuchungen bis zu 10 cm Tiefe von der Oberfläche.
  • Magnetometer, mit einem Messbereich von 60 bis -60 γ.
  • Plasma elektrische Feldforschung, diese untersuchte die Energie und Verteilung von Elektronen mit niedriger Energie, Ionen und neutrale Teilchen.
  • Radiostrahlung der Sonne (Stereo genannt), ein gemeinsames russisch-französisches Experiment. Die Beobachtungszeit der Raumsonde fiel mit der von Observatorien auf der Erde zusammen.
  • Instrument zum Kommen von der Sonne kosmische Strahlung messen.

Flugverlauf

Start und Flug zum Mars

4. März wurde gestartet am 21. Juli1973 von Tyuratam zu baykonur jetzt sofort Proton Startprogramm. Dies brachte den Scout zuerst mit a . auf eine Parkspur Höhepunkt von 179 km, a Perigäum von 147 km und a Seitenwechsel von 87,5 Minuten. Das Neigung war 51,5° bei a Exzentrizität ab 0,00245. Von dort der letzte Schuss Treppe das Raumschiff auf Kurs zum Mars. Am 30. Juli 1973 nahm das Flugzeug eine Kurskorrektur vor. Allerdings hätte sich die Politik die Warnung der Designer zu Herzen nehmen sollen. Zwei der drei Kanäle des Bordcomputers waren aufgrund der unzuverlässigen Transistoren defekt. Dies machte eine zweite Kurskorrektur unmöglich.

Ankunft

Am 10. Februar 1974 erreicht 4. März sein Ziel. Das Raumschiff konnte keine Umlaufbahn um den Mars erreichen. Die Bremsrakete funktionierte aufgrund der Fehlfunktion des Bordcomputers nicht. 4. März flog um 15:34 Uhr den roten Planeten koordinierte Weltzeit in einer Entfernung von 1.844 km passiert. Gut geantwortet 4. März auf Befehle der Flugsteuerung und schwenkte in eine andere Position. Um 3:32:41 UTC aktivierte der Scout seine Kameras; auf diese Weise sind einige Fotos entstanden. Die Aufnahmen dauerten nur sechs Minuten. 4. März schickte zwei Panoramafotos und zwölf Weitwinkelaufnahmen (alle mit Rotfilter) zur Erde. Diese Mission war nicht ganz ohne wissenschaftlichen Wert. Die Daten der Radiookkultation lieferten einen ersten Blick auf die Mars-Ionosphäre auf der Nachtseite des Planeten.

Nach der Passage ging das Schiff in a heliozentrischer Orbit und sammelte Informationen über den interplanetaren Raum. 4. März umkreist derzeit die Sonne mit einer Apoapsis von 1,63 AE und eine Periapsis von 1,02 AE bei einer Umlaufzeit von 556 Tagen und einer Neigung von 2,2°.

Nachwirkungen

Nicht nur 4. März gescheitert: Auch das restliche Trio hatte wenig Erfolg. Die erzielten wissenschaftlichen Ergebnisse waren im Vergleich zu den großen technischen und finanziellen Anstrengungen äußerst dürftig. Ende 1973 berief der neue Leiter des Weltraumforschungsinstituts eine Sitzung ein. Zunächst glaubten die Anwesenden, das russische Marsprogramm könne am besten fortgeführt werden. Doch ihre direkten Konkurrenten blieben nicht stehen, hatten bessere Luft- und Raumfahrttechnik und viel mehr Geld zur Verfügung (800 Millionen Euro). Dollar gegen 100 Millionen Rubel für eine Mission). Darüber hinaus schickten die Amerikaner während des nächsten Startfensters zweifellos ihre Wikinger 1 und 2 unterwegs. Die Erforschung des Roten Planeten erwies sich technisch als zu weitreichend. Die Sowjetunion verlagerte daher ihren Fokus auf Venus mit dem Venera-Programm. Damit wurde der Mars zur Domäne der Vereinigten Staaten.