Mariner 4
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2008-06-26T12:21:31Z
Duckysmokton
74370
/* La sonde et ses sous-systèmes */ typo
{{Infobox Engin spatial
| nom=Mariner 4
| image=[[Image:Mariner4 foto.jpg|250px]]
| légende=Mariner 4
| organisation=[[Jet Propulsion Laboratory|JPL]], [[NASA]]
| domaine=Observation de [[Mars (planète)|Mars]]
| masse=260,68 kg
| lancement=28 novembre 1964 à 14:22 UTC
| lanceur=[[Atlas (fusée)|Atlas]]-[[Agena|Agena D]]
| fin=21 décembre 1967
| durée={{formatnum:1119}} jours
| programme=[[Programme Mariner|Mariner]]
| nssdc=1964-077A
| orbite=Survol de Mars le 15 juillet 1965, orbite héliocentrique depuis
| périapside=1,1086 [[Unité astronomique|ua]]
| apoapside=1,5731 ua
| période=567,11 [[Jour|d]]
| inclinaison=2,54374°
| excentricité=0,17322
| instrument1_nom=1. Caméra TV
| instrument1_type=surface martienne
| instrument2_nom=2. Magnétomètre
| instrument2_type=champ magnétique martien et interplanétaire
| instrument3_nom=3. Sonde à plasma
| instrument3_type=vent solaire
| instrument4_nom=4. Chambre d'ionisation
| instrument4_type=radiations corpusculaires
| instrument5_nom=5. Détecteur de particules
| instrument5_type=ceinture de radiation et particules solaires
| instrument6_nom=6. Télescope à rayons cosmiques
| instrument6_type=particules à haute énergie
| instrument7_nom=7. Détecteur de poussières
| instrument7_type=quantité et vitesse des micrométéorites
}}
'''Mariner 4''' est la quatrième d'une série de [[Sonde spatiale|sondes spatiales]] pour l'exploration interplanétaire par survol. Elle réalisa le premier survol de la planète [[Mars (planète)|Mars]], envoya les premières images de la surface martienne et par là même les premières images rapprochées d'une autre planète. Les photos de la surface stérile et parsemée de cratères étonnèrent la communauté scientifique.
''Mariner 4'' fut conçue pour l'observation scientifique rapprochée et la transmission différée des ces observations vers la Terre. Les autres objectifs de mission concernaient l'étude du milieu interplanétaire et du voisinage de Mars.
==La sonde et ses sous-systèmes==
[[Image:Mariner 3 or 4 diagram.jpg|left|350px|thumb|Configuration de ''Mariner 4'']]
{{clr|left}}
La sonde ''Mariner 4'' est constituée d'un châssis en forme de prisme octogonal de 1,27 m de diagonale et de 45,7 cm de hauteur. Quatre [[panneau solaire|panneaux solaires]] de 176×90 cm prolongés par des pales solaires de 0,65 m<sup>2</sup> sont fixés au sommet du châssis, conférant au véhicule une envergure de 6,88 m. Une [[antenne parabolique]] fixe à haut gain de 1,168 m de diamètre est montée au centre du sommet du châssis tandis qu'une antenne omnidirectionnelle à faible gain est montée à l'extrémité d'un mât de 2,235 m enchâssé au pied de la parabole. La hauteur totale de l'engin est de 2,89 m.
{{clr}}
[[Image:Mariner 4 camera.jpg|150px|right|thumb|Caméra de ''Mariner 4'']]
Sur la base du châssis, la caméra de télévision est montée sur sa plateforme d'observation. Les faces du châssis octogonal sont constituées par les paniers à équipements électroniques et le système de propulsion pour la correction à mi-course. À l'intérieur de cet octogone se trouvent les tubulures de rigidification et les réserves de carburant pour la propulsion et le contrôle d'[[attitude (astronautique)|attitude]], qui profitaient ainsi d'un espace à température contrôlée. La température était maîtrisée par une isolation thermique, par la radiativité des diverses surfaces et était régulée par des persiennes mobiles sur six des faces de l'octogone. Les instruments scientifiques se trouvent hors du châssis<ref>{{en}} {{pdf}} {{Lien web
|url=http://ntrs.nasa.gov/archive/nasa/casi.ntrs.nasa.gov/19660027080_1966027080.pdf
|titre=Mariner Mars 1964 Mechanical Configuration
|auteur=R.J. Spehalski
|éditeur=JPL
|année=1966
|consulté le5/9/2007
}}</ref>.
