3 marzo
3 marzo
3 marzo
| Organizzazione | URSS |
|---|---|
| Campo | Osservazione di Marte |
| Tipo di missione | orbiter e lander |
| Lanciare | 28 maggio 1971 |
| Launcher | Protone -K con blocco D. |
| Fine della missione | 22 agosto 1972 |
| Identificatore COSPAR | 1971-049A |
| Messa al lancio | 4.650 kg |
|---|
| Orbita | Orbita centrata su Marte dal 2 dicembre 1971 |
|---|---|
| Periapsis | 1.500 km |
| Apoapsis | 21.140 km |
| Periodo | 12.79 d |
| Inclinazione | 60 ° |
Mars 3 è una sonda spaziale sovietica lanciata28 maggio 1971, gemello di Mars 2 (lanciato pochi giorni prima, il19 maggio, il cui lander si è schiantato sulla superficie del pianeta).
Mars 3 presenta un orbiter e un lander destinati a esplorare il pianeta Marte . L'orbiter centrato con successo attorno a Marte, liberò il lander che, il 2 dicembre dello stesso anno, arrivò intatto sul suolo marziano vicino a Sirenum Fossae grazie ad un paracadute e razzi retrò .
Il lander Mars 3 è il primo veicolo artificiale ad atterrare con successo su Marte. Tuttavia, solo venti secondi dopo aver dispiegato i suoi strumenti, ha subito un guasto dandogli appena il tempo di trasmettere un'immagine oscura e sfocata del pianeta, impedendogli così di fornire informazioni scientifiche.
Contesto
Già nel 1960 l' Unione Sovietica, che, a differenza degli Stati Uniti, già allora disponeva dei potenti lanciatori necessari per le missioni di esplorazione interplanetaria, inviò due sonde su Marte . L'obiettivo delle sonde è fotografare la superficie del pianeta ma anche studiare l'ambiente interplanetario e i suoi effetti sulle apparecchiature di bordo. Ma i due tentativi di Marsnik 1 (Marzo 1960A) lanciato il 10 ottobre 1960e Marsnik 2 (Marzo 1960B), lanciato quattro giorni dopo, non è riuscito a causa di errori del programma di avvio.
Nel 1962 furono fatti tre nuovi tentativi. Il24 ottobre 1962, Sputnik 22 (chiamato ancheMarzo 1962A) esplode durante la manovra di inserzione nell'orbita terrestre. Otto giorni dopo, Mars 1 , che deve sorvolare Marte per riprendere immagini della sua superficie e trasmettere dati sulla sua struttura atmosferica oltre che sulla radiazione cosmica, riesce a sfuggire all'attrazione terrestre ma, mentre è a metà strada dal suo obiettivo, la sonda interrompe improvvisamente le sue comunicazioni. Il4 novembre 1962, Sputnik 24 (Marzo 1962B) che trasporta il primo lander mai progettato, non passa l'iniezione in un'orbita di transito. Nel 1964, l'URSS fece un nuovo tentativo con il lancio di Zond 2 , il30 novembre 1964, ma i collegamenti alla sonda vengono persi mentre la sonda è in viaggio verso Marte.
La NASA entra in corsa verso marzo con il lancio del Mariner 3 the5 novembre 1964ma un'espulsione difettosa della carenatura causa il fallimento della missione. Infine, è Mariner 4 lanciato28 novembre 1964 che riesce per la prima volta a sorvolare il pianeta dopo 8 mesi di transito: la sonda fornisce le prime immagini dettagliate su 14 luglio 1965che rivela un paesaggio di crateri e rileva la pressione atmosferica e la temperatura superficiale rilevando l'assenza di un campo magnetico. Mariner 6 e Mariner 7 , lanciati il24 febbraio 1969 e il 27 marzo 1969Completano questo successo ma i risultati ottenuti sono offuscati dai primi passi dell'uomo sulla luna . Due nuove sonde americane furono lanciate durante la seguente finestra di lancio nel 1971: Mariner 8 non raggiunse l'orbita terrestre ma Mariner 9 fu lanciato il30 maggio 1971riesce la prima orbita di una sonda attorno a un pianeta diverso dalla Terra. L' orbiter esegue una mappatura completa della superficie di Marte, trasmette le prime immagini dettagliate di vulcani, Valles Marineris , calotte polari e satelliti Phobos e Deimos e rivela anche l'esistenza di tempeste globali.
