Mariner Venus Mercury, 1973

8/8/2019 Mariner Venus Mercury, 1973

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M A R I N E RV E N U S

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CONTENTS

NATIONAL AERONAUTICS AND SPACEADMINISTRATION

1. Inner Planet 1 It/TAT~TT . T11I \2 TickettoRide 5MAK1JNl!jK

Launch Vehicle 5Mariner Spacecraft 6Tracking and Data System 8Mission Operations 9 "\T CV idV J L i N U o3. Night Train 11Look Homeward, Mariner 13Duet With the Comet 14

4. Transfer Point: Pressure-Cooker \/| HW~\ I r\ YPlanet 171V1JLJUIVI

Secret Planet 17The Venus Parade 19Science at the Corner 20 1Q7Q. Destination Mercury 23 I J I JBroiled World 23First Flyby 25

6. Running Free 27 MBRound Trip 28 j-, f+ CRelativity 28 .1OC I 1*Souvenirs 29 ^ P% /

Technical Memorandum 33-657 ^ ^T his document presents w ork carried out by and forth e Mariner Venus/Mercury Project Office, JPL,undercontract No. NAS 7-100, sponsored by the NationalAeronautics and Space Administrat ion. Written byJames H . Wilson, designed by Frank J . Licher.Set on the IBM Composer by Louise Beard.

Cover: Space craft enters M ercury's shadow.

JET PROPULS ION L A B O R A T O R YCALIFORNIA INSTITUTE OF TECHNOLOGYPASADENA, C A L I F O R N I AOctober 15, 1973


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1. I N N E R P L A N E T T O U RT H R E E P L A N E T S , F I V E M O N T H S , $ 9 8

M I L L I O N ! N o t r a v e l a g e n c y c a n y e t o f f e r sucha p a c k a g e d w i n t e r t o u r to a n y o n e . B u t sevens c i e n t i f i c t e a m s a r e t a k i n g a t o u r f r o m th eE a r t h M o o n s y s t e m b y w a y o f V e n u s toM e r c u r y , b y p r o x y , i n late 1973 a n d e a r l y1 9 7 4 , w i t h o p t i o n s o n a m i d f l i g h t s u r v e y o fK o h o u t e k ' s C o m e t a n d a r e t u r n t r i p t o t h ep l a n e t M e r c u r y a s a d d e d a t t r a c t i o n s .Th i s m i s s i o n , p a r t o f N A S A ' s c o n t i n u i n gs c i e n t i f i c e x p l o r a t i o n o f t h e S o l a r S y s t e m , wi l lb e t h e t e n t h f l i g h t i n t h e M a r i n e r P r o j e c t s e r i e sc o n d u c t e d b y C a l t e c h ' s J e t P r o p u l s i o nL a b o r a t o r y . Th e s p a c e c r a f t i s p r o p e l l e d , l i k e a llt h e M a r i n e r s s i n c e N u m b e r S ix , b y a nA t l a s / C e n t a u r r o c k e t s y s t e m b u i l t b y G e n e r a lD y n a m i c s / C o n v a i r f o r N A S A ' s L e w i s R e s e a r c hC e n t e r a n d l a u n c h e d b y a c o m p o s i t e t e a m a tth e J o h n F . K e n n e d y S p a c e C e n t e r . M o d i f i e dg r e a t l y f r o m e a r l i e r M a r i n e r s , t h e s p a c e c r a f t w a sb u i l t b y T h e B o e i n g C o m p a n y i n K e n t ,W a s h i n g t o n , f o r J P L . I t is t r a c k e d o n i t st h r e e - p l a n e t t o u r b y t h e w o r l d w i d e N A S A / J P LD e e p S p a c e N e t w o r k a n d c o n t r o l l e d b y ap r o j e c t t e a m f r o m J P L ' s S p a c e F l i g h tO p e r a t i o n s F a c i l i t y i n P a s a d e n a , C a l i f o r n i a .L i k e e a c h e a r l i e r i n t e r p l a n e t a r y M a r i n e r , t h i sv e h i c l e l e a ve s b e h i n d i t s e n t i r e c r e w o f m o r et h a n a t h o u s a n d s c i e n t i s t s , e n g i n e e r s ,t e c h n i c i a n s , a n d o t h e r e s s e n t i a l p e o p l e .

T h o u g h i t is a f a s c i n a t i n g o b j e ct o f s t u d y tot h e p l a n e t o l o g i s t , V e n u s i s p a r t o f t h i s M a r i n e ri t i n e r a r y p r i m a r i l y f o r a n o t h e r r e a s o n : t h ep l a n e t ' s g r a v i t a t i o n a l f i e l d c a n p r o v i d e anecessary extra s tage o f p r o p u l s i o n , e n o u g h tor e ac h M e r c u r y e c o n o m i c a l l y . Th e s p a c e c r a f tm u s t b e a i m e d v e r y p r e c i s e l y f o r i t s p l a n e t a r yf l y b y s o t h a t , o n l e a v i n g Ve n u s , i t s s p e e d i sr e d u c e d a n d i t s d i r e c t i o n p u l l e d s u n w a r d s ot h a t i t f a l l s t h e r e s t o f t h e w a y t o t h e i n n e r m o s tp l a n e t r a t h e r t h a n c o a s t i n g b ac k o u t i n t h ed i r e c t i o n o f E a r t h ' s o r b i t . T h e f i r s t s t a g e o fb a l l i s t i c f l i g h t , t o V e n u s , t a k e s a b o u t t h r e em o n t h s ; t h e s e c o n d , t o M e r c u r y , a b o u t t w o .T h e t e c h n i q u e o f u s i n g o n e p l a n e t ' sg r a v i t a t i o n t o r e a c h t h e n e x t r e c e i v e s i t s f i r s ttes t i n M a r i n e r V e n u s / M e r c u r y 1 9 7 3 . W o r k e do u t i n t h e e a r l y 1960s b y C l a r k e a n d M i n o v i t c h ,i t w a s a t t h e c o r e o f t h e d r a m a t i c O u t e r P l a n e t

L e f t , M a r i n e r s p a c e c r a f t c o a s t s p a s t M e r c u r y( B o e i n g C o m p a n y p a i n t i n g )


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EARTHSECOND MANEUVERJANAURY 18. 1972EARTH ATVENUS ENCOUNTERFEBRUARY 5

THIRD MANEUVE RFEBRUARY 9

"fVENUS 2 days FIRST MANEUVERNOVEMBER 13EARTH/MOON OBSERVATION

LAUNCHNOVEMBER 2/3, 1973

EARTHAT MERCURYENCOUNTERMARCH 29

10days

MERCURY OBSERVATION

M a r i n e r 1973 m is s io n p l a n c a l l s f o r t h r e e p l a n e t a r y e n c o u n t e r s , f o u r m a n e u v e r s

G r a n d T o u r p r o p o s a l , i n w h i c h f ive p l a n e t sw e r e t o b e l i n k e d t o g e t h e r i n a s ingle f l ight . I tw i l l b e e s s e n t i a l t o t h e M a r i n e r J u p i t e r / S a t u r n1 9 7 7 m i s s i o n . T h e m e t h o d r e q u i r e s t h ec o i n c i d e n c e o f t h e v a r i o u s p l a n e t s a l o n g th eg r e a t s p i r a l t r a v e l l e d b y t h e s p a c e c r a f t a t t h ec o r r e c t t i m e s ; f o r a l l f ive o u t e r p l a n e t s , t h i so c c u r s o n l y e v e r y 1 3 0 y e a r s , b u t f o r V e n u s a n dM e r c u r y i t h a p p e n s a b o u t e v e r y d o z e n y e a r s ;t h e r e f o r e 1973-74 i s a g o o d o p p o r t u n i t y f o rt h i s f l i g h t .

A m o n g t h e s c i e n t i f i c o p p o r t u n i t i e s o f f e r e db y t h i s p a r t i c u l a r m u l t i p l e m i s s i on , p e r h a p s th eg r e a t e s t i s t h e d i r e c t c o m p a r i s o n , u s i n g t h es a m e i n s t r u m e n t s o v e r a s h o r t i n t e r v a l o f t i m e ,

b e t w e e n E a r t h a n d M o o n , V e n u s , a n d M e r c u r y .O u r p l a n e t a n d V e n u s a re a b o u t th e same sizea n d m a s s ( t h o u g h v a s t l y d i f f e r e n t i na t m o s p h e r e a n d s u r f a c e c o n d i t i o n s ) ; th e M o o na n d M e r c u r y a r e a l s o t h o u g h t t o b e ac o m p a r a b l e p a i r . M e r c u r y , o f c o u r s e r e c ei v e s i t sf i r s t cl o se-up i n v e s t i g a t i o n f r o m t h i s f l i g h t .

A s i m i l a r c o m p a r a t i v e i n v e s t i g a t i o n o f so l a ra c t i v i t y b y i n s t r u m e n t s i m m e r s e d i n i t , a l l o v e rth e solar s y s t e m , m a y b e c o n d u c t e d . A s t h eM a r i n e r s p a c e c r a f t t r a v e l s f r o m E a r t h t oM e r c u r y , tw o P i o n e e r J u p i t e r s p a c e c r a f t a r ef l y i n g o u t b e y o n d th e a s t e r o i d b e l t a n d t h eI n t e r p l a n e t a r y M o n i t o r i n g P l a t f o r m ( I M P ) i s i nE a r t h o r b i t . S i m i l a r m a g n e t o m e t e r s , p l as m a


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d e t e c t o r s , a n d c o s m i c r a d i a t i o n t e l e s c o p e s o nt h e s e s p a c e c r a f t , a s well a s th e m a n y t y p e s o fi n s t r u m e n t s i n E a r t h ' s l a b o r a t o r i e s , w i l l w o r kt o g e t h e r i n m a p p i n g th e s o l a r w i n d , m a g n e t i cs t o r m s , a n d f l a r e s a s t h e y e m e r g e f r o m t h e S u na n d f l o w o u t w a r d t h r o u g h t h e p l a n e t a r ys y s t e m .

M A R I NE R

N O V EM B ER1973

PIONEER 11

PIONEER 10J U P I T E R ^

Mariner/Pioneer collaboration prospectsA t h i r d f e a t u r e o f c o o r d i n a t i o n i n t h i s

m i s s i o n i s b e t w e e n t h e d i f f e r e n t s c i e n t i f i ci n s t r u m e n t s a b o a r d t h e s i n g l e M a r i n e r

s p a c e c r a f t . M o r e t h a n a d e c a d e ' s s w i f t p r o g r e s si n p l a n e t a r y a n d s p a c e s c i e n c e , i n c l u d i n g th ee x p e r i e n c e o f p r e p a r i n g a n d f l y i n g s p a c e c r a f ta n d s c i e n t i f i c i n s t r u m e n t s i n E a r t h s a t e l l i t e s ,t h e l u n a r p r o g r a m , P i o n e e r a n d M a r i n e rm i s s i o n s , h a v e l e d t o w a r d a u n i f y i n g v i s i o n o fth e p h e n o m e n a o f t he S o l a r S y s t e m , c o u p l e dw i t h i n s t r u m e n t a l c a p a b i li t i e s w h i c h s u p p o r tm u l t i - m e d i a i n v e s t i g a t i o n s o f t h e n a t u r e o f ap l a n e t a n d i t s e n v i r o n m e n t . M e r c u r y a n d V e n u swi l l b e s u bj e c t e d t o t h i s s e a r c h i n g i n v e s t i g a t i o nin e a r l y 1974 b y m a n y k i n d s o f s c i e n t i s t s , f r o mgeologis t to a s t r o p h y s i c i s t , u s i n g e v e r y t y p e o fi n s t r u m e n t f r o m T V t e l e s c o p e s t o r a d i ot r a n s m i t t e r s .

E v e r y t h i n g w e l e a r n a b o u t a n o t h e r p l a n e t i sc o m p a re d a n d c o n t r a s t e d w i t h w h a t w e a l r e a d yk n o w a b o u t t h i s p l a n e t ; e v e r y t h i n g w e l e a r na b o u t t h e S u n i s i n i t se l f k n o w l e d g e o f o u rw o r l d . M a r i n e r V e n u s / M e r c u r y 1973 i s d e s i g n e dt o a d d o n e n e w p l a n e t , M e r c u r y , t o t h e c o m p a r -i s o n ; t o a d d g r e a t l y to w h a t w e h a v e l e a r n e d i np r e v i o u s V e n u s m i s s i o n s b y t h e U S a n d t h eU S S R , a n d t o s t u d y th e S u n 's b e h a v i o r f r o m an e w , c l o s e p e r s p e c t i v e . In a d d i t i o n , i t p i o n e e r s an e w t e c h n i q u e o f r e a c h i n g m o r e d i s t a n t p l a n e t s ,a n d i n c r e a s e s o u r e x p e r i e n c e i n i n t e r p l a n e t a r ye x p l o r a t i o n . T h i s M a r i n e r f l i g h t i s a new s t e p i no u r c o n t i n u i n g j o u r n e y t o k n o w l e d g e .

