Μάρινερ 1

Ο Μάρινερ 1 (αγγλ. Mariner, ναυτικός) ήταν το πρώτο διαστημικό σκάφος του προγράμματος Μάρινερ της NASA. Προοριζόταν να προσεγγίσει την Αφροδίτη, η αποστολή απέτυχε όμως κατά την φάση της απογείωσης, στις 22 Ιουλίου 1962. Κατά την διάρκεια της εκτόξευσης, ο πύραυλος έχασε την επαφή με το σύστημα πλοήγησης εδάφους, λόγω βλάβης μιας κεραίας, έτσι τον έλεγχο του πυραύλου ανέλαβε ο υπολογιστής του. Δυστυχώς όμως το λογισμικό του περιείχε ένα σφάλμα που οδήγησε στην καταστροφή. Το σφάλμα είχε προέλθει κατά την δια χειρός μεταγραφή μιας εξίσωσης στις προδιαγραφές του προγράμματος του συστήματος καθοδήγησης. Ο συγγραφέας παρέλειψε την παύλα στο επάνω μέρος του r ˙ n ¯ {\displaystyle {\bar {{\dot {r}}_{n}}}} (που συμβολίζει την ομαλοποιημένη νιοστή τιμή της χρονικής παραγώγου της απόστασης). Χωρίς την ομαλοποίηση που υποδήλωνε η παύλα, το λογισμικό αντιμετώπιζε τυπικές μικροαλλαγές ταχύτητας ως σοβαρές, προκαλώντας έντονες διορθώσεις οι οποίες έστειλαν τον πύραυλο εκτός πορείας. Έτσι ο αξιωματικός ασφάλειας πεδίου (αγγλ. Range Safety Officer, RSO) επενέβη, και με τηλεχειρισμό κατέστρεψε τον πύραυλο. Λίγο καιρό αργότερα η αποστολή προς την Αφροδίτη εκτελέστηκε με επιτυχία από τον δίδυμο του Μάρινερ 1, τον Μάρινερ 2.

 Το Μάρινερ 1 ήταν η πρώτη αποστολή στα πλαίσια του προγράμματος Μάρινερ. Προορισμός του ήταν η προσέγγιση της Αφροδίτης, ο πύραυλος όμως καταστράφηκε εσκεμμένα 293 δευτερόλεπτα μετά από την εκτόξευση στις 09:26:16 UT, αφού βγήκε εκτός πορείας. Κατά τη διάρκεια της εκτόξευσης ο πύραυλος απέδιδε ικανοποιητικά ώσπου ξαφνικά ο αξιωματικός ασφάλειας πεδίου αντιλήφθηκε μια απότομη στροφή (βορειοανατολικά). Η λανθασμένη εφαρμογή των εντολών καθοδήγησης έκανε αδύνατη τη διόρθωση της πορείας του πυραύλου, ο οποίος κατευθυνόταν προς συντριβή, ενδεχομένως στις γραμμές ναυσιπλοΐας του βόρειου Ατλαντικού ή σε κάποια κατοικημένη περιοχή. Η εντολή αυτοκαταστροφής εστάλη έξι δευτερόλεπτα πριν από τον προγραμματισμένο διαχωρισμό του πρώτου σταδίου, μετά από τον οποίο θα ήταν αδύνατο να καταστραφεί ο πύραυλος φορέας. Ο ραδιοπομπός του σκάφους συνέχισε να μεταδίδει σήματα για 64 δευτερόλεπτα μετά την αποστολή του σήματος αυτοκαταστροφής. Δύο παράγοντες οδήγησαν στην αποτυχία. Η κακή λειτουργία μιας κεραίας του πυραύλου οδήγησε σε απώλεια του σήματος του σκάφους για μια παρατεταμένη περίοδο. Συνολικά υπήρξαν τέσσερις περίοδοι απώλειας σήματος, διαρκείας από 1,5 έως και 61 δευτερόλεπτα. Επιπλέον, η επιτροπή για την ανάλυση του ατυχήματος του Μάρινερ 1, καθόρισε ότι η παράλειψη μιας παύλας κατά την εισαγωγή δεδομένων στο λογισμικό επέτρεψε τη μετάδοση εσφαλμένων σημάτων καθοδήγησης στον