Vikingi programm

Allikas: Vikipeedia
Vikingi programm
Organisatsioon NASA
Stardi aeg Viking 1: 1975-08-20 21:22:00 UTC
Viking 2: 1975-09-09 18:39:00 UTC
Kanderakett Viking 1: Titan III-E/Centaur
Viking 2: Titan III-E/Centaur
Stardikompleks Launch Complex 41
Cape Canaveral Air Force Station
Missiooni kestvus Viking 1
 Orbiter: 1976-06-19 to 1980-08-17
 Lander: 1976-07-20 to 1982-11-13
Viking 2
 Orbiter: 1976-08-07 to 1978-07-25
 Lander: 1976-09-03 to 1980-04-11
COSPAR ID Viking 1
 Orbiter: 1975-075A
 Lander: 1975-075C
Viking 2
 Orbiter: 1975-083A
 Lander: 1975-083C
Mass 3527 kg (mõlemad missioonid)
Võimsus Orbiitsatelliidid: 620 W (päikesepaneelid)
Maandur: 70 W (kaks RTG üksust)

Vikingi programm oli NASA kosmoseprogramm, mille eesmärgiks oli saata Marsile kaks kosmosesondi: Viking 1 ning Viking 2. [1] Iga Vikingi üksus koosnes kahest komponendist – orbitaalsatelliidist, mille ülesandeks oli pildistada Marsi pinda, ning maandurist, mille ülesandeks oli uurida Marsi tema pinnalt. Samuti toimisid satelliidid info vahetuse jaamadena kui maandurid olid pinnale maandunud.

Vikingi programm oli omal ajal üks kõige kallimaid ning ambitsioonikamaid missioone, mis saadeti Marssi, ning kogu kosmoseprogrammi kogusumma võis ulatuda kuni 1 miljardi USA dollarini. [2] Missioonid olid edukad ning kogutud info koostas enamuse teadmistest Marsist kuni 2000ndate alguseni.

Vikingi programm arenes välja NASA planeeritud veelgi ambitsioonikamast Voyageri Marsi missioonist, mis ei ole seotud 1970ndate Voyageri süvakosmosesondidega. Viking 1 startis 20. augustil 1975 ning Viking 2 9. septembril 1975. Viking 1 jõudis Marsi orbiidile 19. juunil 1976 ning Viking 2 järgnes samal aastal 7. augustil.

Pärast kuuajalist orbiidil lendamist ning satelliitidelt saadud pildilise info kasutamist, valiti välja sobiv maandumispaik ning maandurid eraldusid satelliitidelt ning maandusid raskusteta Marsi pinnale. Viking 1 maandur jõudis Marsi pinnale 20. juulil 1976 ning Viking 2 3. septembril. Orbitaalsatelliidid jätkasid oma tööd samal ajal kui maandujad kasutasid pinnal oma instrumente.

Teaduslikud eesmärgid[muuda | redigeeri lähteteksti]

  • Saada Marsi pinnast kõrge lahutusvõimega pilte.
  • Iseloomustada Marsi atmosfääri, pinna struktuuri ning koostist.
  • Leida tõendeid elust Marsil.

Vikingi satelliidid[muuda | redigeeri lähteteksti]

Satelliitide peamised eesmärgid olid transportida maandujad Marsile, kaugseirata Marsi pinda, et leida maandujatele sobivad maandumispaigad, olla maandujatele vahesidejaamaks ning viia läbi teaduslikke uuringuid. Mõlemad satelliidid olid ehitatud varasema Mariner 9 järgi ning oma kujult olid nad 2,5 m läbimõõduga kaheksanurgad. Nende mass koos kütusega oli 3527 kg ning pärast satelliidi ja eraldumist olid nende mass vastavalt 900 kg ning 600 kg. Satelliidi kaheksanurkne külg oli 0,4572 meetrit kõrge ning külgede pikkused olid vaheldumisi 1,397 m ning 0,508 m laiad. Satelliidi aparatuuri kõrgus oli maanduja kinnitamispunktidest kuni raketi kinnitamispunktideni 3,29 m. Satelliidil oli 16 modulaarset ava, kolm iga pikema külje peal ning üks lühema peal. Satelliidi neli ulatusid välja neli päikesepaneeli ning nende kogupikkus avatuna tipust vastastippu olid 9,75 m.