Nel 1971 , poco dopo il fallimento di Cosmos 419 dieci anni dopo la prima sonda Mars 1 , i sovietici lanciarono con successo Mars 2 e il 3 marzo19 maggio 1971 e il 28 maggio 1971. Ciascuna di queste due sonde porta con sé un orbiter che deve essere posizionato in orbita attorno a Marte e un lander che deve atterrare sul suolo marziano.
Obiettivi
La missione dell'orbiter di Marte 2 è fotografare il suolo e le nuvole marziane, determinare la temperatura su Marte, studiare la topografia. Deve studiare la composizione e le caratteristiche fisiche della superficie, misurare le proprietà dell'atmosfera così come la radiazione solare, il vento solare e i campi magnetici nello spazio marziano e interplanetario. L'orbiter deve anche fungere da collegamento tra il lander e la Terra.
Il lander deve effettuare un atterraggio morbido di successo sul pianeta Marte. Deve restituire foto della superficie e dati sulle condizioni meteorologiche, sulla composizione dell'atmosfera e sulle caratteristiche meccaniche e chimiche del suolo.
Caratteristiche tecniche
Mars 3, come il suo gemello Mars 2, costituisce una nuova generazione di sonda spaziale. La sonda, con una massa totale al lancio di 4.650 kg (carburante compreso), è alta 4 metri per un'apertura alare di 5,9 metri con i pannelli solari schierati. Comprende da un lato un orbiter destinato ad essere posizionato in orbita attorno a Marte, e dall'altro un lander che deve atterrare sul suolo marziano.
L'orbiter
L'orbiter ha una massa di 3440 kg quando è pieno di carburante. Consiste in una struttura centrale in cui si trovano i serbatoi del carburante e dell'ossidante. Il motore a razzo principale è montato su un giunto cardanico fissato alla base del cilindro. Il modulo di discesa si trova nella parte superiore del serbatoio. I due pannelli solari si estendono su entrambi i lati del serbatoio centrale. Un'antenna ad alto guadagno a forma di parabola del diametro di 2,5 metri è fissata su un lato del serbatoio e fornisce comunicazioni ad alta velocità utilizzando la frequenza di 928,4 MHz . Gli strumenti scientifici e il sistema di navigazione sono installati lungo il perimetro del bacino. Le antenne che forniscono comunicazioni con il lander sono attaccate ai pannelli solari. Tre antenne a basso guadagno che forniscono comunicazioni a bassa velocità sono collegate vicino alla parabola satellitare.
La strumentazione scientifica dell'orbiter
Gli strumenti scientifici dell'orbiter Mars 3 sono per lo più installati in un compartimento sigillato. Loro capiscono :
- un radiometro a infrarossi operante in una banda compresa tra 8 e 40 micron che deve misurare la temperatura del suolo marziano (fino a −100 ° C ). Lo strumento ha una massa di 1 kg ;
- un infrarossi fotometro per misurare l'assorbimento atmosferico acqua vapore a 1,38 micron, al fine di determinare la concentrazione;
- un fotometro ultravioletto operante in tre diverse bande spettrali per rilevare idrogeno atomico, ossigeno e argon nell'atmosfera superiore;
- un sensore operante nella banda alfa della serie Lyman , responsabile della rilevazione dell'idrogeno nell'alta atmosfera;
- un fotometro operante in sei bande spettrali del dominio visibile comprese tra 0,35 e 0,70 micron;
- uno spettrometro infrarosso operante nella banda dei 2.06 micron misura la riga di assorbimento dell'anidride carbonica, consentendo di stimare l'abbondanza di quest'ultima nell'asse dello strumento. Questa informazione permette di determinare lo spessore ottico dell'atmosfera e di dedurne il rilievo;
- un radiotelescopio e un radiometro dovrebbero misurare la riflettività della superficie e dell'atmosfera in luce visibile (da 0,30 a 0,60 micron), la riflettività radio della superficie (3,4 centimetri) e la costante dielettrica a una profondità compresa tra 35 e 50 centimetri;
- due telecamere comprendenti filtri diversi e aventi la stessa linea di vista riprendono immagini con una definizione di 1000 × 1000 pixel e una risoluzione variabile tra 10 e 100 metri / pixel . : una telecamera a campo stretto (4 °) con una lunghezza focale di 350 mm e una telecamera grandangolare con una lunghezza focale di 52 mm ;
- durante il volo, le misurazioni della radiazione cosmica e del vento solare vengono effettuate utilizzando otto sensori a campo stretto. Questi sono distribuiti sul corpo dell'orbiter e misurano la velocità, la temperatura e la composizione del vento solare per particelle la cui energia è compresa tra 30 e 10.000 eV ;
- un magnetometro a tre assi montato all'estremità di un palo installato su uno dei pannelli solari deve misurare il campo magnetico interplanetario e l'eventuale campo magnetico marziano;
- un esperimento scientifico francese chiamato Stereo 1 e responsabile della misurazione della radiazione solare in VHF insieme alle misurazioni effettuate dalla Terra presso la stazione RadioAstronomie di Nançay. L'obiettivo è studiare la direttività delle tempeste solari osservandole simultaneamente da due punti distanti nello spazio. Il sensore è installato su uno dei pannelli solari;
- un esperimento di radio occultazione dovrebbe consentire di analizzare l'atmosfera marziana studiando il suo impatto sulle emissioni radio quando la sonda sta per passare o emerge da dietro il pianeta e l'atmosfera si trova tra la sonda e la Terra.