INNOVATIONS IN THIS MISSIONFirst Mercury flyby mission, first close-up pictures of clouds of Venus, first survey of solar plasma as close as

Mercury.First use of gravity-turn mission at one planet to reach another.Direct comparison with identical science equipment between four planetary bodies: Earth, Moon, Venus, Mercury.Support of coordinated observation of solar wind and flares at 0.4, 1.0, and 5.2 astronomical units from Sun.First interplanetary X-band (8500-megahertz) tracking.Highest interplanetary data rate, permitting real-time interplanetary television transmissionasnormal mode.

Most rigorous interplanetary navigation requirements, supporting gravity turn at Venus and repeated Mercury flyby.


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w


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2. TICKET TO R I D ET h e m e a n s a n d m e c h a n i s m s b y w h i c h th e

s c i e n t i f i c p o t e n t i a l o f M a r i n e r V e n u s / M e r c u r y1 97 3 i s t u r n e d i n t o r e a l a c h i e v e m e n t a n d n e wu n d e r s t a n d i n g o f t h e w o r l d a r o u n d u s i n c l u d es o m e c o m p l i c a t e d m a c h i n e s w h i c h h a d t o b eb u i l t , p r e - e x i s t i n g c o m pu te rs a n d o t h e rg e n e r a l - p u r p o s e e q u i p m e n t w h i c h h a d t o b ep r o g r a m m e d a n d s c h e d u l e d , a n d c o m p l e x a n dd i f f i c u l t o p e r a t i o n s w h i c h h a d t o b e d e s i g n e d ,l e a r n e d , a n d r e h e a r s e d . T h e k e y t o a l l o f t h e s ew a s t h e m i s s i o n d e s i g n w h i c h b i n d s t h e mt o g e t h e r .T h e M a r i n e r m i ss io n d es ig n f o r 1973p r e s c r i b e d t h a t e a r l y i n N o v e m b e r t h es p a c e c r a f t a n d l a u n c h v e h i c l e s y s t e m s , h a v i n gb e e n a s s e m b l e d , tested, a n d q u a l i f i e d f o r t h em i s s i o n , w o u l d b e l a u n c h e d f r o m t h e J o h n F .K e n n e d y S p a c e C e n t e r , F l o r i d a , i n s u c h a w a yt h a t t h e s p a c e c r a f t fa l l s a r o u n d t h e S u n i n ab a l l i s t i c p a t h p a s s i n g t h r o u g h a s e l e c t e d a i mp o i n t a b o v e t h e p l a n e t V e n u s a t a p r e c i s e t i m e .T h e p r e f e r r e d t i m e o f l a u n c h w a s d e t e r m i n e d t ob e i n t h e m i d d l e o f t h e n i g h t , E a s t C o a s t t i m e ,b e t w e e n N o v e m b e r 2 a n d 3 . T h e c o r r e s p o n d i n gp r e f e r r e d t i m e o f a r r i v a l a t V e n u s w o r k e d o u tt o b e F e b r u a r y 5 , 1974. T h e s p a c e c r a f t w o u l dt h e n r e a c h t h e v i c i n i t y o f M e r c u r y a t 2000G M T , M a r c h 2 9 , a s a f t e r n o o n s t r e t c h e s a c r o s sA m e r i c a . A c t u a l l y , t h e M e r c u r y p a ss d e f i n e s t h ee v e n t s l e a d i n g t o i t . I t s c h a r a c t e r i s t i c s w e r ed e t e r m i n e d f r o m t h e v a r i o u s o b s e r v a t i o n s t h es c i e n t i f i c e x p e r i m e n t e r s w a n t t o m a k e t h e r e ,f o r t h e M e r c u r y p o r t i o n o f t h i s s c i e n t i f i cv o y a g e i s p a r a m o u n t . T h e c a p a b i l i t y o f t h eA t l a s / C e n t a u r l a u n c h v e h i c l e , a n d t h e m a s s o ft h e M a r i n e r s p a c e c r a f t ( p a r t l y d e t e r m i n e d b y i t sp a s s e n g e r l i s t o f s c i e n t i f i c e q u i p m e n t ) f o r m ac r u c i a l p a r t o f t h e s e c a l c u l a t i o n s a n d d e c i s i o n s .In a d d i t i o n , t h e c a p a b i l i t y a n d g e o m e t r y o f t h eD e e p S p a c e N e t w o r k s t a t i o n s a r o u n d t h e w o r l d ,a n d t h e c a p a c i t y o f t h e t e l e c o m m u n i c a t i o n ss y s t e m b e t w e e n t h e M a r i n e r s p a c e c r a f t i n f l i g h ta n d t h e c o n t r o l l e r s a n d s c i e n t i s t s o n E a r t ha f f e c t t h e d e s i g n o f t h e v e n t u r e . F i n a l l y , t h eo p e r a t i o n a l a b i l i t y o f t h e g r o u n d - b a s e dc o m p l e x o f h u m a n b e i n g s, c o m p u t i n g s y s te m s ,a n d p r o c e d u r e s t o h a n d l e a n d a c t u p o n t h ei n f o r m a t i o n s e n t t o t h e m f r o m t h e i r m a c h i n e i ns p a c e d e f i n e d w h a t c o u l d b e d o n e a n d h o w i tw o u l d o c c u r .

T h e s e f o u r c o m p o n e n t s w h i c h c a r r y o u t t h em i s s i o n a r e c a l l e d th e s y s t e m s o f t h e M a r i n e rP r o j e c t . T h o u g h e a c h i s f o c u se d u p o n m a c h i n e so f d i f f e r e n t k i n d s , to v a r i o u s d e g r e e s , t h e s es y s t e m s c o n s i s t o f h u m a n b e i n g s , t h e i r s k i l l s ,t o o l s , a n d c r e a t i o n s .L a u n c h V e h i c l e

A t l a s / C e n t a u r i s t h e n a m e o f a l a r g e ,p o w e r f u l , m u l t i - s t a g e r o c k e t v e h i c l e , e a r l i e rv e r s i o n s o f w h i c h d e l i v e r e d s e v e n S u r v e y o rL a n d e r s t o t h e M o o n a n d t h r e e M a r i n e rs p a c e c r a f t to M a r s , a s w e l l a s p u t t i n g v a r i o u sl a r g e u n m a n n e d m a c h i n e s i n E a r t h o r b i t . T h el a u n c h v e h i c l e c on s is ts o f several r o c k e te n g i n e s , m a n y t o n s o f k e r o s e n e - l i k e f u e l , l i q u i do x y g e n , a n d l i q u i d h y d r o g e n i n t h i n - w a l l e ds t a i n l e s s - s t e e l t a n k s , s t r u c t u r a l m e m b e r s a n d

ATLAS/CENTAUR CHARACTERISTICS

Total length: 36 m (117 ft)Launch weight: 147,000 Kg (162 tons) plus

spacecraftAtlas D Stage: two booster engines, one

sustainer, burning RP-1 in liquid oxygen,total thrust 1.92 million newtons(431,000 Ibf).

Centaur D-1a stage: two 67,000-newton( 1 5 , 0 0 0 Ih) thrust engines, burning liquidhydrogen and liquid oxygen; radio-inertialguidance.

i n s u l a t i o n p a n e l s , a n d a h i g h l y a c c u r a t eg u i d a n c e s y s t e m . I t h a s b e e n i n s e r v i c e f o r t e ny e a r s , a n d i s b u i l t b y G e n e r a lD y n a m i c s / C o n v a i r A s t r o n a u t i c s i n S a n D i e g o ,C a l i f o r n i a , a c o m p a n y w h i c h o n c e m a d e f l y i n gb o a t s a n d L i b e r a t o r b o m b e r s f o r W o r l d W a r I I .B e c a u s e o f i t s l i g h t w e i g h t d e s ig n , th e A t l a ss t a g e n e e d s to be f u l l o f f u e l a n d o x y g e n tos t a n d u p i n E a r t h ' s g r a v i t y ; w h e n it's e m p t y ,t h e r o c k e t h a s t o b e h e l d u p b y a s l i n g , o rb l o w n u p l i k e a b a l l o o n w i t h c o m p r e s s e d air.Y e t w h e n it's i n a c t i o n , t h e r o c k e t r e a c h e s a na c c e l e r a t i o n o f 5.76 g ' s i n 1 4 6 s e c o n d s , a n dc o u l d d e l i v e r i t s s p a c e c r a f t t o t h e i n t e r p l a n e t a r yt r a n s f e r p o i n t i n 1 1 . 7 m i n u t e s . F o r t h i s m i s s i o n ,


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h o w e v e r , th e u p p e r s t a g e c oa s t s a l m o s t h a l f w a ya r o u n d th e E a r t h i n 34.5 minutes , where th ef i n a l p u s h i s d e l i v e r e d o v e r E a r t h ' s s u n n y s i d e .Th e A t l a s / C e n t a u r i s l a u n c h e d f r o m Pad 36a t th e J o h n F . K e n n e d y S p a c e C e n t e r , w h i c hwas bu i l t for i t in 1962. I t f l ies out across anda b o v e th e S o u t h A t l a n t i c , w h i l e s t a t i o n s o ns m a l l i s l a n d s a n d i n s t r u m e n t e d a i r c r a f t t r a c k i t ss i g n a l s a n d m o n i t o r i ts p r o g r e s s . A s t h e C e n t a u rs tage a n d th e spacecraf t r ise h igher above th eE a r t h , t h e y seem to t u r n a r o u n d i n t h e s k y ,u n t i l t h e y a r e p a s s i n g f r o m E a s t t o W e s t w i t hth e S u n . B y t h i s t i m e t h e y a re o u t o f r a n g e o ft h e E a s t e r n T e st R a n g e s t a t i o n s , a n d i t i s o n l yt h e b i g a n t e n n a s o f th e D e e p S p a ce S t a t i o n s i nA u s t r a l i a , S p a i n , a n d C a l i f o r n i a w h i c h willf o l l o w t h e M a r i n e r t r a c k i n g a n d t e l e m e t r ys i g n a l s f r o m h o r i z o n t o h o r i z o n .Mariner Spacecraft

Th e m a c h i n e w h i c h i s a c t u a l l y m a k i n g th et h r e e - p l a n e t t o u r i s , i n i t s d e s i g n , a m i x t u r e o fo l d a n d n e w e l e m e n t s . I t s a n c e s t o r i s M a r i n e r 4 ,t h e f i r s t s p a c e c r a f t to c o n d u c t a s c i e n t i f i c M a r sm i s s i o n , w h i c h s e n t b a c k p i c t u r e s a n d o t h e rs c i e n t i f i c i n f o r m a t i o n i n m i d - 1 9 65 a n do p e r a t e d i n o r b i t f o r a t o t a l o f t h r e e y e a r s . Th es p a r e s p a c e c r a f t f r o m t h a t m is si on w a sc o n v e r t e d f o r a V e n u s f l i g h t in 1967, when i t

M a r i n e r 4 M a r s spacecraft, 1964-65c o n d u c t e d d u a l - f r e q u e n c y r a d i o p r o b e s o f t h ea t m o s p h e r e a n d sampled th e solar-plasmai n t e r a c t i o n w i t h V e n u s . T w o n e w M a r i n e rs p a c e c r a f t , b u i l t o n t h e m o d e l o f M a r i n e r 4 b u tm u c h h e a v i e r a n d c a r r y i n g a s o p h i s t i c a t e ds c i e n t i f i c c o m p l e m e n t d e v o t e d e x c l u s i v e l y top l a n e t a r y i n v e s t i g a t i o n , f l e w b y M a r s i n 1 969,a n a l y z i n g th e p l a n e t ' s a t m o s p h e r e a n d r e t u r n i n gp i c t u r e s o f b r o a d s w a t h s n e a r th e e q u a t o r a n dth e S o u t h Po l e . A m o d i f i e d v e r s i o n o f th e 1969d e s i g n , w i t h a l a r g e p r o p u l s i o n s y s t e m a n d as i m i l a r p l a n e t o l o g i c a l s c i e n t i f i c i n s t r u m e n tg r o u p , w a s p l a c e d i n o r b i t a b o u t M a r s i n 1 9 7 1 ,w h e r e , i n a y e a r o f o p e r a t i o n s , i t t o o k m o r et h a n 7000 i m a g e s o f t h e s u r f a c e , t o g e t h e r w i t ho t h e r s c i e n t i f i c i n f o r m a t i o n .

