Mariner 4

mini|desno|Mariner 3 ili 4
**Mariner 4**, zajedno s Marinerom 3 poznat kao Mariner-Mars 1964), je NASA-ina svemirska letjelica namijenjena istraživanju Marsa, četvrta iz programa Mariner koje su bile namijenjenih istraživanju planeta u režimu preleta. Bio je dizajniran za naučno posmatranje Marsa i za prenos podataka tog posmatranja na Zemlju. Lansiran je 28. novembra 1964. pomoću rakete Atlas-Agena D iz Cape Canaverala. Kraj Marsa je preletio 14-15. jula 1965. i pri tome na Zemlju poslao prve fotorgafije njegove površine.

Snimio je prve slike druge planete ikada vraćene iz dubokog svemira; njihov prikaz kraterima prekrivene, mrtve planete uveliko je promijenio pogled naučne zajednice na život na Marsu. Pored vizuelnog posmatranja ciljevi misije bili su izvođenje mjerenja polja i čestica u međuplanetarnom prostoru u blizini Marsa i sticanje iskustva i znanja o inženjerskim mogućnostima za međuplanetarne letove dugog trajanja.

U početku se očekivalo da će ostati u svemiru osam mjeseci, ali je misija Marinera 4 trajala oko tri godine u solarnoj orbiti. Komunikacija sa sondom prekinuta je 21. decembra 1967.
* Helijumski magnetometar, za mjerenje magnitude i drugih karakteristika međuplanetarnih i planetarnih magnetnih polja.
* Ionizaciona komora/Gajgerov brojač, za mjerenje intenziteta i distribucije nabijenih čestica u međuplanetarnom prostoru i u blizini Marsa.
* Detektor zračenja, za mjerenje intenziteta i smjera čestica niske energije.
* Teleskop za kosmičke zrake, za mjerenje smjera i energetskog spektra protona i Alfa-čestica.
* Sonda za solarnu plazmu,za mjerenje fluksa nabijenih čestica vrlo niske energije sa Sunca.
* Detektor svemirske prašine, za mjerenje impulsa, distribucije, gustoće i smjera svemirske prašine.
* Televizijska kamera, za dobijanje krupnih slika površine Marsa. Ovaj podsistem se sastojao od četiri dijela: Cassegrain teleskopa sa vidnim poljem od 1,05° x 1,05°, zatvarača i sklopa crveno/zelenog filtera sa vremenima ekspozicije od 0,08 i 0,20 sekundi, vidikonske cijevi za sporo skeniranje koja je pretvarala optičku sliku u električni video signal i elektronskih sistema potrebnih za pretvaranje analognog signala u digitalni bitstream za prijenos.

Električnu energiju za instrumente i radio predajnik Marinera 4 napajale su 28.224 solarne ćelije smještene u četiri solarna panela dimenzija 176&nbsp;cm × 90&nbsp;cm, koji su mogli osigurati 310 vati na oko 1,5 AJ (što je približno udaljenosti Marsa). Punjiva srebro-cinkova baterija od 1200 W·h također je korištena za manevre i podršku. Za pogon je korišten monopropelentni hidrazin, putem motora s vektorskom kontrolom i četiri mlaznice, s potiskom od 222 njutna (50&nbsp;lbf), instaliranog na jednoj od strana osmougaone strukture. Kontrolu položaja svemirske sonde osiguravalo je 12 mlaznica hladnog dušika postavljenih na krajevima solarnih panela i tri žiroskopa. Solarne lopatice za pritisak, svaka površine 0,65 m2, bile su pričvršćene na vrhove solarnih panela. Informacije o položaju pružala su četiri senzora Sunca i senzor za Zemlju, Mars ili zvijezdu Canopus, zavisno od vremena u svemirskom letu. Mariner 4 je bila prva svemirska sonda kojoj je bila potrebna zvijezda kao navigacijski referentni objekt, budući da su ranije misije, koje su ostale blizu Zemlje, Mjeseca ili planete Venere, uočavale ili sjajnu površinu matične planete ili jarko osvijetljenu metu. Tokom ovog leta, i Zemlja i Mars bi bili previše slabi za navigaciono fiksiranje. Bio je potreban još jedan sjajni izvor pod širokim uglom od Sunca, a Canopus je ispunio ovaj zahtjev. Nakon toga, Canopus je korišten kao referentna tačka u mnogim sljedećim misijama.

