תוכנית ויקינג

תוכנית ויקינג (באנגלית: Viking program) היא תוכנית של נאס"א שבמסגרתה נשלחו שתי גשושיות, ויקינג 1 וויקינג 2, למאדים. כל אחת מן הגשושיות הייתה מורכבת ממקפת אשר יכלה לצלם את פני הקרקע של מאדים ממסלולה ונחתת שבאמצעותה ניתן לחקור את מאדים מן הקרקע. המקפת שימשה גם לצורכי התקשורת של הגשושיות.
תוכנית ויקינג הייתה התוכנית היקרה ביותר (כמיליארד דולר) לחקר מאדים. היא הניבה תוצאות חיוביות במיוחד מבחינת חקר מאדים ועל בסיס ממצאיה נבנה בסיס הנתונים על מאדים בשנות ה־90.
תוכנית ויקינג צמחה מתוך תוכנית וויאג'ר־מאדים (אין קשר לתוכנית וויאג'ר של סוף שנות ה־70). ויקינג 1 שוגרה ב־20 באוגוסט 1975 וויקינג 2 שוגרה ב־9 בספטמבר 1975. שתיהן שוגרו באמצעות משגר טיטן 3E בעל שלב קנטאור.
לאחר שהגשושית נכנסה למסלול סביב מאדים, היא שידרה תמונות ומידע שעל פיהם נבחר אזור הנחיתה המתאים עבור הנחתת. אחרי שנבחר אזור הנחיתה המתאים שוחררה הנחתת, חדרה לאטמוספירת מאדים ונחתה באתר שנבחר. המקפות המשיכו לשלוח תצלומים לכדור הארץ וביצעו עוד מספר בדיקות מדעיות תוך כדי תפקודם בתור תחנת תקשורת בין הנחתת לכדור הארץ. הנחתות, שנחתו בהצלחה על מאדים, שלחו תמונות וביצעו גם כן בדיקות מדעיות.

המקפת

משימתה המרכזית של המקפת הייתה להביא את הנחתת אל מאדים, להשיג מידע אודות אתרי נחיתה אפשריים עבור הנחתת, לשמש כתחנות תקשורת בין הנחתת לכדור הארץ, ולבצע בדיקות מדעיות. המקפות התבססו על גשושית מארינר 9 - מתומן בקוטר של כ־2.5 מטרים. המקפת יחד עם הנחתת ועם מכלי דלק מלאים שקלה 3,527 ק"ג. לאחר ההינתקות והנחיתה, הנחתת שקלה 600 ק"ג והמקפת 900 ק"ג. למקפת היו 8 לוחות סולאריים (1.23 × 1.57 מטרים), שניים בכל כנף, שסיפקו לה אנרגיה חשמלית במהלך המסע. מוטת הכנפיים של המקפת הייתה 9.75 מטרים. הלוחות נבנו מ־34,800 תאים סולאריים שהפיקו יחד 620 ואט במסלול סביב מאדים. האנרגיה שנאספה אוחסנה בשתי סוללות. גובהה של הנחתת - מנקודת החיבור של הנחתת עד לנקודות החיבור של המשגר - היה 3.29 מטרים.
מערכת ההנעה המרכזית מוקמה בקצה הגשושית המנוגד לנקודת החיבור עם הנחתת. מערכת ההנעה כללה מנוע דלק נוזלי שהונע על ידי N₂O₄ ו־MMH. למנוע היה דחף של עד 1,323 ניוטון. בנוסף למנוע הראשי היו עוד 12 מנועי תימרון שאפשרו לבצע תיקוני מסלול.

ממצאים מרכזיים

ממצאי הגשושיות גרמו לשינוי בצורת החשיבה של המדענים על כדור הארץ בקשר לקיום מים על מאדים. הגישושיות גילו צורות גאולוגיות רבות שבדרך כלל נוצרות מכמויות גדולות של מים זורמים. במקומות רבים התגלו ערוצי נחלים ענקיים. התגלו עדויות לשטפונות מים אשר פרצו ככל הנראה דרך סכרים, חצבו עמקים עמוקים, חרצו חריצים בסלע ונעו על פני אלפי קילומטרים. באזורים נרחבים בחצי הכדור הדרומי נמצאו רשתות מסועפות של ערוצים ונחלים, שהצביעו על כך שפעם ירדו גשמים על מאדים. צלעות הרי געש על פני מאדים נמצאו דומים להרי הגעש בהוואי ולכן הועלו סברות כי הם נחשפו בעבר לגשם. מספר מכתשים נראו כאילו העצם הפוגע פגע באדמה בוצית.

הנחתת

לנחתת היו שלוש רגליים שייצגו את קודקודיו של משולש שווה־צלעות בעל אורך צלע של 2.21 מטרים במבט מלמעלה. הרגליים חוברו לבסיס הנחתת, עליו הוצבו המכשירים המדעיים. לנחתות היה מגן חום שהגן עליו במהלך החדירה לאטמוספירת מאדים.
האטת מהירות הנחתת, על מנת שתוכל לאטמוספירת מאדים בוצעה על ידי מנוע הידרזין בעל 12 נחירי פליטה שקובצו ב־4 אשכולות של שלושה נחירים. כל אשכול סיפק דחף של 32 ניוטון. שלושה מנועי הידרזין נוספים בעלי דחף של 276 עד 2,667 ניוטון שימשו את הנחתת לתיקוני מיקום בעת הנחיתה. כל נחתת נשאה עימה 85 ק"ג של הידרזין שאוחסנו בשני מכלים כדוריים עשויים מטיטניום והוצבו בצדדיה של הנחתת. בעת הנחיתה השתמשה הנחתת במצנח, מכ"ם, גירוסקופים וכלים נוספים.
הכח החשמלי לנחתת סופק על ידי שתי יחידות RTG שהכילו פלוטוניום־238 והוצבו בצדדיה של הנחתת. כמו כן הורכבו על הנחתת גם סוללות נטענות, למקרה של עומסים במערכת.

בדיקות

נחתות הוויקינג ביצעו בדיקות ביולוגיות שמטרתן הייתה לחפש חיים על פני מאדים. הנחתות ביצעו שלושה ניסויים. הניסוי הראשון הניב תוצאות חיוביות אודות קיום מטבוליזם, אבל תוצאות שליליות של שני הניסוים האחרים, בהם לא נמצאו חומרים אורגניים, גרמו למדענים להניח כי התוצאה החיובית של הניסוי הראשון נגרמה מתהליך כימי לא־ביולוגי.