Below, M a r i n e r V e n u s / M e r c u r y s p a c e c r a f t weighed and balanced at Boeing plant

'-

" I \ i i*Il'liTASH


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B u t t h e n e w M a r i n e r s p a c e c r a f t f a c e sd r a s t i c a l l y d i f f e r e n t c ha lle ng es . W h er e as p a c e c r a f t g o i n g to M a r s n e e d e d f o u r b r o a ds o l a r p a n e l s to c a p t u r e e n o u g h s o l a r e n e r g y too p e r a t e i t s e l e c t r i c a l e q u i p m e n t , t h e V e n u sm i s s i o n o f f e r s a s u r p l u s o f s u n l i g h t a n d h e a t ,w h i c h g r o w s to p a i n f u l excess a s th e m a c h i n ea p p r o a c h e s M e r c u r y . A l l t h e s k i l l s o f t h ed e s i g n e r m u s t b e e n g a g e d to d e f l e c t h e a t , r a t h e rt h a n h u s b a n d i t . B o t h M a r i n e r 2 a n d M a r i n e r 5a re b e l i e v e d t o h a v e e x p i r e d , a f t e r c o m p l e t i n gt h e i r V e n u s e n c o u n t e r s , f r o m o v e r e x p o s u r e tot h e S u n ' s o u t p u t . T h i s n e w M a r i n e r m u s t k e e pc o o l a l l t h e w a y i n t o M e r c u r y , w h e r e t h e S u n isf ive t i m e s a s h o t a s a t E a r t h ; i t h i d e s b e h i n d aw h i t e f a b r i c u m b r e l l a , m a d e o f t h e same " b e t ac l o t h " t h a t c o v e r s a s t r o n a u t s ' s u i t s . S a f e i n t h es h a d e , th e s p a c e c r a f t b o d y i s q u i t e c o l d , t h o u g hth e e x p o s e d s o l a r p a n e l s a r e q u i t e hot.T h e r e h a s b e e n a s t r i k i n g i n c r e a s e i ns p a c e c r a f t c o m m u n i c a t i o n r a t e o v e r th e d o z e ny e a r s o f t h e M a r i n e r P r o g r a m . T h e s e s p a c e c r a f th a v e u s e d d i g i t a l t e l e m e t r y , a m e t h o d l i k eM o r s e C o d e w h i c h c a n p u n c h t h r o u g h d i s t a n c ea n d g a l a c t i c n o i s e , p a r t l y b y l o w e r i n g t h e r a t ea t w h i c h d a t a a r e s e n t a s t h e d i s t a n c e i n c r e a s e s .Th e f i r s t t h r e e m i s s i o n s u s e d a 3 3 -1/3 b i t p e rs e c o n d r a t e p a r t w a y , a n d 8-1/3 b i t s p e r s e c o n da t t h e p l a n e t . T h e s u c c e e d i n g M a r s m i s s i o n s , b yl a r g e i m p r o v e m e n t s b o t h a t th e s p a c e c r a f t a n d

The r ma l te s t i n J PL sola r s i mula tori n t h e g r o u n d r e c e i v i n g s y s t e m s , i n c r e a s e d th er a t e f o r p l a n e t a r y d a t a r e t u r n to 16,000 b i t s p e rs e c o n d . I n th e V e n u s / M e r c u r y m i s si on a r a t e o f117 , 0 0 0 wil l be u s e d a t V e n u s ; a n d a t leas t22,000 a t M e r c u r y . T h i s p e r m i t s th e s c i e n t i s t st o o b t a i n m u c h m o r e i n f o r m a t i o n , a s w e ll a sm o r e "live" p i c t u r e s , d u r i n g th e s h o r t p e r i o dth e s p a c e c r a f t s p e n d s n e a r e a c h p l a n e t .

Exst remely a c c u r a t e f l i g h t i s r e q u i r e d i n t h i sm i ss i o n - r e a c h i n g V e n u s at the correct place ,t i m e , s p e e d , a n d d i r e c t i o n to b e t h r o w n t o w a r dM e r c u r y , t h e n a p p r o a c h i n g M e r c u r y w i t h t h es a m e k i n d o f a c c u r a c y to p e r f o r m b o t h th es c i e n t i f i c i n v e s t i g a t i o n p l a n n e d a n d t o r e t u r n t ot h i s p l a n e t 1 7 6 d a y s l a t e r . F o u r c o r r e c t i v et h r u s t i n g m a n e u v e r s a r e p l a n n e d b e f o r e t h e f i r s t

MARINER'S SCIENTIFIC EXPERIMENTS

Experiment Team Leader Instrument Purpose

Bruce C. Murray,CaltechHerbert S. Bridge,

MITStillman C. Chase,

Santa Barbara ResearchNorman F. Ness,

Goddard Space FlightCenter

John F. Simpson,University of Chicago

A. Lyle Broadfoot,Kitt Peak Observatory

H. Taylor Howard,Stanford University

TV Cameras (2)

Plasma Detectors (2)

Infrared Radiometer

Magnetometers (2)

Charged Particle Telescopes (2)

Ultraviolet Spectrometer (2)

X B a n d and S Ba n d Radio Science

Planet surface, cloud, star, comet viewing,colors and ultraviolet.Solar wind measurements, planetary radiationbelts, etc.Temperature measurementsand thermalmapping.Planetary and space magnetic fieldmeasurements.

Survey of higher-energy particles in space (bydirection, kind, intensity).Analysis of upper atmosphere's luminous nightclouds, comet, etc.Atmosphere properties, space properties, etc.


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M e r c u r y p a s s : o n e n e a r E a r t h , to n a r r o w th ei n i t i a l d i s p e r s i o n , a n o t h e r close to V e n u s tof i n e - t u n e th e p a s s a g e t h r o u g h h e r g r a v i t a t i o n a lf i e l d , a t h i r d a f t e r V e n u s h a s c h a n g e d M a r i n e r ' sp a t h , a n d t h e f o u r t h a t th e b e g i n n i n g o f t h eapproach to M e r c u r y . A f t e r t h e e n c o u n t e r w i t hM e r c u r y , t h r e e m o r e m a n e u v e r s a re e x p e c t e d toe n s u r e t h a t M a r i n e r c o m e s b a c k f o r a secondp a s s . F o r e a c h o f t h e s e m a n e u v e r s , t h es p a c e c r a f t i s t u r n e d u n t i l i t s s m a l l r o c k e te n g i n e - p o i n t e d at the Sun d u r i n g the l o n gb a l l i s t i c c r u i s e - is a i m e d in a d i r e c t i o nc a l c u l a t e d to c h a n g e th e p a t h a s n e e d e d , t h e nth e e n g i n e b u r n s u n t i l th e v e l o c i t y c h a n g e i sc o m p l e t e d .

E a c h of t h e s e s u r v i v a l f u n c t i o n s t h e r m a lc o n t r o l , c o m m u n i c a t i o n s , a n d f l i g h ta c c u r a c y h a s b e e n c a r r i e d o u t i n p r e v i o u sd e s i g n s , u n d e r d i f f e r e n t c o n d i t i o n s , a n d i nv a r i e d w a y s . Th e f l i g h t o f V e n u s a n d M e r c u r yp o s e s n e w a n d m o r e d i f f i c u l t p r o b l e m s i n t h e s ea r e a s . M a r i n e r ' s d e s i g n e r s h a v e p r o v i d e d f o ro t h e r f u n c t i o n s , s u c h a s a t t i t u d e c o n t r o l ,e q u i p m e n t p a c k a g i n g , t e l e m e t r y r e p o r t i n g o fe n g i n e e r i n g p e r f o r m a n c e , s t r u c t u r a l i n t e g r i t yd u r i n g th e l a u n c h , s p a c e c r a f t c o m p u t e r c o n t r o l ,e tc . , most ly in the w a y s d e v e l o p e d i n e a r l i e rp r o j e c t s , b ec a us e t h is m i ss i on i s n o t s oe x c e p t i o n a l i n e v e r y t h i n g as i t i s in the t h e r m a lc o n t r o l a n d n a v i g a t i o n a r e a s .

T r acki ng a n d D a t a Sy s t e mO v e r a d e c a d e a g o , i n t h e t i m e o f t h e f i rs t

M a r i n e r s , th e D e e p S p a ce N e t w o r k c a m e i n t ob e i n g a s a r i n g o f g r e a t d i s h a n t e n n a s l o c a t e d i no u t - o f - t h e w a y sites a r o u n d th e w o r l d , capabl eo f f o l l o w i n g , a n d c o m m u n i c a t i n g w i t h ,s p a c e c r a f t a t d i s t a n c e s a b o v e 10,000 m i l e s f r o mE a r t h ' s s u r f a c e . A s M a r i n e r h a s e v o l v e d , s o h a st h e c o m p l e x o f t r a c k i n g , c o n t r o l , a n dc o m m u n i c a t i o n e q u i p m e n t w h i c h k e e p s E a r t hi n t o u c h w i t h t h e s e d e e p - s p a c e e n t e r p r i s e s .T h e f i r s t o f t h e l o n g - r a n g e s t e e r a b l ea n t e n n a s , w i t h p a r a b o l i c r e f l e c t o r s 2 6 m e t e r s(8 5 f e e t ) i n d i a m e t e r , w a s b u i l t i n t h e C a l i f o r n i ad e s e r t n e a r G o ld s to n e D r y L a k e . G l o b a lc o v e r a g e w a s c o m p l e t e w h e n m a t c h i n g s y s t e m sw e r e i n s t a l l e d n e a r J o h a n n e s b u r g , S o u t h A f r i c a ,a n d W o o m e r a , A u s t r a l i a . N o w t h e r e a r e t h r e e2 6 - m e t e r a n t e n n a s a t G o l d s t o n e a n d a na d v a n c e d a n t e n n a s y s t e m w i t h a 6 4 - m e t e r ( 2 1 0f e e t ) r e f l e c t o r ; o n e o f e a c h s i ze in A u s t r a l i a ' sT i d b i n b i l l a c o m p l e x ; a n d t h r e e a n t e n n a s ,i n c l u d i n g o n e o f 6 4 - m e t e r d i a m e t e r , i n S p a i n .E a c h s t a t i o n i s o p e r a t e d b y l o c al c o n t r a c t o r sa n d g o v e r n m e n t agencies , a n d t h e w h o l en e t w o r k i s m a n a g e d f o r N A S A by J P L . T h e yh a v e s u p p o r t e d P i o n e e r a n d M a r i n e r m i s s i o n s a swel l a s t h r e e u n m a n n e d l u n a r p r o j e c t s a n d t h eA p o l l o L u n a r L a n d i n g m is si on s. M a r i n e r

B e l o w , D e e p S p a ce S t a t i o n , T id b in b i l l a , A u s t r a l i a , w i t h 2 6 - m a n d 6 4 - m a n t e n n a s


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V e n u s / M e r c u r y 1 97 3 i s t h e f i r s t M a r i n e r P r o j e c tto have th e a d v a n t a g e o f a c o m p l e t e c h a i n o fth e 6 4 - m e t e r a d v a n c e d a n t e n n a s y s t e m s , w h o s es e n s i t iv e re c e i v i n g e q u i p m e n t m a k e s p o s s i bl eth e h i g h d a t a r a t e s p r o v i d e d f o r t h i s m i s s i o n .T h e s t a t i o n s a re l i n k e d t o g e t h e r a n d t o t h e i rc e n t r a l c o n t r o l p o i n t i n P a s a d e n a by e l e m e n t so f N A S A ' s G r o u n d C o m m u n i c a t i o n s S y s t e m ,w h i c h u s e s s u b m a r i n e c a b l e s , l a n d l i n e s , r a d i o

l i n k s , a n d c o m m u n i c a t i o n s a t e l l i t e c h a n n e l s t oe n s u r e t h a t n o d a t a a re l os t . T h e system i sd i r e c t e d , a n d i t s coverage o f m u l t i p l e m i s s i o nsi s s c h e d u l e d , f r o m J P L .T h e M i s s i o n C o n t r o l a n d C o m p u t i n gC o m p l e x is a p a r t o f J P L ' s d a t a - p r o c e s s i n gc a p a b i l i t y o r g a n i z e d t o s u p p o r t space f l i g h to p e r a t i o n s . P a r t l y a s p i n - o f f f r o m th e D e e pS p a c e N e t w o r k , i t p r o v i d e s f o r m a c h i n e a n a l y s i so f s p a c e c r a f t t ra c k i ng , c o n v e r t i n g S -b an dd o p p l e r r e s i d u a ls a n d r a n g i n g i n f o r m a t i o n i n t oa c c u r a t e p l o t s o f t h e s p a c e c r a f t ' s p o s i t i o n a n dm o t i o n . I t al so p r o c es s e s e n g i n e e r i n g t e l e m e t r ya n d s c i e n t i f i c d a t a s e n t to E a r t h f r o m th es p a c e c r a f t , p r o d u c i n g w a r n i n g s o f d a n g e r o u ss i t u a t i o n s i n t h e s p a c e c r a f t s h o u l d t h e yd e v e l o p , a n d v a r i o u s p l o t s , s p e c t r a , a n d i m a g er e c o n s t r u c t i o n s . A v a r i e t y o f s p e c i a l p r o g r a m sh a v e b e e n d e v e lo p e d i n r e c e n t M a r i n e r m i s s i o n s ,o n e o f th e m o s t i n t e r e s t i n g o f w h i c h c r e a t e s aser ies o f l i n e d r a w i n g s p r e d i c t i n g th e a r e a s to becovered by te lev is ion p ic tures a s p a c e c r a f t c an

t a k e a s i t a p p r o a c h e s i t s t a r g e t p l a n e t o n ap r e s c r i b e d c o u r s e .Miss ion O p e r a t i o n s

T h e e x a c t f o r m o f w h a t th e p r o j e c t a c t u a l l yd o e s w i t h i t s s p a c e c r a f t t h r o u g h o u t th e f l i g h t i sc a l l e d t h e m i s s io n o p e r a t i o n s . T h e n a v i g a t i o n ,e n g i n e e r i n g o p e r a t i o n s , a n d s c i e n t i f i c w o r k o ft h e r e m o t e l a b o r a t o r y i n s t r u m e n t c al l e d t h eM a r i n e r s p a c e c r a f t i s the r e s p o n s i b i l i t y o f a ne a r t h - b o u n d c r e w o f a b o u t 1 2 0 p e o p l e .

