Karl Sagan en el modelo del vehículo de descenso.Han pasado 35 años desde que la misión de los cuatro "Viking" - 2 estaciones orbitales y 2 vehículos de descenso - terminó con un error del operador, que condujo a la bajada de la antena del vehículo de descenso Viking-1. Esta misión se convirtió en la segunda en llegar a la superficie del "planeta rojo" y la primera realmente exitosa (la comunicación con
Marte-3 , que llegó a la superficie de Marte 4.5 años antes, terminó solo 15 segundos después).
Los "vikingos" lograron trabajar en la superficie de Marte durante 4 y 6 años en lugar de los 90 días planeados, transmitiendo durante este tiempo información sobre el clima marciano en diferentes épocas del año desde extremos opuestos del planeta, tomando un par de 4.500 fotos de superficie y realizando los primeros experimentos en La búsqueda de la vida. Las estaciones orbitales, por otro lado, trabajaron durante 2 y 4 años en lugar de los 120 días planeados, durante los cuales hicieron 700 y 1385 revoluciones alrededor de Marte y transfirieron más de 52 mil fotografías que cubren el 97% de la superficie marciana.
Diseños de aparatos
Las estaciones orbitales tenían la forma de un octágono con un diámetro de 2.4 my una altura de 3.3 m con un rango de paneles solares de 9.7 m (su área tenía hasta 15 m
2 ). El peso de la estación era de 2325 kg, que incluía cámaras a color de luz visible e infrarroja y detectores de agua. Para alimentar el equipo durante el vuelo a la sombra de Marte,
se instalaron baterías de níquel-cadmio de 30
amperios por hora en las estaciones.
Para la comunicación, se utilizó una antena omnidireccional en la Tierra, y en Marte se utilizó un direccional de 1,5 metros de diámetro. La velocidad de comunicación fue de 2-16 kbit / s para datos científicos y solo 8.3-33.3 bit / s para ingeniería (datos sobre el estado del dispositivo en sí). Además, las estaciones actuaron como repetidores para vehículos de descenso a una velocidad de comunicación de 4 kbit / s durante su descenso y 16 kbit / s en comunicación con la superficie. Para almacenar información, se utilizaron 2 grabadoras de 4,76 MB cada una.
Componentes electrónicos del vikingo.Las computadoras de ambos dispositivos tenían 18 mil celdas de memoria en
películas magnéticas cilíndricas , la mitad de las cuales representaban instrucciones y datos (memoria de solo lectura y memoria regrabable, respectivamente). En el futuro, esta computadora se convirtió en la Computadora de Comando
Voyagers (CCS), y su idea de duplicar completamente los componentes era usarla al crear dos de sus otras computadoras.
Una de las tarjetas de memoria "Viking" en un soporte de vibraciónLa creación de software para módulos de aterrizaje tuvo lugar entre julio de 1971 y junio de 1974 y requirió 1609 meses hombre de trabajo para escribir sus 20 mil palabras. Dado que se decidió seleccionar el hardware correcto después de escribir el código, el hardware se entregó solo
2 meses antes de que se lanzaran los dispositivos.
Se instaló un analizador del potencial de retardo (para medir la densidad de la atmósfera) y un espectrómetro de masas de las capas atmosféricas superiores en un escudo de ablación de 3,5 mm de diámetro. Para controlar el descenso, se instalaron 12 pequeños motores de dirección con un tanque de titanio de 85 kg de combustible monocomponente de hidrazina. El paracaídas de freno de 50 libras estaba hecho de poliéster y tenía 16 metros de diámetro.
En los vehículos de descenso que pesan 576 kg y que tienen una longitud de 2.21 m entre cada uno de los 3 soportes, se instalaron significativamente más instrumentos: cámaras en blanco y negro, un espectrómetro de masas para un cromatógrafo de gases, un sismómetro, un espectrómetro de rayos X de fluorescencia, un conjunto de herramientas para Mediciones climáticas, muestreador y laboratorio biológico. Para comunicarse con las estaciones en órbita y directamente con la Tierra, se utilizó un plato direccional de 76 cm, y para recibir los comandos se utilizó una antena sin forma. Los dispositivos estaban alimentados por 2
RTG con plutonio-236 de 35 vatios de potencia (los mismos se usaron antes en
Pioneer-10 y
-11 ) y 4 baterías de níquel-cadmio. Para reducir el efecto de la contaminación de las muestras de suelo en los sitios de aterrizaje, los 3 motores de aterrizaje del aparato tenían 18 boquillas cada uno y dos tanques de 85 kg que los alimentaban. Tres soportes de aterrizaje del dispositivo tenían celdas de aluminio en el interior, que se arrugaron y absorbieron el golpe durante el aterrizaje.
