Вікінг-1

«Вікінг-1» — касмічны апарат, адпраўлены для даследавання Марса. Першы з двух караблёў праграмы NASA «Вікінг». Як і апарат Вікінг-2, складаецца з арбітальнага і пасадачнага модуляў. Пасадачны апарат прызямліўся на Марсе 20 ліпеня 1976 г., стаў першым у гісторыі паспяховым марсіянскім апаратам. «Вікінг-1» працаваў на Марсе  зямных сутак (амаль 6 зямнога года) або 2245 марсіянскіх сутак (прыкладна 3 марсіянскага года), самая працяглая місія на паверхні Марса па стане да 2010 года (рэкорд быў пабіты марсаходам Opportunity 19 мая 2010 г.).

 Місія 
міні|злева|250x250пкс|Старт ракеты-носьбіта Titan/Centaur з апаратам «Вікінг-1»
Пасля запуску з дапамогай ракеты-носьбіта Titan IIIE 20 жніўня 1975 года і 11-месячнага палёту на Марс, за 5 дзён да прыбыцця на арбіту Марса, арбітальны апарат пачаў дасылаць панарамныя здымкі Марса. Арбітальны модуль «Вікінг-1» пачаў манеўры тармажэння на арбіце Марса 19 чэрвеня 1976 года, была ўсталявана эліптычная арбіта з аддаленасцю ад планеты 1513-33000 км і перыядам абарочвання 24,66 гадзіны (21 чэрвеня). Пасадка на Марс была запланавана на 4 ліпеня 1976 года, у дзень святкавання 200-годдзя Злучаных Штатаў, але здымкі першаснага месца пасадкі паказалі, што яно было занадта складаным для бяспечнай пасадкі. Пасадка была адкладзена, пакуль не было знойдзена больш бяспечнае месца, і адбылася 20 ліпеня, у сёмую гадавіну высадкі «Апалона-11» на Месяц. Пасадачны апарат аддзяліўся ад арбітальнага апарата ў 08:51 UTC і прызямліўся на Раўніне Хрыса ў 11:53:06 UTC. Гэта была першая спроба ЗША высадзіцца на Марс.

 Арбітальны апарат 
Прыборы арбітальнага апарата складаліся з дзвюх камер для здымкаў, інфрачырвонага спектрометра для картаграфавання вадзяной пары і інфрачырвоных радыёметраў для тэрмічнага адлюстравання. Асноўная місія арбітальнага апарата скончылася ў пачатку сонечнага злучэння 5 лістапада 1976 года. Пашыраная місія пачалася 14 снежня 1976 г. пасля злучэння з Сонцам. Аперацыі ўключалі блізкія падыходы да Фобаса ў лютым 1977 года. Перыцэнтр арбіты быў скарочаны да 300 км 11 сакавіка 1977 г. Нязначныя карэкціроўкі арбіты час ад часу рабіліся на працягу місіі, галоўным чынам, каб змяніць хуткасць апарата. 7 жніўня 1980 года на арбітальным апараце заканчваўся газ для кіравання пазіцыяй, і яго арбіта была паднятая з 357×33 943 км да 320×56 000 км, каб прадухіліць сутыкненне з Марсам. Эксплуатацыя была спынена 17 жніўня 1980 года пасля 1485 арбітальных віткоў. Аналіз, праведзены ў 2009 годзе, прыйшоў да высновы, што, хаця немагчыма выключыць магчымасць таго, што «Вікінг-1» сутыкнуўся з Марсам, ён, хутчэй за ўсё, яшчэ знаходзіцца на арбіце.

За час працы арбітальнага модуля на Зямлю было адпраўлена больш за 57 тысяч здымкаў.