A s i m i l a r b u t l a r g e r g r o u p , o p e r a t i n g a t a n da r o u n d t h e J o h n F . K e n n e d y S p a c e C e n t e r ,c o n d u c t s l a u n c h o p e r a t i o n s , a n d a s s o o n a st h e s e a re c o m p l e t e d l es s t h a n a n h o u r a f t e rl i f t o f f , th e M i s s i o n O p e r a t i o n s t a k e s o v e r .M a r i n e r ' s s p a c e c r e w h a s c e r t a i n spec i a le q u i p m e n t a n d m a n y c o m p u t e r p r o g r a m s t ow o r k w i t h , b u t f o r t h e m o s t p a r t t h e o p e r a t i o n sd e p e n d o n t h e c r e w ' s sk i l l s a n d t r a i n i n g , a n dt h e c o m p l e x p l a n w o r k e d o u t i n d e t a i l a n dc a r e f u l l y r e h e a r s e d b e f o r e e a c h o p e r a t i o n i sc o n d u c t e d . T h e a c t u a l f l i g h t c o n d i t i o n s a r en e v e r e x a c t l y a s p r e d i c t e d , a n d s u r p r i s i n g e v e n t so r e v e n f a i l u r e s c a n o c c u r a t a n y t i m e . Ina d d i t i o n , e a r l y s c i e n t i f i c o b s e r v a t i o n s m a y cal lf o r c h a n g e s i n l a t e r i n v e s t i g a t i o n s i n t h e s a m em i s s i o n , a n d i t i s u p t o t h e M a r i n e r m i s s i o no p e r a t o r s t o s u p p l y e n o u g h f l e x i b i l i t y i nd e s i g n s a n d p r o c e d u r e s t o a c c o m m o d a t ec h a n g e s i n p l a n a s e f f i c i e n t l y a s p o s s i b l e .

M e m b e r s o f M a r i n e r M i s s i o n o p e r a t i o n s t e a m d u r i n g p r e f l i g h t t e s t


13/33


14/33

3 . N I G H T T R A I NT h e m a j o r p a r t o f t h e M a r i n e r

V e n u s / M e r c u r y 1 97 3 m i s s i on i s s p e n t f a r a w a yf r o m V e n u s o r M e r c u r y . Y e t i t i s n o i d l e t i m e ,fo r w h a t h a p p e n s i n t h e swif t passage b y thesep l a n e t s d e p e n d s o n p r e p a r a t o r y w o r k d o n ed u r i n g t h e t w o "cr u i se p h a s e s , " a n d t h es c i e n t i f i c p r o g r a m i n c l u d e s e x t e n d e di n s t r u m e n t o p e r a t i o n s d u r i n g th e i n t e r p l a n e t a r yf l i g h t .

A c t i v i t i e s d u r i n g th e c r u i s e p h a s e m i g h t b ed i v i d e d i n t o f o u r c l a s s e s , e a c h e n g a g i n g th eo p e r a t i o n s c r e w s o n t h e g r o u n d , t h e i rc o m p u t i n g a n d d a t a - p r o c e s s i n g e q u i p m e n t , th ed e e p - s p a c e c o m m u n i c a t i o n s l i n k , a n d t h es p a c e c r a f t f l y i n g e v e r f a r t h e r a w a y . T h e s ea c t i v i t i e s a r e n a v i g a t i o n , e n g i n e e r i n g , s c i e n t i f i ci n s t r u m e n t c a l i b r a t i o n , a n d s c i e n t i f i co b s e r v a t i o n s . I n e v i t a b l y t h e r e i s some m i x t u r ea n d i n t e r d e p e n d e n c e a m o n g t h e o p e r a t i o n s .T h e m o s t c r u c i a l r e q u i r e m e n t o f t h i s m i s s i o ni s t o r e a c h t h e p l a n e t M e r c u r y . T h i s g o a lr e q u i r e s a n a c c u r a t e l a u n c h , a c a r e f u l p a s s a g et h r o u g h t h e g r a v i t a t i o n a l f i e l d o f V e n u s , a n dt h e f o u r s m a ll c o r r e c t i o n m a n e u v e r s p e r f o r m e dd u r i n g t h e f l i g h t . Th e t i m i n g o f s u c h m a n e u v e r sr e s u l t s f r o m a n e n g i n e e r i n g t r a d e o f f : t h e e a r l i e rth e m a n e u v e r , th e less f u e l r e q u i r e d to m a k e ag i v e n c h a n g e a t t h e t a r g e t z o n e ; t h e l a t e r th em a n e u v e r , t h e m o r e t i m e b e f o r e h a n d f o rt r a c k i n g . T h e r e f o r e t h e m o r e a c c u r a t e l y t h er e q u i r e d c h a n g e i s k n o w n , t h e s m a l l e r t h e e f f e c to f e r r o r s i n t h e m a n e u v e r i t s e l f . Th e e f f o r t o ft r a c k i n g a n d c a l c u l a t i n g , t h e n m a n e u v e r i n g ,t h e n t r a c k i n g a n d c a l c u l a t i n g a g a i n , m o v es t h es p a c e c r a f t ' s a c t u a l a r r i v a l p o i n t c l o s e t o t h ed e s i r e d t a r g e t , f i r s t a b o v e V e n u s a n d t h e n o v e rM e r c u r y , a n d o c c u p i e s M a r i n e r ' s n a v i g a t i o nt e a m d u r i n g m o s t o f t h e m i s s i o n .

T h e n e x t m o s t c r u c i a l r e q u i r e m e n t ( r e a l l yp a r t o f t h e f i r s t o n e ) i s f o r t h e e q u i p m e n t tor e a c h t h e p l a n e t s i n g o o d c o n d i t i o n . E v e r y t h i n gs h o u l d b e w o r k i n g . T h i s i s t h e c o n c e r n o f t h es p a c e c r a f t p e r f o r m a n c e t e a m . T h e y m u s t b es u r e t h a t t h e i n s t r u m e n t s a n d d e v i c e s a r e b e i n gp r o t e c t e d f r o m t h e h e a t o f t h e S u n a n d t h ec o l d o f space t h o u g h g e n e r a l l y th e s p a c ee n v i r o n m e n t is a h e a l t h y o n e f o r t h es ee q u i p m e n t s . A s s u r a n c e o f a d e q u a t e e l e c t r i c a lp o w e r i s a n o t h e r c o n c e r n . M a i n t e n a n c e o f t h e

best poss ible c o m m u n i c a t i o n s w i t h th e E a r t h i sa t h i r d .T h e s e t h r e e f a c t o r s d e p e n d o n t h es p a c e c r a f t ' s m a i n t a i n i n g i t s o r i e n t a t i o n i n s p a c e .F o r t h i s r e a s o n t e l e m e t r y r e a d o u t s f r o ma t t i t u d e c o n t r o l e q u i p m e n t o c c u p y m a n y o f t h et i m e - s h a r e d c h a n n e l s i n th e e n g i n e e r i n g s i gn a lr e c e i v e d f r o m th e s p a c e c r a f t . T h e d e s i r e da t t i t u d e i s m a i n t a i n e d a u t o m a t i c a l l y by cold-gasj e t s c o n t r o l l e d b y S u n a n d s tar sensors , gyros ,a n d c o n t r o l a m p l i f i e r s . Th e b r i g h t s t a r s V e g aa n d C a n o p u s s e r v e a s a n g u l a r r e f e r e n c e s .

M o s t s p a c e c r a f t o p e r a t i o n a l s e q u e n c e s ,i n c l u d i n g m a n e u v e r s , p l a n e t a r y e n c o u n t e r s ,i n s t r u m e n t c a l i b r a t i o n s , a n d t h e l i k e , a r ec o n t r o l l e d b y t h e s p a c e c r a f t ' s p r o g r a m m a b l ec o m p u t e r ; s o m e o p e r a t i o n s m a y also b ec o m m a n d e d d i r e c t l y f r o m E a r t h b y r a d i os i g n a ls . A s m o r e c o m p u t e r m e m o r y s p ac e i sf r e e d d u r i n g th e p r o g r e s s o f t h e m i s s i o n , a n d a st h e t i m e s a n d d i m e n s i o n s o f t h e p l a n e t a r ye n c o u n t e r s b e c o m e m o r e a c c u r a t e l y k n o w n , th es p a c e c r a f t o p e r a t o r s w i l l r e - p r o g r a m t h e s es e q u e n c e s t o b e s u r e t h e y w i l l b e a c c o m p l i s h e da s w e l l a s possible e v e n i f t h e c o m m a n d l i n kw e r e b r o k e n a t s o m e c r u c i a l t i m e .

A n o t h e r p e r i o d i c a c t i v i t y i s t h e p r e p a r a t i o na n d c a l i b r a t i o n o f t h e s c i e n t i f i c i n s t r u m e n t s f o ro b s e r v a t i o n a l u s e . T h e m a g n e t o m e t e r i sc a l i b r a t e d p e r i o d i c a l l y t h r o u g h o u t t h e f l i g h t b yp u t t i n g t h e s p a c e c r a f t i n t o a sl o w w i n d m i l l r o l l.M a g n e t i c f i e l d s p r e s e n t i n s u r r o u n d i n g s p a c eseem t o r o t a t e , w h i l e t h o s e r e s u l t i n g f r o ms p a c e c r a f t e l e c t r i c a l e q u i p m e n t r e m a i n f i x e d i nd i r e c t i o n r e l a t i v e t o t h e s p a c e c r a f t s e n s o r s .D u r i n g t h e r o l l i n g , t h e u l t r a v i o l e t s p e c t r o m e t e rs w e e p s t h e s k y a n d i s c a l i b r a t e d o n t h e s t a r s .T h e p l a s m a d e t e c t o r s a n d c h a r g e d - p a r t i c l et e l e s c o p e a r e a l s o c h e c k e d a t i n t e r v a l s tod e t e r m i n e w h e t h e r t h e y h a v e " d r i f t e d " f r o mth e k n o w n r e l a t i o n o f s e n s e d p h e n o m e n a t os i g n a l o u t p u t . T h e t e l e v i s i o n c a m e r a s c a n b ec a l i b r a t e d d u r i n g o r b e t w e e n o p e r a t i o n s u s i n g as p e c i a l l e n s o n e a c h f i l t e r w h e e l , b u t t h e w h o l ee x p e r i m e n t i s c a l i b r a t e d e a r l y i n f l i g h t u s i n gE a r t h a n d M o o n a s t e st t a r g e t s , i n o p e r a t i o n st h a t c o n s t i t u t e s p ec i al s c i e n t i f i c i n v e s t i g a t i o n sa n d a r e d e s c r i b e d l a t e r .

11


15/33

Launch Weight: 499 kg (1100 Ib)Span (panels extended): 7.6 m (26 ft)Radio Transmitter Output: 10 or 20 watts SB a nd2 0 0 m w X BandEngineering Telemetry: 90 measurements at 2450 or

33-1/3 bits/sec, programmable selection.

Science Data Rates: 117.6, 22.05, 2.45 kilobits/secTape Recorder: 8 t r a c k , 550 ft of 1/2 in. tape

180 million bitsComputer: Memory holds 512 22-bit words, program-

mable for observation and calibration sequences.Fixed maneuver sequencer. Master clock.

Electrical Power: 340490 watts required. Nickel-cadmium battery, 20 amp-hr at 39 v. Total of 8122solar cells, peak output 500 watts.

Spacecraft Propulsion: Mon opr ope l l an t hydrazinerocket engine, restartable, capable of changingspacecraft velocity by total of 119 m/sec.

O U T B O A R DM A G N E T O M E T E R -L O W G A I NA N T E N N A __^U L T R A V I O L E TSPECTR OMETER

A I R G L O W

CHAR GED PAR T ICLE TELESCOPESOLAR PANEL P I V O T

A CQ U I S I T IO N S U NSENSOR

HIGH-GAIN A N T E N N A

R EACT ION C O N T R O L JETS-

M a r i n e r V e n u s / M e r c u r y 1973 s p a c e c r a f t

T h e c o n t i n u i n g s c i e n t i f i c o p e r a t i o n s w h i c ho c c u p y t h e i n t e r p l a n e t a r y p ha s es o f f l i g h t h a v et o d o p r i m a r i l y w i t h t h e f i e l d s a n d p a r t i c l e se x p e r i m e n t s . M o u n t e d o n a s i x- m e t e r -l o n g( 2 0 - f t ) f o l d i n g b o o m , e a c h o f t h e t w om a g n e t o m e t e r i n s t ru m e n ts c o n ta i n s t h re ef l u x g a t e s e n s o r s t o i n d i c a t e f i e l d s t r e n g t h a n dd i r e c t i o n . A f t e r l e a v i n g th e E a r t h ' s f i e l d , t h em a g n e t o m e t e r i n v e s t i g a t e s t h e t h i n a n df l u c t u a t i n g m a g n e t i s m w h i c h e m a n a t e s f r o mt h e Sun,b o r n e o n t h e s t e a d i l y f l o w i n g p l a s m aa n d t h e i r r e g u l a r , i n t e n s e s t r e a m s w h i c h r u s ho u t f r o m s o l a r f l a r e s . I t w i l l a ls o h e l p d e f i n e th ep l a sm a ' s i n t e r a c t i o n s w i t h t h e p l a n e t s , a n ds e a r c h f o r e v i d e n c e o f p l a n e t a r y m a g n e t i c f i e l d sd u r i n g t h e p l a n e t a r y e n c o u n t e r s , l i k e t h eM a r i n e r i n s t r u m e n t s w h i c h f l e w by V e n u s i n1962 a n d M a r s i n 1965 a t c o n s i d e r a b l y g r e a t e rd i s t a n c e s .