El programa Viking se estableció en septiembre de 1974, por lo que para cumplir con
el tratado espacial (firmado por los Estados Unidos en 1967), según el cual todos los países que firmaron el tratado se comprometieron a reducir a 1/1000 la posibilidad de contaminación del planeta por organismos terrestres (por 50- período de verano que comienza el 1 de enero de 1969): los trenes de aterrizaje vikingos se colocaron en escudos biológicos, después de lo cual su superficie se esterilizó a una temperatura de 131 ° C durante un tiempo suficiente para que la posibilidad de infección del planeta no excediera 1/10000 por aparato (en palabras A pesar del hecho de que el Tratado del Espacio Exterior ya firmado
107 países , una posición separada especialista en la defensa planetaria tiene sólo
dos organizaciones : la NASA y de la ESA).
El curso de la misión y sus descubrimientos.
El viaje de 11 meses a Marte de dos pares de vehículos comenzó desde Cabo Cañaveral el 20 de agosto y el 9 de septiembre de 1975 en la parte superior de los vehículos de lanzamiento Titan-IIIE con el bloque de refuerzo Centaur. Después de llegar a Marte, los vehículos se separaron y el módulo de aterrizaje pasó a la órbita del estacionamiento mientras la estación tomaba fotos de un lugar de aterrizaje preseleccionado.
El comienzo del Viking-1
y vikingo 2Viking-1 llegó a Marte el 19 de junio de 1976, y el aterrizaje estaba programado para el 4 de julio. Sin embargo, en las imágenes, el lugar de aterrizaje resultó ser demasiado pedregoso y decidieron cambiarlo. Como resultado, estaban buscando un nuevo sitio de aterrizaje en el área previamente planificada durante más de dos semanas, por lo que el vehículo de descenso se sentó sin incidentes en la ladera occidental de
la llanura de Chris, pero solo para el 20 de julio. Ya el 7 de agosto, un segundo par de dispositivos con los que sucedió la misma historia también llegaron a Marte. Esta vez, con la búsqueda de un nuevo lugar y el aterrizaje del vehículo de descenso, se encontraron con la hora programada previamente (para el 3 de septiembre), pero no hubo incidentes: el dispositivo se sentó sin daños en la
llanura de Utopía , sin embargo, uno de sus 3 soportes de aterrizaje se paró en una piedra, por lo que que desde el principio hasta el final de su trabajo estuvo de pie con una pendiente de 8 ° con respecto al horizonte, lo que, sin embargo, no afectó su misión científica.
Video de lanzamiento de vehículos a Marte y comentarios de los participantes de la misiónYa en la etapa de descenso, los dispositivos pudieron fijarse en la atmósfera, además del volumen abrumador de dióxido de carbono (95%), también 1-2% de argón con 2-3% de nitrógeno. A una altitud de 6 km, se abrió el paracaídas y se dejó caer el escudo de ablación, después de frenar, se disparó el paracaídas y se encendieron los motores de aterrizaje suave a una altitud de 1,4 km. Después de plantar, el aparato tomó muestras de suelo con un brazo mecánico y les agregó agua y medio nutriente. Los vehículos de descenso lograron fijar la liberación de oxígeno y dióxido de carbono de las muestras, y después de calentar las muestras de suelo, además de una fracción significativa de silicio, hierro, calcio, aluminio y titanio, se detectaron trazas de carbono, hidrógeno y fósforo.
En general, los resultados fueron decepcionantes: el contenido de materia orgánica en el suelo era de uno en un millón (incluso más bajo que el suelo lunar) y además de un resultado de 3 experimentos biológicos (que luego se reconoció como falso positivo) y la
"cara en Marte" (que era misiones posteriores en mayor resolución resultaron ser solo una montaña): no se encontraron rastros de vida. Como lo expresaron los biólogos de la misión: "Marte resultó ser auto-esterilizado" debido a la radiación ultravioleta, el suelo seco y sus procesos de oxidación (casi todo el oxígeno no unido en el dióxido de carbono de la atmósfera fue a la oxidación del hierro en el suelo, que, debido al contenido de 15% de óxidos de hierro, tiene un color rojizo característico sombra).
"Cara marciana" cuando se dispara con mayor resolución a través de MROLas estaciones orbitales pudieron capturar una amplia red de cauces de ríos que una vez fluyeron en Marte, lo que cambió más misiones a Marte de buscar vida en este momento, a buscar rastros de vida que existían en el "planeta rojo" anteriormente. Además, lograron aclarar la masa de dos satélites marcianos: según los datos, su densidad era solo 2 veces mayor que la densidad del agua, lo que significaba que Phobos y Deimos probablemente se formaron en el cinturón de asteroides y luego fueron capturados por la gravedad de Marte. Una historia bastante divertida está relacionada con las imágenes de la superficie de Marte: dado que una suspensión de polvo marciano dispersa la luz roja, luego en la noche (cuando la luz tiene que atravesar un espesor significativo de la atmósfera), la luz roja se dispersa y el cielo se vuelve ... azul (como lo hemos hecho hoy en la Tierra), esto causó una verdadera confusión en la NASA: por lo que la primera imagen con un cielo azul se publicó el 21 de julio, y el 26 de julio salió su versión con un cielo rojo (ya que se consideró corregida).
