Viking Orbiter

De Viking Orbiter was eigenlijk een vergrote Mariner, maar ook onderdeel van een speciale missie. Onder de Viking Orbiter was een capsule gemonteerd, met daarin de Viking Lander. Er zijn twee van die  Viking combinaties gelanceerd en beide waren een groot succes. De landingen vonden plaats in het jaar 1976, precies tweehonderd jaar na de stichting van de Verenigde Staten van Amerika.
De Viking Lander wordt besproken in een van de onderdelen van "Scannen", omdat de camera totaal anders werkte.

De Viking Orbiter moest de planeet Mars in kaart brengen om op die manier een goede plek uit te zoeken waar de Viking Landers veilig konden neerkomen. Nadat de capsules met de Viking Landers afgestoten waren werd de fotografie van het Marsoppervlak voortgezet. De Viking Orbiter werkte ook als tussenstation in de radioverbinding met de Viking Landers.

Omdat de camera's van de Viking Orbiters geen kleinere details konden laten zien dan 20 meter, kon men eigenlijk alleen voorkomen dat de landers in een grote krater terecht zouden komen. Rotsblokken waardoor de landers zouden kunnen kantelen of nog erger, beschadigd zouden kunnen raken, waren niet te zien. En later bleek dat het marsoppervlak bezaaid is met rotsblokken. Maar ja, je kunt beter een beetje weten dan helemaal niets. Het is een groot wonder dat de beide zachte landingen voor meer dan 100% geslaagd zijn.

Op 20 augustus en 9 september 1975 werden Viking 1 en 2 gelanceerd. De lanceerraket was de 600 ton zware en 50 meter hoge Titan met de Centaur als vierde trap. Een zware raket, maar de combinatie van Viking Orbiter en Lander was ook zwaar.
Viking 1 kwam na een 815 miljoen km lange reis bij Mars aan. De remmotor van het bij de lancering 3600 kg zware ruimtevaartuig moest 38 minuten lang werken om de Viking in een synchrone baan om Mars te krijgen. Hierbij werd 1,5 ton aan brandstof gebruikt. Nadat de combinatie in een baan om Mars was gekomen -met een omlooptijd van 24,6 uur- werd begonnen met het nauwkeurig fotograferen van Mars. Na vier weken observatie durfde men het eindelijk aan om de eerste Viking  te laten landen. Dit gebeurde op 20 juli 1976, precies 7 jaar na de eerste bemande maanlanding. Viking 2 landde op 3 september. Het plan was om de landing te laten plaatsvinden op 4 juli (precies 200 jaar na de stichting van Amerika), maar dat was og te vroeg.
Na de scheiding bleef dus alleen de Orbiter ronddraaien.

ruimtevaartuig

Deze Duitse tekening laat iets meer zien dan de Nederlandse die ik ook heb. De basis is een een achtkantige structuur, net als alle Mariners, maar in dit geval heeft hij een wat uitgerekte vorm. Te zien zijn ook de S Band rondom gevoelige antenne, weer op een mast, zoals zo vaak bij de Mariners. Ook de schotelantenne voor de S- en X-band communicatie zijn te zien. De relaisantenne werd gebruikt voor de communicatie met de Viking Lander. Aan de uiteinden van de zonnepanelen bevinden zich weer de standregeling raketjes, die op stikstofgas werken.
Bovenop bevinden zich twee tanks met hydrazine en stikstof tetroxide (geen zuurstof dus).  De camera's zijn heel groot uitgevallen en bevinden zich onderaan de
Viking Orbiter op een draaibaar platform. Aan dit draaibare platformbevinden zich nog een instrument voor het meten van waterdamp en een infrarood camera.

De achtkantige structuur (de "bus") is in compartimenten verdeeld. De tekening rechts en de tekst links laten zien waar zich de belangrijke onderdelen bevonden:

1 communicatie apparatuur 
2 computer
3 elektronisch controle systeem
4 geheugen
5 standregeling
6 systeem voor de vluchtgegevens
7 besturing van de instrumenten
8 het beeldsysteem
9 accu
10 stroomregeling
11 elektronisch controle systeem
12 verdeling van de elektrische spanning
13 accu
14 magneetband recorders - 2 stuks
15 systeem voor de verbinding met de Lander
16 communicatiesysteem

De bus was een halve meter hoog en had zijvlakken, om en om, van 1,4 bij 0,6 m.

De vier zonnepanelen met een gezamenlijk oppervlak van 15 vierkante meter, leverden bij Mars zo'n 620 Watt en de nikkel-cadmium accu's konden elk 30 Ampere uren opslaan. Dit is te vergelijken met een accu van een kleine auto.