Telekomunikaciona oprema na Marineru 4 sastojala se od dvostrukih S-pojasnih predajnika (sa triodnim pojačalom od sedam vati ili cijevnim pojačalom od deset vati) i jednog radio prijemnika koji su zajedno mogli slati i primati podatke putem antena niskog i visokog pojačanja brzinom od 8⅓ ili 33⅓ bita u sekundi. Podaci su se također mogli pohraniti na magnetni snimač kapaciteta 5,24 miliona bita za kasniji prijenos. Sve elektronske operacije kontrolirao je komandni podsistem koji je mogao obraditi bilo koju od 29 direktnih komandnih riječi ili tri kvantitativne komande za manevre na sredini kursa. Centralni računar i sekvencer upravljali su pohranjenim vremenskim sekvencama koristeći frekvenciju sinhronizacije od 38,4&nbsp;kHz kao vremensku referencu. Kontrola temperature postignuta je korištenjem podesivih žaluzina postavljenih na šest elektronskih sklopova, plus višeslojnih izolacijskih pokrivača, poliranih aluminijskih štitova i površinskih tretmana. Druga mjerenja koja su se mogla izvršiti uključivala su:
* Radio okultaciju
* Nebesku mehaniku zasnovana na preciznom praćenju

Mariner 4 je također trebao nositi ultraljubičasti fotometar na lijevoj strani krmene platforme za skeniranje TV kamere. Kasnije tokom testiranja otkriveno je da uključivanje UV fotometra stvara električne probleme koji bi ugrozili TV kameru. Kao rezultat toga, uklonjen je i zamijenjen simulatorom termalne/inercijske mase koji je dizajniran da emulira geometriju, masu i druge karakteristike UV fotometra kako bi se eliminisali svi nenamjerni problemi uzrokovani uklanjanjem UV fotometra. Ovaj rezervni UV fotometar je na kraju korišten na Marineru 5 1967. godine.

## Misija 
### Lansiranje 
Nakon što je Mariner 3 potpuno uništen, inženjeri JPL-a sugerirali su da je došlo do kvara tokom odvajanja metalne vanjske od unutrašnje obloge od fiberglasa zbog razlike u pritisku između unutrašnjeg i vanjskog dijela obloge, te da je to moglo uzrokovati zapetljavanje opružnog mehanizma za odvajanje i njegovo nepravilno odvajanje.

Testiranje u JPL-u potvrdilo je ovaj način kvara i uložen je napor da se razvije nova, potpuno metalna obloga. Nedostatak ovoga bio je taj što bi nova obloga bila znatno teža i smanjila bi nosivost Atlas-Agene. Convair i Lockheed-Martin morali su napraviti nekoliko poboljšanja performansi potisnika kako bi iz njega izvukli više snage. Uprkos strahovima da se radovi ne mogu završiti prije zatvaranja lansirnog prozora 1964. godine, nova obloga je bila spremna do novembra.

Nakon lansiranja sa lansirnog kompleksa 12 Zračne baze Cape Canaveral, zaštitni pokrov koji je pokrivao Mariner 4 je odbačen, a kombinacija Agena-D/Mariner 4 se odvojila od rakete Atlas-D. Početno paljenje je postavilo letjelicu u Zemljinu parkirnu orbitu, a drugo paljenje je ubacilo letjelicu u transfernu orbitu Marsa. Potom se Mariner odvojio od Agene i započeo operacije u krstarećem režimu. Solarni paneli su aktivirani, a platforma za skeniranje je otključana.

### Lociranje Canopusa 
Pretraživač zvijezda na letjelici bio je postavljen tako da reaguje na bilo koji objekt koji je više od jedne osmine sjajniji, a manje od osam puta sjajniji od Canopusa. Pored samog Canopusa, senzor je mogao detektovati sedam takvih objekata. Trebalo je više od jednog dana "lutanja od zvijezde" da se pronađe Canopus, jer je senzor u početku locirao druge zvijezde: uzorak slučajne svjetlosti sa Zemlje, Alderamin, Regulus, Naos i Gamma Velorum, locirani su prije Canopusa.

Stalni problem tokom ranog dijela misije bio je taj što su se često javljali prolazni signali greške rotacije koji su povremeno uzrokovali gubitak fiksiranja Canopusa. Prvi pokušaj manevra na sredini kursa prekinut je gubitkom fokusa na zvijezdu ubrzo nakon što su se žiroskopi počeli okretati. Fokus na Canopus je izgubljen šest puta u periodu manjem od tri sedmice nakon lansiranja i svaki put bi bio potreban niz radio komandi za ponovno lociranje zvijezde. Nakon proučavanja problema, istraživači su zaključili da je ponašanje uzrokovano malim česticama prašine koje su se na neki način oslobađale iz svemirske letjelice i prolazile kroz vidno polje senzora zvijezde. Sunčeva svjetlost raspršena s čestica tada se pojavljivala kao osvjetljenje ekvivalentno onom od sjajne zvijezde. To bi uzrokovalo prolaznu grešku rotacije dok bi objekt prolazio kroz vidno polje dok je senzor bio usmjeren na Canopus. Kada bi objekt bio dovoljno svijetao da premaši gornja ograničenja koje je bilo postavljeno na osam puta veći intenzitet od Canopusa, svemirska letjelica bi automatski isključila Canopus i pokrenula potragu za novom zvijezdom. Konačno, 17. decembra 1964. upućena je radio komanda kojom je uklonjeno ovo gornje ograničenje. Nije bilo daljeg gubitka fokusa na Canopus, iako su se prolazne greške rotacije dogodile još 38 puta prije susreta s Marsom.