T h e c h a r g e d - p a r t i c l e t el es co p e d et ec tsh i g h - e n e r g y e l e c t r o n s a n d l i g h t - e l e m e n t n u c l e iw i t h tw o d e v i c e s a i m e d a b o u t 4 5 d e g r e e s f r o mth e S u n l i n e , o n e o f t h e m w i t h a n a d d i t i o n a lr e a r f i e l d o f v i e w . I ts p u r p o s e i s t o m o n i t o rs o l a r a n d g a l a c t i c c o s m i c r a y s a n d s o l a r - f l a r ep a r t i c l e s , a n d t o seek t r a p p e d c h a r g e d - p a r t i c l eb e l t s a n d p l a s m a / p l a n e t i n t e r a c t i o n s a t t h e t w ot a r g e t p l a n e t s . S u c h s t r u c t u r e s a r o u n d E a r t hh a v e b e e n e x t e n s i v e l y s t u d i e d , a n d a p r e v i o u si n v e s t i g a t i o n o f V e n u s f o u n d a r e l a t i v e l y w e a kp l a s m a i n t e r a c t i o n a n d n o t r a p p e d b e l t s .

T h e s o l a r w i n d i s a g r e a t s l o w s p h e r i c a l r i v e ro f c h a r g e d p a r t i c l e s w h i c h f l o w s o u t i n a l ld i r e c t i o n s f r o m t h e S u n , g u i d e d b y a n d c a r r y i n ga l o n g t h e so l ar m a g n e t i c f i e l d . It i s u s u a l l yi n v e s t i g a t e d b y s p a c e c r a f t w h i c h i m m e r s e i n i tp l a s m a d e t e c t o r s l i k e t h e 1973 M a r i n e r ' ss c a n n i n g e l e c t r o s t a t i c a n a l y z e r a n d s c a n n i n g

1 2


16/33

e l e c t r o n spectrometer. N o p r e v i o u s e x p e r i m e n th a s e v e r b e e n closer to th e s o u r c e o f t h e f l o wt h a n t h e o r b i t o f V e n u s ; th e s e M a r i n e ri n s t r u m e n t s w i l l r e a c h o u t t o t h e d i s t a n c e o fM e r c u r y , m o r e t h a n t w i c e a s close t o t h e S u n a sE a r t h . I t i s b e l i e v e d t h a t a t t h i s c l o s e p o i n t th ee x p e r i m e n t m a y d e t e c t p h y s i c a l p r o c e s s e sw h i c h occur i n t h e w i n d a s i t e x p a n d s a n db e c o m e s l e s s d e n s e .

I n a d d i t i o n , t h e u l t r a v i o l e t s p e c t r o m e t e re x p e r i m e n t c o n d u c t s p e r i o d i c s k y s u r v e y s i n as e a r c h f o r t h e i n t e r p l a n e t a r y a n d g a l a c t i cs o u r c e s o f d i f f u s e u l t r a v i o l e t h y d r o g e n a n dh e l i u m e m i s s i o n s . T hese r a d i a t i o n s a r e b l o c k e df r o m E a r t h - b a s e d s u r v e y s b y o u r a t m o s p h e r e .Look H o m e w a r d , M a r i n e r

Some o f t h e e a r l i e s t s c i e n t i f i c d a t a a c q u i r e db y t h e M a r i n e r s p a c e c r a f t a r e p l a n e t a r y i nn a t u r e . I n t h e f i r s t f e w h o u r s o f f l i g h t , t h ec a m e r a s a r e t u r n e d o n E a r t h a n d t h e M o o n , a n dm o s a i c s o f v i e w s , r a t h e r l i k e t h o s e s c h e d u l e df o r t h e V e n u s a n d M e r c u r y e n c o u n t e r s , a r eb e g u n . T h i s a p p r o a c h - i n - r e v e r s e , i n w h i c h th ep l a n e t g r a d u a l l y s h r i n k s in t h e p i c t u r e s a s t h es p a c e c r a f t r e c e d e s f r o m i t , l a s t s f o r a b o u t 3 - 1 / 2d a y s . S e v e r a l c o l o r telephoto-mosaics o f

O ne o f t w o i d e n t i c a l TV t e l e s c o p e so v e r l a p p i n g n a r r o w - a n g l e i m a g e s w i l l b e t a k e no f t h e E a r t h a n d t h e M o o n , i n s e q u e n c e s w h i c hs e r v e t o r e h e a r s e a n d c a l i b r a t e f o r t h ec o r r e sp o n d i n g a c t i v i t i e s a t V e n u s a n d M e r c u r y .T h e t e l e v i s i o n p i c t u r e m o s a i c s t h e m s e l v e s a reu n l i k e l y t o r e v e al a n y t h i n g n e w a b o u t t h e E a r t ho r t h e M o o n , b u t i n c o n j u n c t i o n w i t h s i m i l a rd a ta t a k e n a t V e n u s a n d M e r c u r y , t h r e e a n df ive m o n t h s l a t e r , t h e y m a y w e l l p r o v i d e n e wl i g h t i n c o m p a r a t i v e p l a n e t o l o g y .

T h e E a r t h i s s u r r o u n d e d b y v a s t , t h i n ,i n v i s i b l e c l o u d s o f n e u t r a l a n d i o n i z e d h y d r o g e na n d h e l i u m w h i c h t r a i l o u t t o w a r d s p a c e i n t h ef o r c e o f t h e s o la r e m i s s i o n s w h i c h re p l e n i s ht h e m . T h e s e c l o u d s f l u o r e s c e i n t h e u l t r a v i o l e tl i g h t a n d t h e u l t r a v i o l e t s p e c t r o m e t e r s c a n st h e m t o d e t e r m i n e t h e i r e x t e n t a n d s t r u c t u r e .I n a d d i t i o n , f o r c o m p a r i s o n w i t h M e r c u r y ,s h o u l d t h a t body r e s e m b l e th e M o o n i n m o r et h a n s i z e , o u r s a t e l l i t e ' s u l t r a v i o l e t r e f l e c t i n gp r o p e r t i e s a r e s t u d i e d .

DETECTOR 112)

T h e M o o n , p h o t o g r a p h e d f r o m A p o l l o 8 U l t r a v i o l e t a i r g lo w s p e c t r o m e t e r

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T h e i n s t r u m e n t s w h i c h w i l l b e t u r n e d o n o u rE a r t h M o o n s y s t e m e a r l y i n t h eV e n u s / M e r c u r y f l i g h t a r e m o u n t e d on a scanp l a t f o r m o r t u r r e t i n t h e c e n t e r o f t h e s h a d e ds i d e o f t h e s p a c e c r a f t i n a M a r i n e r s t y l em a i n t a i n e d u n c h a n g e d i n f l i g h t s t o M a r s s i n ce1964. They a re p l a c e d i n such a w a y t h a t t h e yc a n n e v e r , s o l o n g a s t h e s p a c e c ra f t m a i n t a i n si t s p r o p e r a t t i t u d e , s e e th e S u n , w h i c h w o u l dd e s t r o y t h e m . T h e tw o i d e n t i c a l t e le v i s i o nc a m e r a s a n d a i r g l o w u l t r a v i o l e t s p e c t r o m e t e rp o i n t i n a l m o s t th e s a m e d i r e c t i o n , w h i c h i sc o n t r o l l e d b y t h e s p a c e c r a f t c o m p u t e r .

E a c h t e l e v i s i o n i n s t r u m e n t c o n s is ts o f av i d i c o n i m a g e t u b e a n d t w o o p t i c a l s y s t e m s .T h e m a i n t e l e s c o p e i s a 1 5 00- m m , f / 8 . 4 3C a s s e g r a i n r e f l e c t i n g t e l e s c o p e , s o m e t h i n g l i k et h e l a r g e Q u e s t a r o r a s u p e r - t e l e p h o t o , w i t h af i e l d o f v i e w o n l y a f r a c t i o n o f a d e g r e e w i d e . I ti s b a c k e d b y a n e i g h t - p o s i t i o n f i l t e r w h e e l w i t hc l e a r a n d c o l o r s e c t i o n s , U V - p o l a r i z i n g ,U V - b l o c k i n g , a n d U V - p a s s i n g f i l t e r s ( f o r c l o u ds t u d i e s e s p e c i a l l y ) , t h e c a l i b r a t i o n l e n s , a n d ap e r i s c o p e m i r r o r t o t h e w i d e - a n g l e o p t i c s . T h i sa u x i l i a r y w i d e - a n g l e s y s t e m , m o u n t e d l i k e t h ef i n d e r s c o p e o n a n a m a t e u r a s t r o n o m e r ' si n s t r u m e n t , i s a 6 2 -m m f / 8 . 5 r e f r a c t o r , w i t h af i e l d o f a b o u t 8 x 1 0 d eg re es . I t i s u s e d w h e nt h e p l a n e t i s q u i t e c l o s e , a n d t o c o v e r a l a r g ea r e a o n a s i n g l e f r a m e . Th e i m a g e p r o v i d e d b yt h i s c o m p l e x o p t i c a l s y s te m i s a b o u t t h e s i z e o fa 1 6 - m m m o v i e f r a m e , but i t i s p r e s e n t e d o nth e f a c e p l a t e o f a v i d i c o n . t u b e w h e r e i t i sr e g i s t e r e d e l e c t r o s t a t i c a l l y a n d r e a d o u t b y a ne l e c t r o n b e a m i n a p e r i o d o f 4 2 s e c. S h u t t e r i n ga l t e r n a t e l y , t h e t w o c a m e r a s d e l i v e ra p p r o x i m a t e l y t h r e e p i c t u r e s e v e r y t w om i n u t e s ; t h e s e c a n b e t r a n s m i t t e d d i r e ct ly t oE a r t h f r o m a t l e a s t a s f a r a s t h e V e n u se n c o u n t e r , r e c o r d e d f o r p l a y b a c k a t a l o w e rr a t e , o r e d i t e d t o p a r t i a l p i c t u r e s f o r d i r e c tr e t u r n a t t h e l o w e r r a t e w h e n d i s t a n c e m a k e sc o m m u n i c a t i o n m o r e d i f f i c u l t . T h e h i g h r a t e o fc o m m u n i c a t i o n s - f r o m V e n u s , 4 - 1/ 2 t i m e s a sl a r g e a s t h e d a t a r a t e M a r i n e r 9 u s e d t o r e t u r ni ts M a r s p i c t u r e s - and two c a m e r a s p e r m i t thee x t e n s i v e m u l t i c o l o r c o v e r ag e o f f l y b y t a r g e t sr e q u i r e d b y a l l p a r t s o f t h e m i s s i o n .

D u e t w i t h t h e C o m e tM a r k T w a i n u s e d to r e m a r k t h a t h e c a m e i n

w i t h t h e c o m e t , a n d e x p e c t e d t o g o o u t w i t h i t ;in f a c t h i s l i f e w a s s p a n n e d b e t w e e n th e l a s ttw o a p p e a r a n c e s o f H a l l e y ' s C o m e t , w h i c h v i s i t s

COMET KOHOUTEK

M a r i n e r - c o m e t g e o m e t r yo u r s k i e s e v e r y t h r e e - q u a r t e r s o f a c e n t u r y .M a r i n e r V e n u s / M e r c u r y l i f t s o f f E a r t h a b o u tt h e t i m e t h e n e w l y d i s c o v e r e d C o m e t K o h o u t e kp a ss e s t h e o r b i t o f M a r s o n i t s w a y i n t o w a r dt h e S u n , b u t i t w i l l b e o n l y t w o w e e k s p a s tV e n u s w h e n t h e c o m e t r e a c h e s t h a t d i s t a n c e o ni t s w a y o u t a g a i n . T h e s p a c e c r a f t ' s c a m e r ac a n n o t p e e r a r o u n d t h e s u n s h a d e a n d g l i m p s et h e c o m e t u n t i l m i d - J a n u a r y , w h e n t h e t w ot r a v e l l e r s a r e 1 0 0 m i l l i o n k i l o m e t e r s ( o v e r 6 0m i l l i o n m i l e s ) a p a r t , a b o u t a s c l o s e a s t h e y w i l le v e r b e a n d 2 0 % c l o s e r t h a n th e c o m e t c a nc o m e t o E a r t h .