 Пасадка 
злева|міні|250x250пкс|Ахоўная аэраабалонка пасадачнага модуля апаратаў Вікінг
Пасадачны апарат аддзяліўся ад арбітальнага апарата 20 ліпеня ў 08:51 UTC. У момант аддзялення спускальны апарат меў арбітальную хуткасць каля 5 км/с. Тармазныя рухавікі пачалі тармажэнне і манеўры для спуску з арбіты. Праз некалькі гадзін на вышыні каля 300 км пасадачны апарат быў пераарыентаваны для ўваходу ў атмасферу. Аэраабалонка з цеплавым шчытом запавольвала карабель, калі ён спускаўся ў атмасферу планеты. У гэты час былі праведзены пачатковыя навуковыя эксперыменты з выкарыстаннем аналізатара патэнцыялу затрымкі, мас-спектрометра, а таксама датчыкаў ціску, тэмпературы і шчыльнасці. У 6 км ад паверхні, рухаючыся з хуткасцю каля 250 м/с, пасадачны модуль выпусціў 16-метровыя пасадачныя парашуты. Праз 7 секунд аэраабалонка была скінута, а праз 8 секунд былі выцягнутыя тры нагі пасадачнага апарата. За 45 секунд парашут запаволіў пасадачны апарат да 60 м/с. На вышыні 1,5 км тармазныя ракеты на самім пасадачным модулі былі актываваны, і праз 40 секунд на хуткасці прыкладна ў 2,4 м/с пасадачны апарат прыбыў на паверхню Марса з адносна лёгкім штуршком. Ногі мелі сотавыя алюмініевыя амартызатары для змякчэння пасадкі.
міні| Дакументальны ролік, які расказвае пра пасадку «Вікінга-1» з анімацыяй і відэазапісам з цэнтра кіравання
Ракеты для пасадкі выкарыстоўвалі канструкцыю з 18 сопламі для распаўсюджвання выкідаў вадароду і азоту на вялікую плошчу.

Пасадачны модуль «Вікінг-1» здзейсніў пасадку ў заходняй частцы Раўніны Хрыса, у пункце з каардынатамі: 22°41’49" паўночнай шыраты і 312°03’00" усходняй даўгаты на кантрольнай вышыні −2,69 км адносна кантрольнага эліпсоіда. Пасля пасадкі засталося прыкладна 22 кілаграмы паліва.

Перадача першага відарыса з паверхні пачалася праз 25 секунд пасля прызямлення і заняла каля чатырох хвілін. У гэтыя хвіліны спускальны апарат актываваўся. Ён узвёў антэну з высокім узмацненнем, накіраваную на Зямлю для прамой сувязі, і разгарнуў метэаралагічную штангу з датчыкамі. У наступныя сем хвілін быў зроблены другі здымак панарамнай сцэны 300°. На наступны дзень пасля прызямлення быў зроблены першы каляровы здымак паверхні Марса. Сейсмометр не змог вызваліць клетку, і фіксуючы штыфт пляча пробаадборніка затрымаўся, і спатрэбілася яшчэ пяць дзён, каб «вытрасці» яго. У астатнім усе інструменты функцыянавалі нармальна.

Пасадачны апарат меў два спосабы вяртання даных на Зямлю: рэтрансляцыйную сувязь цераз арбітальны апарат і выкарыстанне прамой сувязі з Зямлёй. Арбітальны апарат мог перадаваць на Зямлю (дыяпазон S) з хуткасцю ад 2000 да 16 000 біт/с (у залежнасці ад адлегласці паміж Марсам і Зямлёй), а спускальны апарат мог перадаваць на арбітальны апарат з хуткасцю 16 000 біт/с. Аднак ёмістасць перадачы даных па рэтрансляцыйнай лініі была прыкладна ў 10 разоў вышэйшай, чым па прамой сувязі.

Пасадачны апарат меў дзве факсімільныя камеры; тры аналізатары на метабалізм, рост або фотасінтэз; газавы храматограф-мас-спектрометр; рэнтгенаўскі флюарэсцэнтны спектрометр; датчыкі ціску, тэмпературы і хуткасці ветру; трохвосевы сейсмометр; магніт на сэмплеры, назіраны камерамі, і розныя інжынерныя датчыкі.

Навуковае абсталяванне пасадачнага модуля:

 дзве тэлевізійныя камеры з кругавым аглядам;
 прыборы для метэаралагічных даследаванняў, якія вымяраюць ціск, тэмпературу, хуткасць і кірунак ветру ля паверхні;
 сейсмометр;
 газавы храматограф у спалучэнні з мас-спектрометрам для ідэнтыфікацыі па малекулярнай вазе арганічных рэчываў, якія ўваходзяць у склад проб грунту, а таксама для аналізу проб атмасферных газаў;
 рэнтгенафлуарэсцэнтны спектрометр для ідэнтыфікацыі неарганічных рэчываў, якія ўваходзяць у склад проб грунту;
 устаноўка для пошуку жыцця ў пробах грунту па такіх прыкметах, як фотасінтэз, абмен рэчываў і газаабмен.