Il modulo di discesa
Il Mars Descent Module si trova in cima alla piattaforma dell'orbiter di fronte al sistema di propulsione. Comprende un lander a forma di sfera di 1,2 metri di diametro sormontato da uno scudo conico di 2,9 metri di diametro responsabile anche della frenata aerodinamica, un sistema di paracadute e razzi retrò. La massa totale del modulo di discesa con il serbatoio pieno di carburante è di 1210 kg, di cui 358 kg corrispondono al carrello di atterraggio stesso. I micromotori che utilizzano l'azoto forniscono il controllo dell'orientamento. Nella parte superiore del lander ci sono il paracadute principale e ausiliario, i motori responsabili dell'avvio dell'atterraggio e l' altimetro radar. Lo shock dell'atterraggio è attutito con l'aiuto della schiuma. Il lander sferico ha 4 petali triangolari che si aprono dopo l'atterraggio scandagliando la capsula se necessario e mettendo l'attrezzatura scientifica all'aria aperta.
La sonda trasporta due telecamere in grado di acquisire una vista panoramica a 360 ° del suolo, uno spettrometro di massa per studiare la composizione dell'atmosfera. Dispone inoltre di una stazione meteorologica per misurare la temperatura, la pressione e la velocità del vento, nonché apparecchiature per lo studio delle proprietà chimiche e meccaniche della superficie di Marte. Dispone inoltre di apparecchiature che devono cercare composti organici e segni di vita inviati all'orbiter che li sorvola e poi li ritrasmette sulla Terra. Tutte le apparecchiature utilizzano l'energia elettrica delle batterie caricate dall'orbiter prima della separazione. La temperatura è controllata tramite strati di isolamento termico e una serie di radiatori. Il lander viene sterilizzato prima del lancio per evitare qualsiasi contaminazione dell'ambiente marziano.
Il rover Prop-M
Il lander Mars 3 trasporta un piccolo robot ambulante chiamato PROP-M. Il robot ha una massa di 4,5 kg ed è collegato al lander tramite un cavo per le telecomunicazioni. Il robot può muoversi utilizzando un paio di "sci" entro il limite stabilito dalla lunghezza del cavo, cioè 15 metri. Il rover è dotato di un penetrometro dinamico e di un densitometro di radiazioni. Il corpo del robot ha la forma di una scatola tozza con una sporgenza al centro. Entrambi gli sci sono fissati lateralmente e mantengono il corpo leggermente sollevato da terra. Sulla parte anteriore del corpo sono presenti delle barre che consentono di rilevare gli ostacoli. Il robot doveva essere posizionato a terra da un braccio, muoversi nel campo della telecamera ed effettuare misurazioni ogni 1,5 metri. Le tracce lasciate nel terreno dal robot avrebbero permesso di determinarne le caratteristiche meccaniche.
Conduzione della missione
La sonda Mars 3 viene lanciata 28 maggio 1971un lanciatore pesante Proton con un più alto tipo di pavimento Blocco D . Viene eseguita una correzione di rotta8 giugnodurante il transito tra la Terra e Marte. Il modulo di discesa si separa2 dicembre 1971 alle 9:14 UT dall'orbiter, 4 ore e 35 minuti prima di raggiungere Marte.
L'orbiter aveva perso parte del suo carburante durante il transito tra la Terra e Marte e ciò che era rimasto non gli consente di entrare in un'orbita di 25 ore come previsto. Il motore principale dell'orbiter riesce solo a inserire la macchina in un'orbita molto ellittica della durata di 12 giorni e 19 ore per un'inclinazione di 48,9 ° simile a quella di Marte 2. L'orbiter riesce nonostante tutto a raccogliere e trasmettere numerosi dati scientifici tradicembre 1971 e Marzo 1972 e le trasmissioni radio continuarono fino all'agosto 1972, quando i funzionari sovietici annunciarono la fine della missione dell'orbiter e di quella di Marte 2. Mars 3 completò quindi 20 orbite mentre Mars 2, che riuscì a collocare nell'orbita pianificata, effettuò 362 rivoluzioni del pianeta.