E a r t h - b a s e d o b s e r v a t o r y t e l e s c o p e s a r e f a rm o r e p o w e r f u l t h a n M a r i n e r ' s , a n d t h e S k y l a bs a t e l l i t e c a n b r i n g m o re a n d l a r g e r i n s t r u m e n t st o b e a r o n t h e c o m e t . B u t M a r i n e r c a n o b s e r v eK o h o u t e k 2 4 h o u r s p e r d a y , n e v e r e c l i p s e d b yt h e E a r t h n o r o c c l u d e d b y o u r a t m o s p h e r e a n dw e a t h e r . E v e n S k y l a b m u s t l o o k t h r o u g h t h eE a r t h ' s e x t e n d e d h y d r o g e n c o r o n a , w h i l eM a r i n e r ' s c a m e r a s a n d u l t r a v i o l e t s p e c t r o m e t e rs ca n u n i m p e d e d t h r o u g h i n t e r p l a n e t a r y s p a c e t ov i e w a n d a n a l y z e t h e c o m e t ' s n u c l e u s , c o m a ,a n d i n v i s i b l e c o r o n a .O n l y t h e t u r r e t - m o u n t e d a i r g l o ws p e c t r o m e t e r c a n s c a n a b o u t th e s k y , a n a l y z i n gi n t e r p l a n e t a r y g a se s , E a r t h , a n d t h e c o m e t . A n

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a d d i t i o n a l i n s t r u m e n t f i x e d t o t h e s p a c e c r a f tb o d y p o i n t s i n t h e d i r e c t i o n o f t h e Sun, a n dw i l l b e u s e d p r i n c i p a l l y to observe th e f i l te r in ga n d s c a t t e r i n g o f u l t r a v i o l e t s u n l i g h t b yM e r c u r y ' s ( a s s u m e d ) a t m o s p h e r e w h e n t h es p a c e c r a f t f l i e s i n t o t h e p l a n e t ' s s h a d o w . T h ea i r g l o w i n s t r u m e n t c a n n o t l o o k a n y c l o s e r t h a n53 d e g r e e s f r o m th e Sun. I t has an a r r a y o fc o l l i m a t i n g b a f f l e s , w h o s e s l i t s r e s t r i c t t h e f i e l do f v i e w to a rec tangle 3 .6 degrees long, 1 .2d e g r e e s w i d e , a n d a c o n c a v e d i f f r a c t i o n g r a t i n gw h i c h s p r ea d s t h e e x t r e m e u l t r a v i o l e t s p e c t r u m( 3 0 0 1 7 0 0 A n g s t r o m u n i t s , w h e r e a s v i s i b l el i g h t r u n s f r o m 4000 to 7000 A n g s t r o m s i nw a v e l e n g t h ) o u t a c r o s s 1 2 d e t e c t o r s s i t u a t e d tom e a s u r e th e i n t e n s i t y a t cr i t ica l f requencies .T h e o c c u l t a t i o n i n s t r u m e n t h a s f o u r d e t e c t o rs .T h e s c a n n i n g i n s t r u m e n t d e te c ts r a d i a t i o ne m i t t e d b y h y d r o g e n , h e l i u m , a r g o n , o x y g e n ,n e o n , c a r b o n , a n d o t h e r a t o m s , t o g e t h e r w i t hi n d i c a t i o n s f r o m c e r t a i n m o l e c u l a r g a s e s . I ts e r v e s a s a r e m o t e g a s - a n a l y s i s s y s t e m f o r

m a t e r i a l s i l l u m i n a t e d b y s u n l i g h t , a n d i t sp r i n c i p a l p u r p o s e i s t h e s t u d y o f p l a n e t a r ya t m o s p h e r e s .T w o w e e k s a f t e r t h e c o m e t - o b s e r v i n go p p o r t u n i t y , t h e M a r i n e r s p a c e c r a f t b e gi n s i t sa p p r o a c h to V e n u s . T h o u g h b y t h i s t i m e i t h a st r a v e l l e d m o r e t h a n 1 4 6 m i l l i o n m i l e s f r o ml a u n c h , a n d sent back to E a r t h h u n d r e d s o ft h o u s a n d s o f s c i e n t i f i c m e a s u r e m e n t s i n c l u d i n ga b o u t 1200 t e l e v i s i o n p i c t u r e s , th e l a r g e s t t a s k sa n d m o s t d i f f i c u l t t imes s t i l l l ie a h e a d . Th es o la r p a n e l s a r e d e l i v e r i n g m o r e e l e c t r i c a l p o w e rt h a n t h e s p a c e c r a f t n e e d s , a n d h a v e a l r e a d yb e e n t i l t e d s l i g h t l y o f f t h e S u n t o r e d u c e h e a ti n t a k e . B e t w e e n V e n u s a n d M e r c u r y t h e y w i l lb e t Ut e d st i l l f u r t h e r - o t h e r w i s e the verysolder i n t h e i r c i r c u i t s m i g h t m e l t . M a r i n e r i se n t e r i n g a c r i t i c a l p e r i o d i n i t s m i s s i o n a n d f o ri t s s u r v i v a l . B u t t h i s s p a c e c r a f t h a s b e e nc a r e f u l l y d e s i g n e d t o s t a n d u p u n d e r t h ec l o s e - r a n g e p o u n d i n g o f t h e f i e r c e s t a r t h a tt u r n s E a r t h ' s s k i e s b l u e e v e r y m o r n i n g .

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V e n u s a s if s e en f r o m a p p r o a c h i n g M a r i n e r ( a c t u a l l y p h o t o g r a p h e d f r o m T a b le M o u n t a i n O b s e r v a t o r y )

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4. T R A N S F E R P O I N T : P R E S S U R E - C O O K E R P L A N E TO u r p l a n e t ' s a t m o s p h e r e i s c l e a r e r t h a n t h a to f V e n u s , a n d m o r e c l o u d y t h a n t h a t o f M a r s ;

th e a d v a n t a g e o v e r b o t h i s t h a t w e c a n b r e a t h ei t . A n o t h e r b e n e f i t w e h a v e o v e r V e n u s i s t h a twe c a n s e e th e s t a r s s o m e n i g h t s , t h o u g h n o t s oo f t e n nor so c l e a r l y a s i f w e w e r e o n M a r s . A llth e s t a r s , w i t h a f e w e x c e p t i o n s , r i se a b o u t f o u rm i n u t e s e a r l i e r e a c h n i g h t t h a n t h e p r e v i o u sn i g h t , i n a n a n n u a l r e p e t i t i o n w h i c h h o l d s i t ss p h e r i c a l p a t t e r n t i m e o u t o f m i n d . T h ew a n d e r i n g e x c e p t i o n s h a v e l o n g b e e n k n o w n a sp l a n e t s f o r a b o u t f o u r c e n t u r i e s w e h a v ek n o w n t h e y w e r e n o t s t a r s w h i c h w e a v ec o m p l e x p a t h s a m o n g th e c o n s t e l l a t i o n s o f t h ez o d i a c .

T w o o f t h e m n e v e r e s c a p e t h e S u n i n t o th en i g h t s k y p r o p e r : V e n u s a n d M e r c u r y . T h e ys h u t t l e b a c k a n d f o r t h b e t w e e n b e i n g e v e n i n ga n d m o r n i n g s ta r s: V e n u s w a n d e r s a l i t t l e m o r et h a n 4 5 d e g r e e s , o r a b o u t t h r e e h o u r s f r o m th eS u n a t m a x i m u m . T h e e v e n i n g b e f o r e M a r i n e rt a k e s o f f f o r V e n u s , i t s ta r g e t p l a n e t i s v i s i b l e a sa b r i g h t e v e n i n g s t a r ; t h e u l t i m a t e t a r g e t ,M e r c u r y , i s m u c h l o w e r i n t h e s k y a t s u n s e t ,a n d m u c h l e s s b r i g h t .

D u r i n g t h e c o u r s e o f t h e M a r i n e r m i s s i o n ,V e n u s w i l l s w i n g a c r o s s i n f r o n t o f t h e S u n t ob e c o m e a m o r n i n g s t a r a t m a x i m u m e l o n g a t i o n( a n g u l a r d i s t a n c e ) a f e w d a y s a f t e r t h es p a c e c r a f t f l ies b y M e r c u r y f o r t h e f i r s t t i m e . I tw i l l n o t p a s s d i r e c t l y i n f r o n t o f t h e Sun, a ss e e n h e r e t h i s r a r e t r a n s i t l a s t o c c u r r e d so m e9 0 y e a r s a g o a n d i s n o t d u e a g a i n u n t i l 2004.Th e M a r i n e r s p a c e c r a f t i t s e l f go es t h r o u g h as i m i l a r e v o l u t i o n i n o u r s k i e s , a l t h o u g h it's" v i s i b l e " o n l y t o s e n s i t i v e t r a c k i n ga n t e n n a s : i m m e d i a t e l y a f t e r l a u n c h i t s l i p s o u tt o t h e e a s t o f t h e Sun, a n d r e m a i n s i n t h ee v e n i n g s t a r o r a f t e r n o o n p o s i t i o n u n t i lm i d - J a n u a r y , w h e n i t crosses over t o t h e n o r t h ;a t V e n u s e n c o u n t e r t h e t w o b o d i e s a r e a b o u t2 0 d e g r e e s a h e a d , o r w e s t , o f t h e S u n i n e a r t h l yskies .

F r o m t h e t a r g e t p l a n e t i t w o u l d l o o kc o m p l e t e l y d i f f e r e n t . M a r i n e r c o m e s s n e a k i n gu p o u t o f m i d n i g h t , l i k e a n i n v i s i b l e m e t e o r ,s t r e a k s a c r o s s t h e e v e n i n g s k y t o w a r d day,crosses i n f r o n t o f t h e S u n h a l f - a n - h o u r l a t e r ,a n d r e c e d e s i n t o t h e n o o n t i m e sky.

Se c r e t PlanetT h e p l a n e t V e n u s i s p e r p e t u a l l y c o v e r e d i nb r i g h t r e f l e c t i n g c l o u d s , a t a level some 7 5

k i l o m e t e r s ( 4 8 m i l e s ) a b o v e t h e s u r f a c e . B e l o wt h i s l a y e r , t h e a t m o s p h e r e , c o n s i s t i n gp r e d o m i n a n t l y o f c a r b o n d i o x i d e , g r o w ss t e a d i l y t h i c k e r u n t i l i t r e a c h e s a p r e s s u r e 90t i m e s t h a t o f t h e a i r w e b r e a t h e . A b o u t 7 0 % o fth e s u n l i g h t b o u n c e s o f f t h e c l o u d d e c k , a n dm o s t o f t h e r e m a i n d e r i s a b s o r b e d o r b e n ta r o u n d t h e l e n s - l i k e d e n s e g a s b e l o w . A s ac o n s e q u e n c e w e c a n n o t s e e t h e s u r f a c e . U p o nt h i s m y s t e r y f a n t a s i e s h a v e b e e n b u i l t for ac e n t u r y o r m o r e . V e n u s w a s d e p i c t e d a s ap r i m o r d i a l p l a n e t o f s w a m p s a n d d i n o s a u r s , o rf e r t i l e r a i n f o r e s t s , o r d u n e d , w i n d - s w e p td e s e r t s , a c c o r d i n g to v a r i o u s o f t h e s e . I t w a ss e l d o m e n t i r e l y h o s t i l e t o l i fe a s w e k n o w i th o w e v e r , u n t i l r e c e n t ti m e s, w h e n t h ec o n j u n c t i o n o f a d v a n c e d E a r t h - b a s e di n s t r u m e n t s a n d e a r l y s p a c e c r a f t m a d e i td i f f i c u l t t o b e li e v e t h a t t h e s u r f a ce t e m p e r a t u r ec o u l d b e m u c h c o o l e r t h a n a b o u t 600-700F,a t w h i c h , i n o u r e n v i r o n m e n t , p a p e r w i l l c a t c hf i re a n d e l e c t r o n i c so l d e r m e l t s .V e n u s w a s q u i t e s e r i o u s l y b e l i e v e d t o b e ay o u n g a n d p r i m i t i v e p l a n e t r e l a t i v e t o E a r t h ,w h i l e M a r s w a s o l d a n d w o r n out,u n t i l t h e m i d -to la te 1960s, w h e n c o m p a r a t i v e a t m o s p h e r i cs t u d i e s , a n d o t h e r c o n s i d e r a t i o n s , p r o m p t e ds c i e n t i s t s to s u g g e s t t h a t t h e r e v e r s e w a st r u e : V e n u s , t a k i n g i n m o r e s o l a r e n e r g y a n dm a i n t a i n i n g a m u c h h i g h e r t e m p e r a t u r e b e c a u s eo f i t s " g r e e n h o u s e " a t m o s p h e r e , h a d l i v e d u pi t s p la n e t a r y e x is t en c e q u i c k l y , w h i l e M a r s ,d i s t a n t a n d c o l d , w a s j u s t b e g i n n i n g , a n d m i g h tb e c o n t i n u i n g , p l a n e t a r y e v o l u t i o n . T h e l a t t e rv i e w w a s f i r m l y e s t a b l i s h e d b y t h e M a r i n e r 9d i s c o v e r y o f a s i n g l e g r e a t r i f t v a l l e y a n d s e v e r a lg r e a t v o l c a n o e s o n t h e o t h e r w i s e c r a t e r e d ( a n dt h e r e f o r e p r i m o r d i a l ) r e d p l a n e t .