Liikumine[muuda | redigeeri lähteteksti]

Satelliitide liikumine toimus monometüülhüdrasiini ning lämmastik tetraoksiidi bipropellantiga vedelkütuse rakettmootori abil, mis oli võimeline tekitama 1,323 N lükkejõudu ehk tekitama muutust kiiruses 1480 m/s. Satelliidi orbiidikorrektuurid tegid ära 12 väikese kompressitud lämmastikuga pihustit.

Navigatsioon ning kommunikatsioon[muuda | redigeeri lähteteksti]

Satelliidid kasutasid oma kolmemõõtmelise asukoha määramiseks päikesesensoreid, Canopusi tähejälgijat, kahte kiirendusandurit ning kuue güroskoobiga varustatud intertsjõu mõõtjat. Kommunikatsioon toimus 20 W S-spektrumi (2,3 GHz) raadiosaatja ning kahe 20 W võimendiga. Samuti oli satelliit varustatud X-spektrumi saatja (8,4 GHz), et katsetada raadioside toimumist satelliidilt vahejaama erinevatel lainesagedustel. Kommunikatsioon maajaamast satelliiti toimus läbi S-spektrumi (2,1 GHz) sageduse. Satelliitide ühte otsa oli kinnitatud kaheteljeliselt liikuv paraboolantenn, teise otsa tavaline dipoolantenn. Satelliidid olid varustatud lintsalvestitega, mis olid võimelised hoidma endas 1280 megabitti andmeid. Samuti oli satelliitidel olemas 381 MHz raadio.

Elektrisüsteem[muuda | redigeeri lähteteksti]

Satelliidid olid varustatud kaheksa 1,57 x 1,23 m päikesepaneeliga, mis kokku suutsid Marsi orbiidil tekitada 620 W energiat. Energia salvestati kahele nikkel-kaadmium 30 A*h akudele. [3]

Peamised leiud[muuda | redigeeri lähteteksti]

Marss Vikingi satelliidilt vaadatuna

Pildid suurtest, tüüpiliselt vee mõjul tekkinud geoloogilistest struktuuridest, andsid alust arvata, et Marsil võib leida vett. Marsi pinnalt leiti hiiglaslikke jõesänge, kanjoneid ning lõunapoolkeral väikesi jõevõrgustikke, mis viitasid sellele, et kunagi sadas planeedil vihma. Paljud meteoriidikraatrid nägid välja nagu oleksid meteoriidid langenud mudasse, kuna kunagisest kokkupõrkest ülesse kerkinud maapind oli voolava iseloomuga. [4][5]

Vikingi maandurid[muuda | redigeeri lähteteksti]

Astrofüüsik Carl Sagan seismas Vikingi maanduri maketi kõrval.
Kunstniku nägemus Vikingi maandurist Marsi pinnal

Maandurid koosnesid kuusnurksest alumiiniumpõhjast, mille küljed olid vahetuvalt 1,09 m ning 0,56 m. Põhja lühematele külgedele olid kinnitatud jalad. Ülaltvaates moodustasid jalad võrdkülgse kolmnurga, mille iga külg oli 2,21 meetrit ning aluse pikemad küljed moodustasid sirgjoone ühest jalast teise. Teaduslikud instrumendid olid kinnitatud nii põhja alla kui peale.[6]

Mõlemad maandurid olid maandumise ajaks suletud langekesta, mis aeglustas maandumise kulgu ning kaitses ühtlasi sisemist aparatuurikat. Et vältida Marsi pinna saastamist maiste organismidega, paigutati mõlemad maandurid pärast kokkupanekut ning langekesta sulgumist 40 tunniks "biokilpi" kõrge rõhu ning 111°C kuumuse kätte, et neid steriliseerida. [7]

Mõlemad maandurid jõudsid Marsi orbiidile koos satelliidiga. Enne kui maandur satelliidist eraldati, et see saaks Marsi pinnale langeda, lendasid mõlemad üksused mitu korda orbiidil ümber Marsi. Langus koosnes neljast faasist - esimene neist oli orbiidilt langemise põlemise faas. Maandur avas oma langevarju, eraldas oma langekesta ning avas oma jalad kuue km kõrguselt ning samal liikudes kiirusel 900 km/h maa pinnale. 1,5 km kõrgusel käivitas maandur vastassuuna mootorid ning lasi langevarjust lahti. Maandur kasutas koheselt rakette, et pidurdada oma hoogu ning kontrollida langust. Mõlemad maandurid maandusid edukalt (st. mitte purunedes) Marsi pinnal. [8]

