Mariner 4 - Définition

Résultats

Toutes les expériences fonctionnèrent excepté la chambre d'ionisation/compteur Geiger qui tomba en panne en février 1965 et la sonde à plasma dont les performances furent dégradées par la défaillance d'une résistance le 6 décembre 1964. Ces expériences avaient pour but :

• Étude du milieu interplanétaire : champ magnétique martien, poussière cosmique, rayons cosmiques et vent solaire;
• Photographie de la surface martienne pour y découvrir les processus géologiques et atmosphériques;
• Acquisition d'une expérience en matière de mission interplanétaire longue. À ce titre, Mariner 4 fut la première sonde reprogrammée en cours de mission (pour un essai de transmission à travers l'atmosphère martienne avant son occultation).

Les images envoyées montrèrent un terrain cratérisé semblable à celui de la Lune, qui se révéla par la suite ne pas être typique du sol martien, mais correspondant aux images des plus anciennes régions de Mars. Une pression atmosphérique de 4,1 à 7,0 mbar et une température diurne de -100°C furent relevées, ainsi que l'absence de champ magnétique.

La première image de Mars acquise, couvrant 300 (largeur) × 1200 km (du limbe au bas de la photo)

Mosaïque à partir des images 1 & 2

Mosaïque à partir des images 9 & 10

Mosaïque à partir des images 11 & 12

Les cratères et l'atmosphère ténue, révélant une planète plutôt inactive et livrée à la rigueur de l'environnement spatial, dissipèrent les espoirs de découverte de vie intelligente sur Mars, espoirs qui avaient été entretenus par des siècles de spéculation scientifique ou littéraire. Après Mariner 4, l'hypothèse de la vie martienne se restreignit à des formes plus petites et plus simples, et la science-fiction repoussa l'habitat des aliens hors du système solaire.

Le coût total de la mission Mariner 4 est estimé à 83,2 millions USD tandis que l'ensemble des recherches, développements, lancements et suivis du programme Mariner avoisinait 554 millions USD.

Déroulement de la mission

Lancement et croisière

Lancement de Mariner 4

• 28 novembre 1964 à 14:22:01 UTC : mise à feu du lanceur Atlas-Agena D depuis le pas de tir 12 du complexe de lancement de Cape Canaveral;
• 14:27:33 : séparation des boosters;
• 14:30:38 : extinction de l'étage supérieur Agena sur une orbite d'attente;
• 15:02:38 - 15:04:28 : réallumage de l'étage supérieur, injection en orbite de transfert vers Mars;
• 15:07:09 : séparation de la sonde qui se met à préparer son mode croisière;
• 15:15:00 : déploiement des panneaux solaires.
• 4 décembre : alors que la correction à mi-course était programmée pour ce jour, la sonde pert son pointage vers Canopus, la manœuvre est reportée. Le phénomène sera plus tard imputé à la présence d'une poussière lumineuse à proximité du pointeur et la sonde sera reprogrammée pour être moins sensible à ce type de perturbation répétitive;
• 5 décembre : correction de trajectoire à mi-course réussie;
• 13 décembre : commutation du système télécom sur le tube à ondes progressives;
• 3 janvier : commutation du débit télécom sur 8¹/₃ bit/s;
• 11 février 1965 : le cache de l'objectif de la caméra de télévision est largué. Cette opération devait être effectuée juste avant le survol, mais du fait qu'elle pouvait provoquer une projection de poussière et à cause de l'incident du pointeur de Canopus, l'opération a été reprogrammée largement en avance;
• 5 mars : la Terre entre dans le cône d'émission de l'antenne parabolique fixe, la sonde commute sur ce mode de transmission.

Survol de Mars

Images acquises lors du survol

Après 7,5 mois de croisière, la sonde survola Mars les 14 et 15 juillet 1965 :

• 14 juillet 1965 à 15:41:49 UTC : la sonde passe en mode exploration planétaire;
• 15 juillet à 00:18:36 : début de l'acquisition des images de la surface martienne avec des filtres alternativement vert et rouge (stockées sur l'enregistreur);
• 01:00:57 : la sonde passe au plus près de la planète, à 9 846 km d'altitude;
• 02:19:11 : la sonde passe derrière Mars (par rapport à la Terre), perdant le contact radio;
• 03:13:04 : la sonde réapparaît et repasse en mode croisière. 8¹/₂ h après, elle commence à renvoyer vers la Terre les images acquises, par sécurité la transmisison se fera deux fois et durera jusqu'au 3 août.

Le survol permit d'obtenir 21 images (plus 21 lignes de la 22^e image) couvrant une étendue discontinue depuis 40°N 170°E jusqu'au terminateur à 35°S 200°E et au-delà jusqu'à 50°S 255°E, représentant environ 1% de la surface de la planète.

Fin de mission

Entre le lancement et le 1^er octobre 1965, la sonde effectua et communiqua pratiquement l'ensemble des activités scientifiques avec succès, jusqu'à ce qu'elle fut à une distance de 309,2 millions de km et que la Terre sorte du cône d'émission de son antenne parabolique. La sonde repassa alors sur son antenne omnidirectionnelle afin d'être suivie.

Bien qu'il ne fut espéré que la sonde survive longtemps après son survol de Mars, elle dura jusqu'en 1967, continuant à étudier le milieu interplanétaire conjointement avec Mariner 5 lancée en 1967 vers Vénus.

Le contact fut rétabli fin 1967. Le 15 septembre, le détecteur de poussière cosmique enregistra 17 impacts en l'espace de 15 minutes, qui modifièrent l'attitude de la sonde et dégradèrent certainement la protection thermique. On supposa plus tard qu'elle avait approché à 20 millions de km le noyau ou les débris de la comète D/Swift.

En octobre 1967, les ingénieurs commandèrent la remise en fonctionnement de la caméra de télévision et un allumage moteur, ce qui n'avait pas été fait depuis environ deux ans et demi. Le succès des deux opérations leur permit d'envisager avec confiance la possibilité de mission plus longues vers Jupiter et au delà.

Le 7 décembre, les réserves de carburant du contrôle d'attitude furent épuisées. Les 10 et 11 décembre, 83 impacts de micrométéorites furent enregistrés, ce qui perturba l'attitude et dégrada le signal. Le 21 décembre 1967, le contact avec Mariner 4 fut définitivement perdu.