At the s am e t i m e M a r s w a s b e i n g m a p p e df r o m a n o r b i t i n g s p a c e c r a f t , h o w e v e r , a n o t h e rt e c h n i q u e w a s p e n e t r a t i n g t h e c l o u d s o f V e n u st o p r o d u c e d e t a i l e d r a d a r v i e w s o f i t s s u r f a c e .S u r p r i s i n g l y , t h e r e w e r e v a s t , s h a l lo w c r a t e r s ,s o m e w h a t r e s e m b l i n g t h o se o n t h e M o o n a n dm o s t o f M a r s . It is g e n e r a l l y a g r e e d t h a t t h e s e

1 7


21/33

s c a r s o f m e t e o r i t e b o m b a r d m e n t w e r e m a d eb i l l i o n s o f y e a r s a g o , d u r i n g th e f i n a l s ta g e s o ff o r m a t i o n o f t h e p l a n e t .

T h e M o o n a n d M a r s , c h a n g e d l i t t l e si n c e t h a tt i m e , s t i l l s h o w th e s e s c a rs . B u t V e n u s ? Ho wc o u l d th e a n c i e n t c i r c u l a r m a r k s su r v i v e 3,000m i l l e n n i a o f g e o l o g i c a l c h a n g e a n d e v o l u t i o n ,h e a t , a n d t h e f o r m a t i o n a n d h u r r i c a n e v i o l e n c eo f a n a t m o s p h e r e 9 0 t i m e s a s g r e a t as o u r s ?R a t h e r t h a n w r e s t l e w i t h w h a t s e e m s a nu n a n s w e r a b l e p u z z l e , l e t u s s e e h o w t h i s n e we v i d e n c e c a m e to us. I t is p a r t o f a s o p h i s t i c a t e dl o n g - l a s t i n g i n v e s t i g a t i o n w h i c h c o n t i n u e s d u r -i n g M a r i n e r ' s 1 9 7 3 - 1 9 7 4 m i s s i o n .T h e i n v e s t i g a t i o n o f o t h e r p l a n e t s b y r a d a rb e g a n a b o u t t h e s a m e t i m e a s spacee x p l o r a t i o n ; s c i e n t i s t s i n s e v er a l c o u n t r i e s w e r ea c t i v e i n t h i s f i e l d b y t h e e a r l y 1960s.F o l l o w i n g t h e i n i t i a l o b s e r v a t i o n s o f V e n u s a n do t h e r p l a n e t s , t h e e x p e r i m e n t e r s m e a s u r e dr a n g e a n d s p e e d o f th e ta rg e t p la n e ts . T h e s ev a l u e s h e l p e d t o c o r r e c t t h e e p h e m e r i d e s , o rt a b l e s o f p o s i t i o n a n d m o t i o n o f t h e p l a n e t s .T h e n w i t h t h e d e v e l o p m e n t o f m o r e p o w e r f u lt r a n s m i t t e r s , l a r g e r a n d m o r e p r e c i s e a n t e n n a s ,m o r e s e n s i t i v e a n d n e a r l y n o i s e - f r e e r e c e i v e r sa n d a m p l i f i e r s , a n d m o r e i n g e n i o u s c o m p u t e rt e c h n i q u e s f o r a n a l y z i n g th e r e t u r n e d s i g n al s,t h e i n v e s t i g a t i o n b r o a d e n e d .

R a d a r a s t r o n o m y u s e s t h e s a m em e a s u r e m e n t s a s d e e p - s p a c et r a c k i n g : f r e q u e n c y s h i f t i n a r e t u r n e d s i g n a l ,a n d th e d u r a t i o n o f t h e r o u n d t r i p . F r o m th el a t t e r we d e r iv e th e d i s ta n c e f ro m th e ra d a r s i tet o t he object o f i n t e r e s t ; f r o m th e f o r m e r , th er e l a t i v e v e lo c i ty . B e c a u s e o f t h e s i m i l a r i t y , th eN A S A / J P L D e e p S p a c e T r a c k i n g S t a t i o n a tG o l d s t o n e , C a l i f o r n i a , h a s b e e n o n e o f t h ep i o n e e r f a c i l i t i e s i n p l a n e t a r y r a d a r a s t r o n o m y ,a n d JPL's Ric h a rd Go ld s te in o n e o f t h ep r i n c i p a l i n v e s t i g a t o r s i n t h i s f i e l d .

B e c a u s e o f i t s s p h e r ic a l s h a p e , v a r io u s p a r t so f a p l a n e t a r e a t d i f f e r e n t r a n g e s f r o m t h ei n v e s t i g a t i n g a n t e n n a . B e c a u s e o f i t sm o t i o n e s p e c ia l ly d a i ly ro ta t io n d i f f e r e n tp a r t s h a v e d i f f e r e n t v e l o c i t i e s r e l a t i v e to th ea n t e n n a . I t b e c a me p o s s ib le , th e n , th o u g h v e ryd i f f i c u l t , to s o r t o u t t h e r e t u r n e d r a d a r s i g n a l sa c c o r d i n g t o t h e l o c a t i o n o f r e f l e c t i n g s u r f a c e s .A t i n t e r p l a n e t a r y d i s t a n c e i t is imp o s s ib le tos o r t th e m b y a n g le a s i s d o n e v i s u a l ly : th ea n g l e s a r e t o o s m a l l .T h e s u r f a c e o f V e n u s b e in g in a c c e s s ib le toa n y o t h e r k i n d o f v i e w i n g , i t r e c e i v e d a l a rg es h a r e o f r a d a r p r o b e s . Th e p e r i o d o f r o t a t i o nw a s d e t e r m i n e d , f i r s t f r o m d o p p l e r v e l o c i t ym e a s u r e m e n t s , t h e n f r o m t h e t r a c k i n g o fr e c o g n i z a b l e s u r f a c e f e a t u r e s . I t w a s

1 9 7 2 r a d a r closeup o f V e n u s ' s u r f a c e , w i t h e a r l i e r radar m a p

1 8


22/33

s u r p r i s i n g : 2 4 3 d a y s l o n g , i n a d i r e c t i o no p p o s i t e t o t h a t o b s e r v e d f o r E a r t h , M a r s , a n dt h e o t h e r p l a n e t s . A s t r o n o m e r s o b s e r v e d t h a tc l o u d f e a t u r e s v i s i b le i n u l t r a v i o l e t l i g h t r o t a t e din a p e r i o d o f f o u r d a y s .

VENUS

Radius: 95% of Earth'sMass: 82% of Earth's"Year": 61% of Earth'sSolar"day": 127 Earth daysMean distance from Sun:75% of Earth'sSurfacegravity: 91% of Earth'sSurface atmospheric pressure:90 times Earth'sSurface temperature:

about 700 Cphotos made 4% hr apart

A t t h e s a m e t i m e a s t h e s e d e v e l o p m e n t s ,o t h e r k i n d s o f E a r t h - b a s e d o b s e r v a t i o nc o n t i n u e d , a n d t h e U n i t e d S t a te s a n d t h e S o v i e tU n i o n s e n t s p a c e c r a f t t o t h e p l a n e t V e n u s . Ag a s s p e c t r o m e t e r , p l a c e d a t t h e f o c u s o f at e l e s c o p e , c a n i n d i c a t e n o t o n l y th e p r e s e n c ebu t t h e q u a n t i t y o f c e r t a i n c o n s t i t u e n t s o f ap l a n e t ' s a t m o s p h e r e . T h e q u a n t i t a t i v e d a t a a r ed i f f i c u l t t o i n t e r p r e t a n d a r e s o m e t i m e sc o n t r o v e r s i a l a m o n g s c i e n t i s t s, a n d t h eq u a l i t a t i v e s u r v e y i s h a m p e r e d b y t h ec o n t a m i n a t i o n f r o m E a r t h ' s a t m o s p h e r e a n dth e f a c t th a t s o me g a s e s a re n o t vis ib le to s u c hi n s t r u m e n t s ; b u t E a r t h - b a s e d s p e c t r o s c o p yr e m a i n s a v a l u a b l e t o o l i n p l a n e t a r y r e s e a r c h .T h a t c a r b o n d i o x i d e w a s a c o n s t i t u e n t o fV e n u s ' a t m o s p h e r e w a s d i s c o v er e d y e a r s a g o ; i tis th e m a j o r c o n s t i t u e n t ( o v e r 90%) i n f a c t .M o r e r e c e n t o b s e r v a t io n s h a v e c o n c e n t r a t e d o nth e d y n a m i c s o f t h e a t m o s p h e r e a b o v e th ec l o u d l a y e r . A s e r i e s o f i n f r a r e d s p e c t r a li n v e s t i g a t i o n s m a d e a t J P L ' s T a b l e M o u n t a i nO b s e r v a t o r y i n t h e F a l l o f 1972by L o u i s e G r a yY o u n g a n d a s s o c i a t e s d i s c o v e r e d r e g u l a rf l u c t u a t i o n s i n t h e C O 2 a b s o r p t i o n w h i c h

suggest t h a t t h e r e f l e c t i n g c l o u d s m a y m o v e u pa n d d o w n a s m u c h a s a k i l o m e t e r o n t h ef o u r - d a y c l o u d - r o t a t i o n c y c l e .The Venus Parade

B e c a u s e l a u n c h o p p o r t u n i t i e s f o r m i s s i o n s t oV e n u s o c c u r e v e r y 1 9 m o n t h s , th e re h a v e b e e nm a n y a t t e m p t s t o f l y s p a c e c r a f t t o o r p a s t t h i sp la n e t s in c e 1960. M o s t o f th e s e (all th esuccess ful mis s io n s ) h a v e b e e n in th e U SM a r i n e r a n d U S S R V e n e r a p r o g r am s .T w o o f t h e t h r e e M a r i n e r s d e s i g n e d t o f l yp a st V e n u s , e x a m i n i n g r a d i a t i o n f r o m t h ep l a n e t a n d s e n s i n g f i e l d s a n d p a r t i c l e s i n i t sv i c i n i t y d u r i n g 1962 an d 1967, achieved their

M a n n e r 2 , V e n u s , 1962o b je c t iv e s . Th e S o v i e t U n i o n h a s l a u n c h e d i ne v e r y o p p o r t u n i t y s i n c e t h a t o f e a r l y 1961,a p p a r e n t l y h i t t i n g t h e p l a n e t w i t h V e n e r a 3 in1966, b u t t h e f i r s t V e n e r a to r e t u r n d a t a f r o mth e p l a n e t a r r i v e d i n O c t o b e r 1967 a n d t h e f i r s tt o o p e r a t e a l a n d i n g c a p s u le o n t h e s u r f a c e ,V e n e r a 7 , w a s i n D e c e m b e r 1970. V e n e r am i s s i o n s c o n d u c t e d a v a r i e t y o f e x p e r i m e n t s ,c h i e f a m o n g t h e m ( o n t h e e n t r y p ro b e s ) b e i n gd i r e c t c h e m i c a l a n a l y s i s o f t h e a t m o s p h e r e and,in F a l l 1972,a p h o t o m e t e r w h i c h s h o w e d h o wm u c h l i g h t a c t u a l l y r e a c h e s th e s u r f a c e .

E x p e r i m e n t s i n t h e M a r i n e r p r o j e c t s a n d t h ee a r l i e r V e n e r a a t m o s p h e r i c p r o be s , c o n f i r m e da n d e x t e n d e d t o t h e s u r f a c e b y V e n e r a 7 ,i n d i c a t e d a v e r y h i g h s u r f a c e

1 9


23/33

M a r i n e r 5 , V e n u s , 1967t e m p e r a t u r e 4 7 5 C o r a b o u t 900F, f r o mV e n e r a 7 a n d a p r e s s u r e o f 9 0 a t m o s p h e r e s .C o m p o s i t i o n o f t h e a t m o s p h e r e i s e s t i m a t e d a ta b o u t 9 5 % CO2,a f e w p e r c e n t n i t r o g e n , a t r a c eo f o x y g e n a n d i n e r t g a s e s (not s u s c e p t i b l e toc h e m i c a l r e a c t i o n s ) , a n d a s m a l l a m o u n t o fw a t e r v a p o r .