Gegevens
hoogte (met Lander): 4,9 m.
diameter: 2,2 bij 2,5 m.
spanwijdte (inclusief zonnepanelen): 10 m.
leeggewicht (+ Lander): 1914 kg.
lanceerraket: Titan IIIe - Centaur

Op de tekening links is te zien hoe de Viking Orbiter en Lander opgevouwen in de neuskegel van de Centaur trap opgeborgen waren.

 

 

 

camera's

foto van de Viking Orbiter camera's tekeningvan de Viking Orbiter camera's

Aan boord waren weer de beproefde vidicon camera's. Een filterwiel met 6 verschillende filters maakte het mogelijk om kleurenopnamen samen te stellen. Als de camera's te warm werden, werden er automatisch jaloezieŽn open gezet.

De camera's hadden een catadioptrisch Cassegrain systeem. Dat wil zeggen dat deze combinatie met een   spiegel van 14 cm middellijn en lenzen werkte. De brandpuntafstand was 475 mm. Dit leverde een beeldhoek op van 1,54 bij 1,69 graden. De opnamen lieten stukken Mars van 40 bij 44 km zien.
De sluiter kon belichtingstijden regelen tussen 0,003 en 2,7 sec. Het beeld van de vidicon bestond uit 1056 lijnen van 1182 beeldpunten en iedere pixel wer weergegeven in 128 gradaties, van wit naar zwart. De beelden waren dus iets minder mooi dan die van de Mariner 9, maar het ging nu om het waarnemen van details en niet zo zeer om de helderheidsverschillen.

Het uitlezen van de vidicons duurde 8.96 sec. Daardoor kon er om de 4,48 sec. een opname gemaakt worden met beide camera's.
De ontvangen beelden werden op Aarde verder behandelt. Ze komen vaak niet zo mooi aan als je in de boeken ziet. Eerst wordt er daarom "ruis" uit de opnamen gehaald, het contrast wordt verbeterd, en de schaduwen worden gecorrigeerd.

Vaak gaat men nog verder en worden vervormingen gecorrigeerd. Veel werk wordt besteed aan het samenstellen van de kleurenopnamen. Drie verschillende zwartwit opnamen, gemaakt door de rode, groene en blauwe filters, moeten samengesteld worden tot een kleurenfoto. Er zit verschil tussen de eerste en de laatste foto, omdat de Orbiter vrij snel over Mars bewoog. Ook dat moet gecorrigeerd worden.
Verder kon men stereofoto's samenstellen als opnamen elkaar overlapten.

De twee Orbiter camera's waren onder een iets verschillende hoek gemonteerd, zodat ze ook een verschillende kijkrichting hadden. De twee sluiters werden kort na elkaar ontspannen, zodat het uiteindelijke effect twee foto's van hetzelfde object opleverden, maar onder een iets andere gezichtshoek genomen. Hieruit kreeg men een beter beeld voor wat betreft de geaccidenteerdheid van het terrein. Dit is hiernaast te zien. De Viking Orbiter kon dus een strook van het marsoppervlak fotograferen. De optekening op de magneetband was zo snel dat aansluitende foto's gemaakt konden worden.

Eťn Orbiter beeld was zo'n 9 miljoen bits groot en werd met de enorme snelheid van 2 miljoen bits per seconde vast gelegd op twee magneetbanden met ruimte voor 45 beelden. In een trager tempo, van 240.000 bitjes per seconde werden de beeldjes uitgezonden door de 20  Watt zender aan boord. De schotelantenne met een middellijn van 1,5 m. zorgde voor een goede overdracht van de foto's.

 

 

 

 

resultaten

Vaartuig aankomst uitgeschakeld operationeel leven oorzaak uitschakelen
Viking 1 Orbiter 19 juni 1976 17 augustus 1980 4 j, 1 m, 19 d * uitgeschakeld toen de stikstof voor de standregeling op was
Viking 1 Lander 20 juli 1976 13 november 1982 6 j, 3 m, 22 d menselijke fout na het opsturen van foute software
Viking 2 Orbiter 7 augustus1976 25 juli 1978 1 j, 11 m, 18 d uitgeschakeld na lek in het raketsysteem
Viking 2 Lander 3 september 1976 11 april 1980 3j, 7 m, 8 d kapotte accu

*) jaren, maanden, dagen

De marsmaan Phobos, door Viking Orbiter 1; samengesteld uit verschillende foto's.
Er was een kleine koerscorrectie nodig om een botsing met Phobos te voorkomen.
De krater Olympus Mons; de caldera van deze grote vulkaan is 60 bij 85 km.

Hans Walrecht

De complete Beelden uit de Ruimte" website is te vinden op http://www.hansonline.eu/