Les {{formatnum:28224}} [[cellule photovoltaïque|cellules photovoltaïques]] des panneaux solaires permettaient de fournir 700 W au niveau de la Terre et 310 W au niveau de Mars. Un [[accumulateur électrique]] Argent-Zinc de 1200 W.h était utilisé lors des phases où les panneaux n'étaient pas orientés vers le Soleil.
La propulsion principale était assurée par un moteur de 222 N à [[monergol]] [[hydrazine]] commandant son [[vecteur poussée]] par quatre gouvernes de jet, situé sur une des faces de l'octogone. Le contrôle d'attitude était opéré par 6 paires de propulseurs à azote froid situés aux extrémités des panneaux solaires, trois [[gyroscope]]s et accessoirement par les pales solaires. L'attitude de la sonde était vérouillée en [[tangage]] et [[lacet (aéronautique)|lacet]] par des pointeurs solaires l'orientant automatiquement face au soleil, puis le [[roulis]] était ajusté par un pointeur vers [[Alpha Carinae|Canopus]], étoile brillante proche du pôle Sud écliptique, cette dernière opération prenant alors près d'une journée à être effectuée<ref name="odyssey">{{en}} {{pdf}} {{Lien web
|url=http://ntrs.nasa.gov/archive/nasa/casi.ntrs.nasa.gov/19650018349_1965018349.pdf
|titre=To Mars- The Odyssey of Mariner IV
|éditeur=JPL
|année=1965
|consulté le5/9/2007
}} </ref>.
Le système de télécommunication opérait en [[bande S]] et était composé d'un simple récepteur et d'un émetteur basé soit sur une [[triode]] double à 7 W, soit sur un [[tube à ondes progressives]] à 10 W, les données pouvaient être reçues ou émises à 33<sup>1</sup>/<sub>3</sub> bit/s ou 8<sup>1</sup>/<sub>3</sub> bit/s, ces diverses options dépendaient de l'éloignement de la sonde. Les données pouvaient également être stockées sur un enregistreur 4 pistes d'une capacité de 5,24 Mbits pour être transmises ultérieurement.
==Déroulement de la mission==
===Lancement et croisière===
[[Image:Mariner 4 launch 2.jpg|120px|right|thumb|Lancement de ''Mariner 4'']]
* 28 novembre 1964 à 14:22:01 [[temps universel coordonné|UTC]] : mise à feu du lanceur [[Atlas (fusée)|Atlas]]-[[Agena|Agena D]] depuis le pas de tir 12 du [[Centre spatial Kennedy|complexe de lancement de Cape Canaveral]];
* 14:27:33 : séparation des [[booster]]s;
* 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<ref name="odyssey"/>;
* 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 8<sup>1</sup>/<sub>3</sub> 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.
{{clr}}
===Survol de Mars===
[[Image:Mariner4 flyby.jpg|250px|left|thumb|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 {{formatnum:9846}} 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. 8<sup>1</sup>/<sub>2</sub> 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.
{{clr}}
===Fin de mission===
Entre le lancement et le {{1er}} 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 (planète)|Vénus]]<ref>{{en}} {{Lien web
|url=http://www.jpl.nasa.gov/missions/past/mariner3-4.html
|titre=Past Missions - Mariner 3 & 4
|éditeur=JPL
|consulté le5/9/2007
}}</ref>.
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/1895 Q1|D/Swift]]<ref>{{en}} {{Lien web |url=http://science.nasa.gov/headlines/y2006/23aug_mariner4.htm
|titre=Has The Mariner Meteor Mystery Been Solved
|éditeur=Science@NASA
|auteur=Dr. Tony Phillips
|consulté le5/9/2007
}}</ref>.