Elektrisüsteem[muuda | redigeeri lähteteksti]

Maandurid olid varustatud kahe raadioisotoopide termoelektrilise generaatorite üksusega, mille kütuseks oli plutoonium-238, ning olid kinnitatud maanduri vastaskülgedele ja kaetud tuulekaitsega. Iga generaator oli 28 cm kõrgune, 58-diameetrise läbimõõduga, 13,6 kg massiga ja võimaldas anda 30 W kestvat võimsust 4,4 V pingel. Et varustada maandurit vajadusel lisaenergiaga, oli pardal neli 8 A*h (28,800 kulonit) nikkel-kaadmium akut ja 28 V taaslaetavad akud.

Maandurite teaduslik last[muuda | redigeeri lähteteksti]

Maandurid kandsid endas vajalikke instrumente, et uurida Marsi pinnase ning atmosfääri bioloogiat, keemilist koostist (orgaanilist ning anorgaanilist), meteoroloogiat, seismoloogiat, geomagneetilisi omadusi, välimust ning füüsilisi omadusi. Kaks silindrilist 360-kraadise pöördevõimega kaamerat olid kinnitatud alumiiniumpõhja ühe pikema külje juurde. Selle sama külje keskelt sai välja ulatuda mehhaaniline käsi, millele olid kinnitatud temperatuuriandur, kogumispäis ning magnet. Maanduri ühest jalast ulatus ülesse välja üks meteoroloogiste instrumentidega poom, mis mõõtis sensoritega temperatuuri, tuule suunda ning selle kiirust. Kaamerate vastasküljele, kõrge tundlikkusega antenni juurde, olid kinnitatud seismomeeter, magnet ja kaamera testpunktid. Maanduris oli samuti olemas kinnine väliskeskkonnast mõjutatud osa, mis hoidis endas bioloogilisi eksperimente ning gaaskromatograaf mass-spektromeetrit. Struktuuri oli samuti kinnitatud röntgenfluorestsents-spektromeeter. Maanduri põhjas ka rõhusensor. Kokku kaalus terve teaduslik last umbes 91 kg.

Bioloogilised eksperimendid[muuda | redigeeri lähteteksti]

Vikingi maandurid viisid läbi bioloogilisi eksperimente eesmärgiga leida üles Marsi pinnases oletatavat elu. Eksperimendid olid kavandatud kolme üksteisest sõltumatu meeskonna poolt, mille juhiks oli peainsener Gerald Soffen NASAst. Eksperimendid olid järgnevad (toimumise järjekorras): gaaskromatograaf mass-spektromeetriga uurimine, gaasivahetuse eksperiment, märgistatud toitmine ning pürolüütilise väljalaske eksperiment. Eksperimentidest näitas positiivset tulemust vaid märgistatud toitmise eksperiment, kus katseosas tilgutati uuritavale Marsi pinnale tilgutati 7 radioaktiivselt 14C märgistatud orgaanilist molekuli, mis tõi endaga kaasa reaktsiooni ning leiti 14CO2, mis näitas mingisuguse ainevahetuse toimumist. Kuna ülejäänud kaks eksperimenti ei näidanud ühegi orgaanilise molekuli olemasolu pinnases, siis olid teadlased veendunud, et esialgne positiivne tulemus oli põhjustatud mittebioloogilise keemilise reaktsiooni toimumisest kõrgelt oksüdeeriva omadusega pinnase tõttu. [9]

Kuigi Vikingi maandurite katsete osas on saavutatud üksmeel - katsed näitasid selgelt, et Marsi pinnases elusorganismid puuduvad - on katsete tulemused ning nende piiratus ikka veel ülevaatamisel. "Märgistatud söötmise" (Labeled Release, LR) eksperimendi positiivne tulemus oli vaieldav üksnes oksüdeeriva reagendi puudumise tõttu Marsi pinnases. Hilisem NASA |Phoenixi maandur aga avastas pinnasest perkloraadi sooli. [10][11] On välja pakutud, et orgaanilised komponendid olid küll pinnases olemas, ent jäid perkloraadi soolade tõttu märkamatuks. [12] Teadlased on avastanud, et perkloraadi soolad lõhustavad kuumenedes orgaanilisi komponente ning moodustavad klorometaani ning diklorometaani molekule - täpselt samu kloori molekule, mida Vikingi maandurid oma katsetes leidsid.