πύραυλο. Κατά τη διάρκεια των περιόδων απώλειας σήματος, το σφάλμα στο λογισμικό προκάλεσε την εσφαλμένη αποδοχή από τον υπολογιστή της συχνότητας σάρωσης του δέκτη εδάφους, καθώς ο τελευταίος έψαχνε το σήμα του σκάφους. Στη συνέχεια ο υπολογιστής συνδύασε τη συχνότητα σάρωσης με τα δεδομένα τηλεμετρίας που στάλθηκαν στον εναπομείναντα υπολογισμό καθοδήγησης. Αυτό οδήγησε τον υπολογιστή να ξεκινήσει αυτόματα μια σειρά από περιττές διορθώσεις πορείας με εσφαλμένες εντολές καθοδήγησης, οι οποίες τελικά έβγαλαν το σκάφος εκτός πορείας. Ο στόχος της αποστολής του Μάρινερ 1 ήταν να μελετήσει την ατμόσφαιρα του πλανήτη και να κάνει μετρήσεις του μαγνητικού πεδίου, να ανιχνεύσει σωματίδια και να προσδιορίσει τη μάζα του πλανήτη. Θα έκανε επίσης διάφορες μετρήσεις του διαπλανητικού μέσου, τόσο κατά τη διάρκεια της πτήσης στην Αφροδίτη, όσο και μετά από την προσέγγιση. Η βάση του διαστημοπλοίου είχε σχήμα εξαγωνικό διαμέτρου ενός μέτρου και πάχους 36 εκατοστών. Η κατασκευή ήταν από μαγνήσιο. Μέσα στο σκάφος ήταν τοποθετημένος ο ηλεκτρονικός εξοπλισμός για τα πειράματα, καθώς και τα συστήματα τηλεπικοινωνίας, κωδικοποίησης σημάτων, οι ηλεκτρονικοί υπολογιστές, τα συστήματα συγχρονισμού και πλοήγησης, το σύστημα ηλεκτροδότησης, μια μπαταρία, ο φορτιστής της μπαταρίας, και τέλος οι φιάλες πεπιεσμένου αερίου για μικρές διορθωτικές προωθήσεις και ο κύριος κινητήρας. Στο επάνω μέρος της βάσης ήταν προσαρμοσμένος ένας πυραμιδοειδής ιστός, που έφερε επιστημονικό εξοπλισμό και έφτανε το συνολικό ύψος του σκάφους στα 3,66 μέτρα. Εκατέρωθεν της βάσης ήταν αναρτημένοι δύο ηλιακοί συλλέκτες συνολικού μήκους 5,05 μέτρων και πλάτους 0,76 μέτρων. Επίσης σε ένα βραχίονα που εκτεινόταν κάτω από το σκάφος βρισκόταν αναρτημένη και η κεραία τηλεπικοινωνιών. Η ηλεκτροδότηση του Μάρινερ 1 γινόταν από την μετατροπή ηλιακού φωτός σε ηλεκτρική ενέργεια από τους δυο ηλιακούς συλλέκτες. Ο ένας είχε μήκος 183 εκατ., ο άλλος 152 εκατ. και το πλάτος τους ήταν 76 εκατοστά. Είχαν και μια επέκταση 31 εκατ. από συνθετικό υλικό (Polyethylene terephthalate - dacron ή Polyethylene terephthalate) για να εξισορροπεί την πίεση που θα εξασκούσε ο ηλιακός άνεμος στους συλλέκτες, διαφορετικά το διαστημόπλοιο θα ανάπτυσσε ροπή στρέψης. Οι συλλέκτες τροφοδοτούσαν το σκάφος με ηλεκτρική ενέργεια και γέμιζαν την εφεδρική μπαταρία. Η μπαταρία άργυρου - ψευδάργυρου, χωρητικότητας 1.000 Wh, φορτιζόταν αρχικά πριν την εκτόξευση και τροφοδοτούσε το σκάφος μέχρι να αναπτυχθούν οι συλλέκτες. Κατά τη διάρκεια της πτήσης η μπαταρία επαναφορτιζόταν και βοηθούσε την ηλεκτροδότηση του σκάφους όταν οι συλλέκτες δεν φωτίζονταν από τον Ήλιο ή σε περιπτώσεις