La discesa su Marte
Il modulo di discesa si separa dall'orbiter in poi 2 dicembrealle 9:14 UTC. Il motore del modulo di discesa si accende 15 minuti dopo per ruotare lo scudo in avanti. Alle 13:47 UTC, il modulo di discesa è entrato nell'atmosfera marziana ad una velocità di circa 5,7 km al secondo e con un'incidenza inferiore a 10 °. Viene quindi attivato il paracadute del freno, quindi il paracadute principale che rimane chiuso fino a quando la velocità non è più ipersonica. Lo scudo termico viene quindi espulso e l'altimetro radar viene acceso. Ad un'altitudine compresa tra 20 e 30 metri, mentre la velocità è ancora tra 60 e 110 m / s , il paracadute principale viene rilasciato e un piccolo razzo lo spinge di lato in modo che non ricada sul lander. I retro-razzi vengono attivati per rallentare la macchina prima che entri in contatto con il suolo marziano. L'intera sequenza di rientro atmosferico dura poco più di 3 minuti.
Mars 3 è atterrato con una velocità verticale di circa 20,7 m / s ( 75 km / h ) alle 13:50 UTC a 45 ° di latitudine sud e 158 ° di longitudine ovest. L'interno della capsula è dotato di ammortizzatori che devono consentire all'apparecchiatura di sopravvivere all'urto. I quattro petali che chiudono lo scompartimento si aprono e il lander inizia a trasmettere alle 13:52 UCT ( MSD 34809 3:06 AMT, 11 Libra 192 Darien ), 90 secondi dopo l'atterraggio. Tuttavia, 20 secondi dopo l'inizio della trasmissione della prima immagine scattata dalle telecamere, il collegamento viene interrotto. L'origine del blackout non è nota ma potrebbe essere collegata alla tempesta di sabbia in atto da tempo su tutto il pianeta. Un'immagine parziale incompleta scattata in condizioni di luce molto scarsa (50 lux ) è l'unico risultato che il lander potrebbe trasmettere.
3 marzo
Viking 1
Viking 2
Mars Pathfinder
Spirito
Opportunità
Fenice
Curiosità
Perseveranza
Beagle 2
Schiaparelli
Intuizione
6 marzo
2 marzo
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Posizione di Marte 3 rispetto ad altre sonde spaziali che sono atterrate su Marte.
Risultati scientifici
Il 3 marzo ha trasmesso un totale di 60 foto che rivelano picchi che superano i 22 km . Gli strumenti della sonda indicano la presenza di atomi di idrogeno e ossigeno nello strato superiore dell'atmosfera. La temperatura superficiale oscilla tra -110 ° C e + 13 ° C , la pressione superficiale tra 5,5 e 6 millibar, mentre la densità del vapore acqueo è 5.000 volte inferiore a quella dell'atmosfera terrestre. La base della ionosfera inizia a un'altitudine compresa tra 80 e 110 km . La polvere della tempesta sale a un'altitudine di 7 km . I dati raccolti consentono di disegnare una mappa in rilievo della superficie e di fornire informazioni sulla gravità marziana e sui campi magnetici.
Note e riferimenti
- Immagini di Marte sovietiche
- " National Space Science Date Center: Mars 3 " , NASA (accesso 5 marzo 2011 )
- " National Space Science Date Center: Mars 3 Lander " , NASA (accesso 5 marzo 2011 )
- Philippe Labro, " The Soviet probes 1971 " (consultato il 5 marzo 2011 )
Bibliografia
- (en) Frédéric W. Taylor, The Scientific Exploration of Mars , Cambridge, Cambridge University Press ,2007, 348 p. ( ISBN 978-0-521-82956-4 , 0-521-82956-9 e 0-521-82956-9 ).
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- (it) Brian Harvey e Olga Zakutnayaya, sonde spaziali russe: scoperte scientifiche e missioni future , Springer Praxis,2011( ISBN 978-1-4419-8149-3 )
- (it) Wesley T. Huntress e Mikhail Ya. Marov, robot sovietici nel sistema solare: missioni tecnologie e scoperte , New York, Springer Praxis,2011, 453 p. ( ISBN 978-1-4419-7898-1 , leggi in linea )
Vedi anche
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