міні|300x300пкс|Фота пасадачнага апарата Viking-1, зробленае Mars Reconnaissance Orbiter у 2006 годзе
У студзені 1981 года пасадачны апарат «Вікінг-1» быў названы Мемарыяльнай станцыяй Томаса Муча ў гонар Томаса А. Муча, кіраўніка групы візуалізатараў «Вікінг». Пасадачны апарат працаваў 2245 соляў (каля 2306 зямных дзён або 6 гадоў) да 11 лістапада 1982 г. (2600 соляў), калі памылковая каманда, адпраўленая з наземнага кіравання, прывяла да страты сувязі. Каманда была прызначана для падключэння новага праграмнага забеспячэння для зарадкі акумулятара, каб палепшыць ёмістасць акумулятара пасадачнага апарата, якая пагаршаецца, але яна ненаўмысна перазапісала даныя, якія выкарыстоўваюцца праграмным забеспячэннем для навядзення антэны. Спробы звязацца з пасадачным апаратам на працягу наступных чатырох месяцаў, зыходзячы з меркаванага становішча антэны, не ўвянчаліся поспехам.

У 2006 годзе арбітальны апарат Mars Reconnaissance Orbiter сфатаграфаваў пасадачны апарат «Вікінг-1» на паверхні Марса.

 Вынікі місіі 

 Пошук жыцця 
«Вікінг-1» правёў біялагічны эксперымент, мэтай якога быў пошук доказаў жыцця. Біялагічныя эксперыменты спускальнага апарата складаліся з трох падсістэм: эксперымент па піралітычнаму вызваленню (PR), эксперымент па пазначаным вызваленні (LR) і эксперымент па газаабмену (GEX). Акрамя таго, незалежна ад біялагічных эксперыментаў, Вікінг меў газавы храматограф-мас-спектрометр, які мог вымераць склад і колькасць арганічных злучэнняў у марсіянскай глебе. Вынікі былі дзіўнымі і цікавымі: спектрометр даў адмоўны вынік; PR даў адмоўны вынік, GEX даў адмоўны вынік, а LR даў станоўчы вынікViking Data May Hide New Evidence For Life. Навуковец праграмы Вікінг Патрыцыя Страат заявіла ў 2009 годзе: «Наш [LR] эксперымент быў пэўным станоўчым адказам на ўсё жыццё, але многія людзі сцвярджалі, што ён быў ілжыва станоўчым па розных прычынах»Viking 2 Likely Came Close to Finding H2O. Большасць навукоўцаў у цяперашні час лічаць, што прычынай такога выніку былі неарганічныя хімічныя рэакцыі глебы; аднак гэта меркаванне можа змяніцца пасля нядаўняга адкрыцця прыпаверхневага лёду каля зоны высадкі Вікінгаў. Некаторыя навукоўцы па-ранейшаму лічаць, што вынікі былі выкліканы жывымі рэакцыямі. Ніякіх арганічных хімікатаў у глебе не выяўлена. Аднак у сухіх раёнах Антарктыды таксама няма арганічных злучэнняў, якія можна выявіць, але ў іх ёсць арганізмы, якія жывуць у скалахFriedmann, E. 1982.. Марс амаль не мае азонавага пласта, у адрозненне ад Зямлі, таму ўльтрафіялетавае святло стэрылізуе паверхню і вырабляе вельмі рэактыўныя хімічныя рэчывы, такія як перакісы, якія акісляюць любыя арганічныя хімічныя рэчывыHartmann, W. 2003.. Пасадачны апарат Phoenix выявіў хімічны перхларат у марсіянскай глебе. Перхларат з’яўляецца моцным акісляльнікам, таму ён мог разбурыць любыя арганічныя рэчывы на паверхні. Калі ён шырока распаўсюджаны на Марсе, жыццё на аснове вугляроду было б цяжкім на паверхні глебы.

 Тэст агульнай тэорыі адноснасці 
Гравітацыйнае запаволенне часу — гэта з’ява, прадказаная агульнай тэорыяй адноснасці, пры якой час цячэ павольней у рэгіёнах з меншым гравітацыйным патэнцыялам. Навукоўцы выкарысталі пасадачны модуль, каб праверыць гэтую гіпотэзу, пасылаючы радыёсігналы на пасадачны апарат на паверхні Марса і загадваючы пасадачнаму модулю адпраўляць зваротныя сігналы ў тых выпадках, калі часам сігнал праходзіў паблізу Сонца. Навукоўцы выявілі, што назіраныя з-за эфекта Шапіра затрымкі сігналаў адпавядаюць прадказанням агульнай тэорыі адноснасці.

 Месцазнаходжанне 

 Крыніцы 

Катэгорыя:Даследаванне Марса
Катэгорыя:Штучныя спадарожнікі Марса
Катэгорыя:Аўтаматычныя міжпланетныя станцыі