M a r i n e r 5 , w h i c h f l ew 10,150 k i l o m e t e r sf r o m th e c e n t e r o f V e n u s o r a b o u t 2500 m i l e sa b o v e th e s u r f a c e , s e n t i ts two-way S-bandr a d i o s i g n a l (and a o n e - w a y U H F / V H Fd u a l - f r e q u e n c y p r o b e ) t h r o u g h t h e a t m o s p h e r ea s i t w a s o c c u l t e d f r o m E a r t h b e h i n d th ep l a n e t , d e t e c t i n g th e i o n o s p h e r e a b o v e b o t hd a y a n d n i g h t s i d es , a n d r e a d i n g a t m o s p h e r i cp r e s s u r e d o w n t o an a l t i t u d e o f a b o u t 3 0k i l o m e t e r s ( 1 9 miles) . I t w a s e s t i m a t e d t h a tn e a r e r th e s u r f a c e th e r a d i o b e a m w o u l d b eb e n t i n t o a c i r c l e a r o u n d t h e p l a n e t b y t h el e n s - l i k e a t m o s p h e r e . T h i s e a r l i e r M a r i n e r alsos e a r c h e d f o r e v i d e n c e o f a p l a n e t a r y m a g n e t i cf i e l d a n d t r a p p e d r a d i a t i o n b e l t s , f l e w t h r o u g hV e n u s ' p l a s m a s h o c k w a v e , a n d d e t e c t e d th ep l a n e t ' s a t o m i c h y d r o g e n c o r o n a a n d an i g h t - s i d e a i r g l o w w i t h i t s u l t r a v i o l e tp h o t o m e t e r .G a t h e r i n g t h e r a p i d l y g r o w i n g r e s u l t s o fo b s e r v a t i o n s f r o m E a r t h , s p a c e c r a f t m i ss i o n s ,a n d c o m p a r i s o n w i t h o t h e r p l a n e t s , a s t r o n o m e rC a r l S a g a n s u g g e s t s t h a t V e n u s r e s e m b l e sl e g e n d a r y h e l l . S u n l i g h t i s r e d u c e d to a d i f f u s e da n d p e r v a d i n g r e d d i sh g lo w w h i c h n e v e r

c o m p l e t e l y d a r k e n s i n t h e n i n e - w e e k - l o n g n i g h t ;th e a t m o s p h e r e i s o p p r e s s i v e , hot, a n d c h o k i n g .Sc i e n c e a t the Comer

N o t w i t h s t a n d i n g i t s i n t e r e s t t o t h ep l a n e t o l o g i s t s , V e n u s s er ve s t h is M a r i n e rm i s s i o n p r i m a r i l y a s a w a y s t a t i o n t o M e r c u r y .T h e s p a c e c r a f t a p p r o a c h e s t h e p l a n e t f r o m t h en i g h t s i d e , i t s c a m e r a s b l o c k e d b y t h e s u n s h i e l du n t i l a f e w m i n u t e s b e f o r e th e c l o s e s t a p p r o a c ha t a b o u t 5000 k m (3100 m i l e s ) a l t i t u d e . A ni n f r a r e d r a d i o m e t e r s w e e p a c r o s s t h e p l a n e t ,

M a r i n e r ' s l o n g - d i s t a n c e t h e r m o m e t e rt h r o u g h t h e m i d n i g h t m e r i d i a n i n t o t h e s u n l i ts i d e , o c c u p i e s t h e 2 0 m i n u t e s b e f o r e c l o se s ta p p r o a c h .

T e l e v i s i o n s u r v e y s o f t h e n i g h t s i d e ,n i g h t - d a y t e r m i n a t o r , a n d s u n l i t c l o u d s , a n dm a t c h i n g U V s p e c tr a l m e a s u re m e n ts a r er e t u r n e d t o E a r t h i n rea l t ime d u r i n g t h e 1 5m i n u t e s o r s o b e f o r e t h e s p a c e c r a f t i s o c c u l t e db y V e n u s . T h e n , w h i l e p i c t u r e s a n d o t h e r d a t aa r e r e c o r d ed f o r s u b s e q u e n t r e t u r n , t h e r a d i os w i t c h e s to a l o w - d a t a , h i g h - p o w e r m o d e , a n dt h e a n t e n n a t r a c k s t h r o u g h a c a r e f u l l yc a l c u l a t e d s e r i e s o f a n g l e s d e s i g n e d t o k e e p t h eS-band a n d X - b a n d l i n k w i t h E a r t h w o r k i n g a sl o n g a s p o s s i b le t h r o u g h t h e p e r i o d ( l es s t h a nh a l f - a n - h o u r ) t h a t E a r t h i s o u t o f s i g h t . T h er e f r a c t e d b e a m c a n t h u s b e f o l l o w e d m u c hf u r t h e r , a n d t h e p r o p e r t i e s o f t h e a t m o s p h e r es t u d i e d l o n g e r a n d t o l o w e r a l t i t u d e t h a n i f t h ea n t e n n a w e r e f i x e d t o t h e l i n e o f s i g h t .

20


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TV f r a m e coverage of V e n u s , 10-12 hr a f t e r closestapproach, w i l l m a k e a m u l t i - c o l o r "mosaic" of

the planet

While i t ' s s t i l l h idden, th e s p a c e c r a f t f l i e s o u tt h r o u g h th e f r o n t o f th e plasma s h oc k w a v ec r e a t e d b y t h e p l a n e t a n d i t s i o n o s p h e r e . T h i sw i l l s h o w a f l u r r y o f c h a n g e s i n t h e p l a s m a ,c h a r g e d - p a r t i c l e , a n d m a g n e t i c - f i e l di n s t r u m e n t s , w h i c h s h o u l d s e t tl e d ow n s oo na f t e r to th e purely solar levels o f a c t i v i t y a ss e e n e a r l i e r b e f o r e M a r i n e r f le w i n t o th e p l a s m a"wake" o f V e n u s .

B y n o w t h e s p a c e c r a f t i s o u t f r o m b e h i n dV e n u s , a n d c a n r e v e r t t o t h e 1 1 7 , 6 0 0b i t -p e r - s e co n d t e l e m e t r y r a t e t h r o u g h w h i c h TVp i c t u r e s - t h r e e every two m i n u t e s - are sentd i r e c t l y t o E a r t h . E n g i n e e r i n g m e a s u r e m e n t sa n d a l l o t h e r s c i e n t i f i c d a t a a r e s e n t

s i m u l t a n e o u s l y a t l o w e r r a t e s . T h i s w i l lc o n t i n u e f o r 2 2 h o u r s , a s U V scans a n dn a r r o w - a n g l e p i c t u r e s w i t h v a r i o u s f i l t e r s r a k eth e g l o w i n g c l o u d s , w i t h w i d e - a n g l e i m a g e s o fl a r g e - s c a l e f e a t u r e s . F ie ld s a n d p a r t i c l e si n v e s t i g a t i o n s o f th e r e g i o n i n s i d e th e o r b i t o fV e n u s w i l l c o n t i n u e a s well . Then th e t a p er e c o r d e r w i l l p l a y o u t t o E a r t h a l l t h eo b s e r v a t i o n s t a k e n w h i l e M a r i n e r w a s b e h i n dt h e p l a n e t , a d a y e a r l i e r . C l os e -u p p i c t u r e s ,u l t r a v i o le t s p e c t r a , i n f r a r e d t e m p e r a t u r e s , a n dth e r e c o r d o f m a g n e t i c f i e l d f l u c t u a t i o n s ,c h a r g e d -p a r ti c l e b o m b a r d m e n t , a n d p l a s m a f l u xw i l l p o u r o u t i n t o th e h a n d s o f t h e w a i t i n ge x p e r i m e n t e r s l i k e a b u s h e l o f r u b i e s .

N o w t h e s p a c e c r a f t h a s t u r n e d i t s p a t h c l o s e rt o w a r d t h e S u n , s l o w i n g a s i t h a s p l o w e dt h r o u g h a g r a v i t a t i o n a l f i e l d almost a s w e i g h t ya s E a r t h ' s . I t w o u l d h a v e t a k e n 4 0 t i m e s th ei m p u l s e c a r r i e d b y t h e s p a c e c r a f t p r o p u l s i o nsystem to e q u a l th e c h a n g e w h i c h n o w w i l l s e n dt h e m a c h i n e t o M e r c u r y . A f t e r t h e t a p ep l a y b a c k ( t w i c e to be sure) , th e d a t a r a t e i sr e d u c e d d o w n to 2 2 , 0 5 0 b i t s p e r s e c o n d , a n dM a r i n e r i s p u t to w o r k r e c o r d i n g b a t c h e s o fp i c t u r e s f o r r e d u c e d - r a t e p la y ba ck a n dt r a n s m i s s i o n . I n t h e m e a n t i m e r a d i o t r a c k i n gc a r e f u l l y g a u g e s th e e f f e c t o f t h e g r a v i t y t u r n a tV e n u s . F o u r d a y s a f t e r e n c o u n t e r , a t r a j e c t o r yc o r r e c t i o n m a n e u v e r t a k e s th e m a i n e r r o r s o u to f t h e p a t h to M e r c u r y . T h e n f o r t w o w e e k s , a th o u r l y i n t e r v a l s , M a r i n e r ' s c a m e r a r e c o r d sp i c t u r e s o f V e n u s , c h a r t i n g t h e m o t i o n o f t h eu l t r a v i o l e t c lo u d f e a t u r e s , u n t i l t h e p l a n e t i s o u to f s i g h t .

Artist's conception of Mariner Venus encounter (Sun at right)T V P I C T U R E SAND ULTRAVIOLETS P E C T R A L SCANS r PLASMAS H O C K

F I R S T T VP I C T U R E SI N F R A R E DT E M P E R A T U R ES W E E P

RADIO BEAMT O AND F R O ME A R T H P R O B E SA T M O S P H E R E


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5. D E S T I N A T I O N M E R C U R YF r o m th e last look a t V e n u s t o t h e f i r s t v i e wo f M e r c u r y i s f o u r w e e k s as the M a r i n e r f l ies ,a l t h o u g h f r o m th e cl o ses t appr o ach a t o n ep l a n e t to th e n ext i s a f l i g h t of over sevenw e e k s . L i k e th e c o m e t , some tw o m o n t h s

e a r l i e r , th e spacecr af t speeds u p a s i t d r o p s i ncl o ser t o w ar ds t he Sun. A w eek i n t o t h i s seco ndi n t e r p l a n e t a r y c r u i s e c o m e s t h e l a s tc o u r s e - c o r r e c t i o n m a n e u v e r . It's th e l as t chancet o t r i m t h e t r a j e c t o r y f o r a p e r f e c t M e r c u r yf l y b y , f o r af t er t h i s p o i n t , f o r m o r e t h a n tw om o n t h s , M a r i n e r will b e t oo close t o t h e Su n t ot u r n o u t f r o m b e h i n d i t s s u n s h a d e w i t ha b s o l u t e s a f e t y .A f t e r t h i s m a n e u v e r , t h e s p a c e c r a f tcom-p u t e r ' s m e m o r y a t l a s t h a s r o o m f o r t h ec o m p l e x p r o g r a m m i n g w h i c h w i l l g o v e r n t h e2 2 -d a y a u t o m a t e d s u r v e y o f t h e p l a n e t M e r c u r y

f r o m s p a c e . T h e w e e k p r e c e d i n g , a n d t w ow e e k s f o l l o w i n g t h e d a y o f c l o s e s t a p p r o a c h ,r esem bl e t he l ast tw o w eek s o f M a r i n e r ' s r e t r e a tf r o m V e n u s i n t ha t p i c t o r i a l m o sa i cs o f t h em o d e r a t e l y d i s t a n t p l a n e t wil l be r eco r dedp e r i o d i c a l l y o n t a p e f o r p l a y b a c k t o t h es c i e n t i s ts w a i t i n g o n E a r t h ; t h es e o p e r a t i o n s a r er e p e t i t i v e , a n d o c c u p y r e l a t i v e l y l i t t le a t t e n t i o ni n t h e c o m p u t e r i n s tr u c ti o n s. I t i s t h eo p e r a t i o n s o f th e f e w h o u r s a n d even f e wm i n u t e s w h i c h M a r i n e r s p e n d s closest t oM e r c u r y w h i c h c a l l f o r c o m p l i c a t e di n s t r u c t i o n s . T h e d e t a i l e d p a t t e r n o f w h a th a p p e n s w h i l e th e s p a c e c r a f t i s close to

"Day": 176 Bar th daysSiderealPeriod: 59 Earth days

M e r c u r y m a y b e c h a n g e d a t t h e l a s t m i n u t e o nth e basis o f w h a t a p p e a r s i n t he d a i l y p i c t u r es u r v e y s t a k e n a n d sent back to E a r t h i n t h ep r e c e d i n g w e e k .I n th e m e a n t i m e , h o w e v e r , a f te r M a r i n e r h a sse t t l ed do w n on i t s f i n a l course to M e r c u r y , th ef i e l d s a n d p a r t i c l e s e x p e r i m e n t s a n dd u a l - f r e q u e n c y r ad i o i nves t i ga t i o n s t e p i n t o th ef o r e g r o u n d aga i n . S i nce t he spacecr af t and i t si n s t r u m e n t s c a m e o u t t h r o u g h th e pl asm a sho ckwa v e n e a r V e n u s , t h e y h a v e b e e n i m m e r s e d in ap u r e l y so l ar sphe r e o f i n f l ue nc e . T hey ar e c lo sert o t h e S u n t h a n V e n u s , a n d b y F e b r u a r y 1 9 ,1974, they pass th e record o f M a r i n e r 5,a c h i e v e d w h e n t h a t m i ss i o n w as shut do w n i nN o v e m b e r 1967. F r o m h e r e o n t h e t hr eer e l a t e d i n v e s t i g a t i o n s a r e b r e a k i n g n e w g r o u n d .

Broiled World

M e r c

Mariner Venus Mercury, 1973

Documents

Transcript of Mariner Venus Mercury, 1973