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 (planète)|Jupiter]] et au delà<ref>{{en}} {{pdf}} {{Lien web
|url=http://ntrs.nasa.gov/archive/nasa/casi.ntrs.nasa.gov/19690000972_1969000972.pdf
|titre=Mariner spacecraft - Planetary trailblazers
|éditeur=NASA
|année=1968
|consulté le=2007-12-12
}}</ref>.
Le 7 décembre, les réserves de carburant du contrôle d'attitude furent épuisées. Les 10 et 11 décembre, 83 impacts de [[micrométéorite]]s furent enregistrés, ce qui perturba l'attitude et dégrada le signal. Le 21 décembre 1967, le contact avec ''Mariner 4'' fut définitivement perdu.
==Résultats==
Toutes les expériences fonctionnèrent excepté la [[chambre d'ionisation]]/[[compteur Geiger]] qui tomba en panne en février 1965 et la sonde à [[Physique des plasmas|plasma]] dont les performances furent dégradées par la défaillance d'une [[résistance (électricité)|résistance]] le 6 décembre 1964. Ces expériences avaient pour but<ref>{{en}} {{Lien web
|url=http://solarsystem.nasa.gov/missions/profile.cfm?MCode=Mariner_04
|titre=Mariner4: Overview
|éditeur=NASA
|consulté le5/9/2007
}}</ref> :
* Étude du milieu interplanétaire : [[Champ magnétique#Champs magnétiques des planètes|champ magnétique martien]], [[poussière cosmique]], [[Rayon 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 m[[bar (unité)|bar]] et une température diurne de -100°C furent relevées, ainsi que l'absence de champ magnétique.
<center>
<gallery perrow="5">
Image:Mars (Mariner 4).jpg | La première image de Mars acquise, couvrant 300 (largeur) × 1200 km (du limbe au bas de la photo)
Image:Mars m04 11{{e}}.jpg | La meilleur image prise par ''Mariner 4''
Image:M04 12.jpg|Mosaïque à partir des images 1 & 2
Image:M04 0910.jpg|Mosaïque à partir des images 9 & 10
Image:M04 1112.jpg|Mosaïque à partir des images 11 & 12
</gallery>
</center>
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 [[dollar américain|USD]] tandis que l'ensemble des recherches, développements, lancements et suivis du [[programme Mariner]] avoisinait 554 millions USD.
==Références==
* {{en}} {{Lien web
|url=http://nssdc.gsfc.nasa.gov/database/MasterCatalog?sc=1964-077A
|titre=Mariner 4
|éditeur=NSSDC Master Catalog
|consulté le=05/09/2007
}}
*{{en}} {{Lien web
|url=http://home.earthlink.net/~nbrass1/mariner/miv.htm
|titre=Mariner IV - First Flyby of Mars, Some personal experiences
|auteur=Bill Momsen
|consulté le=22/04/2007
}}
<references/>
==Liens externes==
{{commons|Mariner 4}}
* [http://www.jpl.nasa.gov/history/60s/Mariner4_1964.html Vidéo du décollage de Mariner 4]
* [http://www.jpl.nasa.gov/history/60s/Mariner4_1965.htm Vidéo du survol de Mars]
{{Programme Mariner|before=[[Mariner 3]]|after=[[Mariner 5]]}}
{{Portail|astronautique}}
[[Catégorie:Exploration de Mars]]
[[Catégorie:Programme Mariner]]
[[bg:Маринър 4]]
[[ca:Mariner 4]]
[[cs:Mariner 4]]
[[de:Mariner#Mariner_3_und_4]]
[[el:Μάρινερ 4]]
[[en:Mariner 4]]
[[es:Mariner 4]]
[[fi:Mariner 4]]
[[hu:Mariner–4]]
[[it:Mariner 4]]
[[ja:マリナー4号]]
[[lt:Mariner 4]]
[[lv:Mariner 4]]
[[nl:Mariner 4]]
[[nn:Mariner 4]]
[[pl:Mariner 4]]
[[pt:Mariner 4]]
[[ru:Маринер-4]]
[[sk:Mariner 4]]
[[sl:Mariner 4]]
[[sv:Mariner 4]]
[[zh:水手4號]]