Mikroobse elu olemasolu küsimus Marsil on jäänud ikkagi vastamata. Siiski, 12. aprillil 2012 tuli rahvusvaheline teadlaste meeskond välja artikliga, milles olid kirjas matemaatilisel spekulatsioonil põhinevad 1976. aasta Vikingi missiooni tulemused. Kompleksanalüüsi tulemusena võib siiski arvata, et Vikingi missioon leidis "säilinud mikroobse elu Marsil." [13][14]

Missiooni lõpp[muuda | redigeeri lähteteksti]

Missioon lõppes kõikide moodulite rikki minemise tõttu:

Ühik Saabumiskuupäev Lõppemiskuupäev Töö pikkus Rikke põhjus
Viking 2 satelliit 7. august 1976 25. juuli 1978 1 aasta, 11 kuud, 18 päeva Lülitati välja pärast kütuseleket kandesüsteemis
Viking 2 maandur 3. september 1976 11. aprill 1980 3 aastat, 7 kuud, 8 päeva Patarei rike
Viking 1 satelliit 19. juuni 1976 17. august 1980 4 aastat, 1 kuu, 19 päeva Lülitati välja pärast orbiidi stabiliseerimise kütuse lõppemise tõttu
Viking 1 maandur 20. juuli 1976 13. november 1982 6 aastat, 3 kuud, 22 päeva Inimviga tarkvara uuendamisel põhjustas maanduril antenni sissetõmbumise, mis omakorda muutis maanduri kättesaamatuks.

Vikingi programm loeti lõppenuks 21. mail 1983.

Vaata ka[muuda | redigeeri lähteteksti]

Viited[muuda | redigeeri lähteteksti]

  1. "Viking Mission to Mars". NASA Goddard Space Flight Center. NASA (2006). Vaadatud 2.05.2011.
  2. Viking 1 Orbiter: Mission Profile (NASA NSSDC)
  3. "Sitemap – NASA Jet Propulsion Laboratory". Vaadatud 27. märts 2012.
  4. Hugh H. Kieffer (1992). Mars. University of Arizona Press. ISBN 978-0-8165-1257-7. Vaadatud 7. märts 2011. 
  5. Raeburn, P. 1998. Uncovering the Secrets of the Red Planet Mars. National Geographic Society. Washington D.C.
  6. "Amazing Search for Life On Mars." Popular Mechanics, June 1976, pp. 61–63.
  7. Soffen, G. A., and C. W. Snyder, First Viking mission to Mars, Science, 193, 759–766, Aug. 1976.
  8. Viking
  9. BEEGLE, LUTHER W.; et al (August 2007). "A Concept for NASA's Mars 2016 Astrobiology Field Laboratory". Astrobiology 7 (4): 545–577. doi:10.1089/ast.2007.0153. PMID 17723090. Bibcode2007AsBio...7..545B. Välja otsitud 20. juuli 2009. 
  10. Johnson, John (August 6, 2008). "Perchlorate found in Martian soil". Los Angeles Times.
  11. "Martian Life Or Not? NASA's Phoenix Team Analyzes Results". Science Daily (August 6, 2008).
  12. Navarro–Gonzáles, Rafael; Edgar Vargas, José de la Rosa, Alejandro C. Raga, Christopher P. McKay (December 15, 2010). "Reanalysis of the Viking results suggests perchlorate and organics at midlatitudes on Mars". Vaadatud 7. jaanuar 2011. 
  13. (March 2012) "Complexity Analysis of the Viking Labeled Release Experiments". IJASS 13 (1): 14–26. Välja otsitud 15. aprill 2012. 
  14. Klotz, Irene (April 12, 2012). "Mars Viking Robots 'Found Life'". DiscoveryNews. Vaadatud 16. aprill 2012.

Välislingid[muuda | redigeeri lähteteksti]