La primera toma de color y su versión "corregida"
La misión principal de los "vikingos" terminó el 15 de noviembre de 1976, y ya el 26 comenzó la
conexión de Marte con el Sol, durante el cual se perdió temporalmente la comunicación con los dispositivos. Las mediciones del momento de pérdida de comunicación con los dispositivos permitieron confirmar experimentalmente la correspondencia entre la desaceleración de la señal en el campo gravitacional de un objeto masivo (Sol) y la teoría de Einstein con una precisión
del 0.1% (20 veces mayor que la precisión de todos los experimentos anteriores). Después de que Marte dejó la sombra solar a mediados de diciembre, comenzó la misión vikinga ya expandida.
Los datos sobre la presión atmosférica del Viking-1 variaron entre 6.8 y 9
mbar , y el de Viking-2 fue de 7.3-10.8 mbar (la diferencia de presión fue causada por el hecho de que el Viking-2 se encontraba en un punto a 900 metros por debajo de su contraparte) ) Las diferencias de temperatura variaron de -77 ° C a -14 ° C para Viking-1 y de -120 ° C a 4 ° C para Viking-2, respectivamente. El sismómetro Viking-1 falló incluso antes del aterrizaje y no aportó datos útiles, pero el sismómetro Viking-2 permaneció en silencio todo el tiempo, excepto por un solo caso, y además de las imágenes se hizo evidente que el paisaje en los lugares de ambos aterrizajes prácticamente no cambió: Marte resultó ser en el mismo cuerpo geológicamente muerto que la luna.
La velocidad del viento resultó ser más baja de lo esperado y no excedió los 120 km / h, pero a pesar de esto, solo en el primer verano en el hemisferio norte, las estaciones orbitales registraron dos tormentas de polvo globales con una duración total de 4 meses. Las estaciones pudieron medir la concentración de aerosoles en la atmósfera, lo que hizo posible estimar la concentración de vapor de agua: la concentración máxima estaba en el polo norte a mediados del verano marciano, en otoño la concentración máxima se desplazó al ecuador, donde su concentración aumentó en un 30%. En el compartimento con los datos de la imagen en los que estaba claro que parte del casquete polar norte se conserva durante todo el año, esto sugiere que su parte no congelante es hielo de agua (posteriormente,
el módulo de aterrizaje de
Phoenix se sentó cerca del polo norte confirmó esto):
El azul indica la misión fallida de
Schiaparelli y las misiones
InSight planificadas (la plataforma de aterrizaje, que, después de sentarse a fines de 2018, debería perforar un pozo de 5 metros para medir las diferencias de temperatura) y
Exomars (el rover, que debería ser entregado a Marte a mediados de 2020).
La teoría de la circulación del agua en la atmósfera marciana también fue confirmada por las imágenes de Viking-2, en las que
se encontró
escarcha durante el invierno marciano:
Fin de la misión y su legado.
La estación orbital Viking-2 funcionó hasta el 25 de julio de 1978, cuando se apagó debido al agotamiento de todo el gas del sistema de orientación. El 11 de abril de 1980, debido a una falla de la batería, su vehículo de descenso también se apagó, y el 7 de agosto de ese año el gas se agotó en la estación orbital Viking-1 (aunque debido a su economía, la estación pudo trabajar 2 años adicionales, transmitiendo datos científicos en un modo limitado). El vehículo de descenso Viking-1 duró más tiempo y probablemente podría continuar funcionando si no se transmitieran comandos incorrectos a bordo del dispositivo, lo que provocó la bajada de su antena direccional y la pérdida de comunicación con él el 11 de noviembre de 1982. Los operadores de JPL continuaron los intentos fallidos de contactarlo durante más de seis meses, hasta que la misión Viking fue declarada completada el 21 de mayo de 1983.
Mapa de color de Marte con una resolución de 232 m por píxel
(el original pesa 52 MB)
A pesar de que los últimos datos de los "Vikingos marcianos" se obtuvieron hace 3.5 décadas, continúan utilizándose fructíferamente e inspiran a los científicos a nuevos logros hasta el momento: solo
en 2014, los datos más detallados se compilaron sobre la base de los "Vikingos" un mapa de colores de Marte de los existentes actualmente, y en 2016 la misión se estaba digitalizando a partir de experimentos biológicos (que hasta entonces se habían almacenado en microfilms):
Y así, la misión fue expresada por el Subdirector de Estrategia Científica de NASD en el Departamento de Investigación de Goddart y el Gerente del Proyecto SAM Planet Defense
Curiosity Danny Glavin :
“Construimos SAM basado en la vasta experiencia y el legado de los vikingos. Las capacidades del módulo de aterrizaje vikingo y sus herramientas eran muy avanzadas en ese momento. Incluso el aterrizaje muy exitoso en la superficie marciana fue una gran hazaña ”.
A diferencia de los vikingos, los datos de los experimentos de
Curiosity ahora se cargan inmediatamente al
Sistema de Datos Planetarios de la NASA para aumentar su disponibilidad.
Referencias
Descripción de la misión
Descubrimientos realizados por dispositivos
Datos del dispositivoCapítulos del libro "En Marte: un estudio del planeta rojo". 1958-1978