Введение
Успешные роботизированные космические аппараты к Марсу 1971 года.
Цели
Мариннер 9 был разработан для продолжения атмосферных исследований, начатых аппаратами «Маринер-6» и «Маринер-7», и для картографирования более 70% поверхности Марса с минимальной высоты и с наивысшим разрешением (от 1 километра до 100 метров на пиксель) среди всех миссий к Марсу на тот момент. В состав аппарата был включен инфракрасный радиометр для обнаружения источников тепла в поисках признаков вулканической активности, а также для изучения временных изменений в атмосфере и на поверхности Марса. Планировалось также провести анализ двух спутников Марса. «Маринер-9» превзошел все поставленные цели. Изначально планировалась двойная миссия, аналогичная миссиям «Маринер-6» и «Маринер-7», однако неудача запуска «Маринер-8» сорвала эти планы и вынудила специалистов NASA перейти к более простой миссии с одним зондом. NASA сохранял надежду подготовить еще один зонд «Маринер» и ракету-носитель «Атлас-Центавр» до закрытия окна запуска к Марсу в 1971 году. Возникло несколько логистических проблем, включая отсутствие в наличии обтекателя полезной нагрузки «Центавр» подходящей конфигурации для зондов «Маринер», однако в распоряжении NASA имелся обтекатель, который можно было модифицировать. Компания Convair также располагала готовой ступенью «Центавр» и могла подготовить ракету «Атлас» в срок, но от этой идеи в итоге отказались из-за недостатка финансирования. 9 мая «Маринер-9» был соединен с ракетой-носителем «Атлас-Центавр» AC 23, в то время как расследование причин аварии «Маринер-8» продолжалось. Неисправность была обнаружена в сервоусилителе управления тангажом «Центавра», и поскольку не было уверенности в том, что ответственность за нее несет сам космический аппарат, на «Маринере-9» были проведены испытания на радиопомехи (RFI) для проверки отсутствия помех, которые могли бы повлиять на электронику «Центавра». Все тесты показали отрицательные результаты, и 22 мая от компании Convair был доставлен и установлен в «Центавр» проверенный и сертифицированный гироскопический блок. Запуск состоялся 30 мая в 22:23:04 UTC. Все системы ракеты-носителя работали в штатном режиме, и «Маринер» отделился от «Центавра» через 13 минут 18 секунд после старта.
Космические аппараты и подсистемы
Энергию для космического аппарата обеспечивали в общей сложности 14 742 солнечных элемента, распределенных между 4 солнечными панелями, что в сумме составило 7,7 метров площади солнечных панелей на борту аппарата. Солнечные панели вырабатывали мощность 500 Вт на орбите Марса, а энергия накапливалась в никель-кадмиевой батарее емкостью 20 ампер-часов. Когда 14 ноября 1971 года "Маринер-9" прибыл к Марсу, ученые-планетологи были удивлены, обнаружив, что атмосфера была заполнена "планетарным одеянием из пыли – крупнейшей бурей, когда-либо наблюдавшейся". Снимки показали русла рек, кратеры, массивные потухшие вулканы (такие как Олимп Монс, крупнейший известный вулкан в Солнечной системе; миссия "Маринер-9" привела к его переименованию из Nix Olympica), каньоны (включая Valles Marineris – систему каньонов протяженностью около 4023 км (2500 миль)), следы ветровой и водной эрозии и отложений, погодные фронты, туманы и многое другое. Также были сфотографированы небольшие спутники Марса – Фобос и Деймос. Результаты миссии "Маринер-9" легли в основу последующей программы "Викинг". Командой ультрафиолетового спектрометра руководил профессор Чарльз Барт. Командой инфракрасного интерферометрического спектрометра (IRIS) руководил доктор Рудольф А. Ханель из Космического центра имени Годдарда НАСА (GSFC). Прибор IRIS был разработан компанией Texas Instruments в Далласе, штат Техас. Командой инфракрасного радиометра (IRR) руководил профессор Джеральд Нойгебауэр из Калифорнийского технологического института (Caltech).
Коды коррекции ошибок достижения
Для компенсации ошибок при приеме данных изображения в оттенках серого, отправленных аппаратом Mariner 9 (вызванных низким отношением сигнала к шуму), данные необходимо было кодировать перед передачей с использованием так называемого кода прямой коррекции ошибок (FEC). Без FEC шум составлял бы примерно четверть принятого изображения, в то время как FEC кодировал данные избыточно, что позволяло восстановить большую часть переданных данных при приеме. Поскольку бортовое оборудование было ограничено по весу, энергопотреблению, объему памяти и вычислительной мощности, при выборе FEC потребовались определенные соображения, и было решено использовать код Хадамара для Mariner 9. Каждый пиксель изображения представлялся в виде шестибитного двоичного значения, что соответствовало 64 возможным уровням серого. Из-за ограничений передатчика максимальная полезная длина данных составляла около 30 бит. Вместо кода повторения был использован код Хадамара [32, 6, 16], который также является кодом Рида-Мюллера первого порядка. С помощью этой схемы можно было исправить ошибки до семи бит в каждом 32-битном слове. По сравнению с кодом с пятикратным повторением, свойства коррекции ошибок этого кода Хадамара были значительно лучше, при этом скорость передачи данных оставалась сопоставимой. Эффективный алгоритм декодирования был важным фактором при принятии решения об использовании этого кода. Используемая схема называлась "Зеленая машина", в которой применялось быстрое преобразование Фурье, увеличивающее скорость декодирования в три раза.
Нынешнее местоположение
По состоянию на февраль 2022 года местоположение "Маринер-9" неизвестно: он либо всё ещё находится на орбите, либо уже сгорел в атмосфере Марса, либо упал на его поверхность. NASA опубликовало несколько прогнозов относительно момента входа "Маринер-9" в атмосферу Марса. В 2011 году NASA предсказывало, что "Маринер-9" сгорит или упадет на Марс примерно в 2022 году. Однако в 2018 году, при обновлении информации о миссии "Маринер-9" на сайте NASA, ожидалось, что аппарат упадет на Марс "приблизительно в 2020 году". Изначально "Маринер-9" был выведен на орбиту, рассчитанную как минимум на 50 лет, что определяло самую раннюю возможную дату входа в атмосферу – октябрь 2022 года. К августу 2023 года, скорее всего, "Маринер-9" вошел в атмосферу Марса, где либо сгорел, либо столкнулся с поверхностью.