υψηλής κατανάλωσης. Μια συσκευή ρύθμισης τάσης και διακοπτόμενης τροφοδοσίας έλεγχε τη ροή του ηλεκτρικού ρεύματος. Το σύστημα τηλεπικοινωνίας αποτελούνταν από ένα πομπό συνεχούς μετάδοσης τηλεμετρίας, ισχύος 3 Watt, μια μεγάλη κατευθυντική παραβολική κεραία υψηλής απολαβής, τοποθετημένη κάτω από το διαστημόπλοιο, μια κυλινδρική πανκατευθυντική κεραία στην κορυφή του ιστού πάνω από το διαστημόπλοιο, και δύο κεραίες, από μια σε κάθε άκρο των ηλιακών συλλεκτών, οι οποίες λάμβαναν οδηγίες για τους ελιγμούς και άλλες εντολές. Η προώθηση για τους ελιγμούς παρεχόταν από έναν κινητήρα ισχύος 225 Ν ο οποίος χρησιμοποιούσε ως καύσιμο άνυδρη υδραζίνη. Η ανάφλεξη της υδραζίνης γινόταν με τη χρήση σφαιριδίων τετροξειδίου του αζώτου και οξειδίου του αργιλίου. Η ώση ελεγχόταν με τέσσερα ακροφύσια στο κάτω μέρος του κινητήρα. Το σύστημα ελέγχου του προσανατολισμού του σκάφους, το οποίο είχε ακρίβεια απόκλισης μιας μοίρας, χρησιμοποιούσε πεπιεσμένο αέριο άζωτο. Η πλοήγηση γινόταν με σημεία αναφοράς τον Ήλιο και τη Γη. Ο συνολικός χρονισμός και έλεγχος γίνονταν από έναν ψηφιακό κεντρικό υπολογιστή. Για τον έλεγχο της θερμοκρασίας μέσα στο σκάφος χρησιμοποιούνταν επιφάνειες που παθητικά αντανακλούσαν ή απορροφούσαν την θερμότητα, καθώς και αλεξίθερμες ασπίδες, αλλά και σχισμές εξαερισμού. Τα επιστημονικά πειράματα τοποθετήθηκαν στον ιστό οργάνων και στη βάση του σκάφους. Ένα μαγνητόμετρο βρισκόταν στην κορυφή του ιστού κάτω από την πανκατευθυντική κεραία. Οι ανιχνευτές μικρομετεωριτών τοποθετήθηκαν στη μέση του ιστού, μαζί με τον ανιχνευτή κοσμικών ακτίνων. Ο ανιχνευτής κοσμικής σκόνης και το φασματόμετρο ηλιακού πλάσματος βρίσκονταν στα επάνω άκρα της βάσης του σκάφους. Ένας ανιχνευτής μικροκυμάτων και ένας ανιχνευτής υπέρυθρης ακτινοβολίας τοποθετήθηκαν στην παραβολική κεραία διαμέτρου 48 εκατ. η οποία ήταν τοποθετημένη στη βάση του ιστού. Όλα τα όργανα θα ήταν σε λειτουργία κατά την διάρκεια του ταξιδιού και της προσέγγισης, εκτός από τα ακτινόμετρα, που θα ενεργοποιούνταν μόνο στην άμεση προσέγγιση της Αφροδίτης. Ο επιστημονικός εξοπλισμός του διαστημικού σκάφους περιείχε Ακτινόμετρο μικροκυμάτων Ακτινόμετρο υπέρυθρου Μαγνητόμετρο πύλης ροής τριών αξόνων Ανιχνευτή κοσμικής σκόνης Φασματόμετρο ηλιακού πλάσματος Ανιχνευτή σωματιδίων Ανιχνευτή κοσμικών ακτίνων Όργανα ουράνιας μηχανικήςΕπιπλέον, μια σημαία 91 εκατ. Χ 150 εκατ. των Ηνωμένων Πολιτειών ήταν διπλωμένη και στοιβαγμένη στο εσωτερικό του Μάρινερ 1. Άρθρο της NASA Αρχειοθετήθηκε 2004-10-31 στο Wayback Machine. Προφίλ της αποστολής στη Σελίδα για την Εξερεύνηση του Ηλιακού Συστήματος της NASA RISKS Digest λεπτομέρεις για την αποτυχία του Μάρινερ 1