Letelica je uspješno izvršila sve programirane aktivnosti i vratila korisne podatke od lansiranja do 1. oktobra 1965. godine, nakon čega su velika udaljenost do Zemlje (309,2 miliona kilometara) i neprecizna orijentacija antene doveli do privremenog gubitka komunikacije sa letjelicom do 1967. godine.

## Kraj misije 
### Udari mikrometeoroida i prekid komunikacije 
Prikupljanje podataka nastavljeno je krajem 1967. Dana 15. septembra detektor kosmičke prašine registrovao je 17 udara u periodu od 15 minuta, što je dio očiglednog roja mikrometeoroida koji je privremeno promijenio položaj letjelice i vjerovatno neznatno oštetio njen termalni štit. Kasnije se nagađalo da je Mariner 4 prošao kroz ostatke komete D/1895 Q1 (D/Swift), pa čak i preletio pored moguće razbijenog jezgra te komete na 20 miliona kilometara.

Dana 7. decembra, dovod plina u sistemu za kontrolu položaja je iscrpljen, a između 10. i 11. decembra zabilježeno je ukupno 83 udara mikrometeoroida, što je uzrokovalo poremećaj položaja letjelice i smanjenje jačine signala. Potom je 21. decembra iste godine, komunikacija sa Marinerom prekinuta. Letjelica je sada napuštena u vanjskoj heliocentričnoj orbiti.

## Rezultati 
thumb|300px|upright=1.5|desno|Jack N. James (u sredini), menadžer projekta Mariner 4 u JPL-u, u Bijeloj kući s grupom koja je američkom predsjedniku Lyndonu B. Johnsonu (u sredini desno) u julu 1965. godine predstavila poznatu sliku Marsa broj 11 sa svemirske letjelice.
Ukupni podaci koje je misija vratila iznosili su 5,2 miliona bitova (oko 634 kB). Svi instrumenti su uspješno radili, s izuzetkom dijela ionizacijske komore, odnosno Geiger-Müllerove cijevi, koja je otkazala u februaru 1965. godine. Osim toga, performanse plazma sonde su se smanjile zbog kvara otpornika 8. decembra 1964. godine, ali su eksperimentatori uspjeli ponovo kalibrirati instrument i ipak interpretirati podatke. Vraćene slike su pokazale teren sličan Mjesecu s kraterima, što naučnici nisu očekivali, iako je amaterski astronom Donald Cyr predvidio kratere. Kasnije misije su pokazale da krateri nisu tipični za Mars, već samo za drevniju regiju koju je snimio Mariner 4. Procijenjeni su površinski atmosferski pritisak od 4,1 do 7,0 milibara (410 do 700 Pa) i dnevne temperature od -100&nbsp;°C (-148&nbsp;°F). Nije detektovano magnetno polje  niti Marsovi radijacijski pojasevi , niti, opet iznenađujuće, površinska voda.

Bruce C. Murray je koristio fotografije sa Marinera 4 kako bi razjasnio geološku historiju Marsa.

Slike kratera i mjerenja tanke atmosfere  - mnogo tanje nego što se očekivalo - što ukazuje na relativno neaktivnu planetu izloženu surovosti svemira, uglavnom su raspršili nade u pronalaženje inteligentnog života na Marsu. Život na Marsu je vijekovima bio predmet nagađanja i naučne fantastike. Čak i u slučaju postojanja života, snimci su ukazivali da bi on vjerovatno bio u manjim, jednostavnijim oblicima. S druge strane, bilo je i stajališta da se na osnovu 22 fotografije ne može zaključiti da na Marsu nema inteligentnog života.

U sklopu misije izmjeren je i sunčev vjetar te upoređen sa istovremenim zapisima sa letjelice Mariner 5 koja je upućena na Veneru.

Ukupni troškovi misije procjenjuju se na 83,2 miliona dolara (što je ekvivalentno 830 miliona dolara u 2024. godini). Ukupni troškovi istraživanja, razvoja, lansiranja i podrške za seriju svemirskih letjelica Mariner (od 1 do 10) iznosili su približno 554 miliona dolara (što je ekvivalentno 5,53 milijarde dolara u 2024. godini).

## Također pogledajte 
* Istraživanje Marsa

## Reference 
Kategorija:Istraživanje Marsa
Kategorija:NASA
Kategorija:Svemirske letjelice
Kategorija:Svemirske letjelice NASA-e