Mariner 10 – de eerste missie naar Mercurius

mariner 10 - postzegel
De Mariner 10 missie naar Venus en Mercurius afgebeeld op een Amerikaanse postzegel

Naast de eerste missie naar Mercurius maakte de Mariner 10 ook als eerste verkenner een slinger langs een andere planeet en was het de eerste verkenner die in één missie twee planeten bezocht.

Mariner 10 had tijdens de missie nogal last van mechanische problemen maar desondanks slaagde de NASA er in om veel wetenschappelijke data te verzamelen. Mariner 10 liet zien dat het mogelijk was om aanpassingen uit te voeren tijdens een missie. De verkenner is zelfs als herinnering op een postzegel afgebeeld.

Interplanetaire raadsels

Mariner 10 werd op 3 november 1973 gelanceerd vanaf de lanceerbasis Cape Canaveral. In die tijd was er nog weinig bekend over onze buren in het zonnestelsel. Mariner 10 zou snelle scheervluchten maken langs de planeten Venus en Mercurius maar in die korte tijd zouden er veel nieuwe kennis worden vergaard.

Astronomen wilden meer weten over de hoge dichtheid van Mercurius en ze wilden weten waaruit het binnenste van de planeet bestond. De meest gangbare hypothese in die tijd was dat de grote dichtheid werd veroorzaakt door een hoge concentratie aan metalen maar er waren vragen over de precieze samenstelling van de kern en hoe de kern was opgebouwd tijdens het ontstaan van de planeet.

Over Venus wilden de astronomen meer leren hoe de planeet reageert op de zonnewind. Op Aarde zijn er magnetische velden die ons beschermen tegen deeltjes van de Zon. De energie van de Zon zorgt voor een schokgolf als die de Aarde raakt. Sommige deeltjes volgen de magnetische veldlijnen en veroorzaken zo het noorder- en zuiderlicht aan de polen van de Aarde. Astronomen wilden weten hoe dit op Venus werkt.

Met een beetje geluk zou de Mariner 10 antwoorden kunnen geven op die vragen. Mariner 10 kostte in 1973 100 miljoen dollar (omgerekend naar 2016: 500 miljoen dollar) en veel astronomen hoopten dat de 475 kg ware verkenner dit dubbel en dwars waard zou zijn.

Problemen op weg naar Venus

Mariner 10 hield de vluchtleiding goed bezig. NASA moest niet alleen de gezondheid van de verkenner bewaken maar ook zorgen dat de Mariner 10 op de juiste koers bleef om de zwaartekracht van Venus goed te benutten en zo koers te kunnen zetten naar het einddoel Mercurius.

De reis naar Venus duurde slechts drie maanden maar voelde voor de vluchtleiding langer aan omdat er nogal wat technische problemen opgelost moesten worden. Kort na de lancering ontdekte de NASA dat de verwarming van de tv camera’s niet was ingeschakeld. Mission control probeerde de verwarming aan te zetten maar dit lukte niet maar gelukkig stabiliseerde de temperatuur zich voor de camera’s te koud werden om te functioneren.

Uiteraard had de NASA een backup ruimtesonde klaar staan in het geval de camera’s niet zouden werken maar dit zou een dure oplossing zijn geweest.

Problemen met de wetenschappelijke instrumenten waren niet het enige dat de vluchtleiding bezig hield tijdens de reis van de Mariner 10 naar Venus toe. Het vluchtdatasysteem bleef zichzelf resetten. In januari plaatste het systeem zichzelf in een standby stand en die fout kon niet worden hersteld.

Toen er problemen optraden met de antenne kwamen ook de communicatie en de dataoverdrachten in gevaar. Op 28 januari verloor de Mariner 10 ook nog eens 16% van zijn raketbrandstof toen een mechanisch probleem voor een lek zorgde.

De vluchtleiding werkte een backup plan uit om de Mariner 10 goed op koers te krijgen voor zijn scheervlucht langs Venus. De verwarming van de videocamera’s werd niet gebruikt omdat de hitte van de Zon voldoende was om ze te laten werken.

Stukjes Venus

Mariner 10 zorgde er voor dat wetenschappers een veel beter beeld kregen van het functioneren van het magneetveld van Venus. De planeet heeft een magneetveld dat een sterkte heeft van ongeveer 1/20-ste van het magneetveld van de Aarde. Het kan de planeet dus niet op dezelfde manier beschermen als het aardse magneetveld dat doet met onze planeet. De grote wolken met geladen deeltjes die we in de Aardse stralingsgordels zien komen niet voor in bij Venus.

Mariner 10

Mariner 10 kon een schokgolf van straling meten op de plaats waar de zonnewind bij Venus komt. Deze schokgolf werd ook al door de Mariner 5 en de Russische Venera 4 gemeten maar wetenschappers konden dit destijds nog niet verklaren.

De opnames die de Mariner 10 in zichtbaar licht maakte van Venus lieten niet veel variatie zien en maakten nog eens duidelijk dat de planeet verstopt gaat onder een dik, ondoordringbaar wolkendek. In het ultraviolette licht was er veel meer variatie in het wolkendek zichtbaar. Venus had blijkbaar een actieve atmosfeer.

De verkenner was nu goed op weg naar Mercurius maar dat betekende niet dat er geen technische problemen meer waren. Op 18 februari 1974 verwarde de verkenner een helder deeltje met Canopus, zijn navigatiester. Dit probleem was sinds de lancering vaker opgetreden maar nu duurde de verwarring ruim twee uur en verspilde de Mariner 10 kostbare brandstof. Het navigatieprobleem trad nu ongeveer 10 keer per week op in plaats van de één of twee keer per week vlak na de lancering.

Eindelijk bij Mercurius

Mariner 10 liet ons een kille planeet zien die erg lijkt op de Maan. Overal waren kraters en kale grond zichtbaar. Een groot verschil was de aanwezigheid van breuken waardoor wetenschappers suggereerden dat de korst van de planeet ergens in de geschiedenis was gekrompen.

Een andere verrassing waren de metingen die Mariner 10 deed aan het magneetveld van Mercurius. De instrumenten lieten zien dat Mercurius een klein magneetveld heeft dat iets groter is dan 1/6-de van het aardse magneetveld. Wetenschappers geloofden dat dit magneetveld vanuit het binnenste van de planeet komt in plaats van dat het wordt opgewekt door de interactie van de planeet met de zonnewind.

Mariner 10 toonde ook een hele ijle heliumatmosfeer aan en er werden nieuwe navigatie technieken getest die mogelijk gebruikt konden worden voor toekomstige ruimtevluchten.

Het snel aftakelende ruimtevaartuigje had bij latere passages steeds meer problemen. Zo verspilde de verkenner veel brandstof bij zijn pogingen zich te richten op de ster Canopus. NASA moest steeds ingrijpen om zoveel mogelijk wetenschappelijk onderzoek te kunnen doen. Ondanks alle problemen lukte dit best goed.

Op 4 maart 1975 werd de verbinding met de Mariner 10 vanaf de Aarde verbroken, het toestel zat toen al zonder brandstof. Vermoedelijk draait de Mariner 10 nog steeds in een baan om de Zon maar we hebben nooit meer iets van de kleine verkenner vernomen.

Ondanks de grote problemen met de Mariner 10 kon er veel wetenschappelijk onderzoek worden uitgevoerd. Het zou tot 2008 duren alvorens een volgende verkenner Mercurius uitgebreid zou gaan bestuderen. In dat jaar arriveerde de MESSEGER bij de kleine, binnenste planeet.

 

Eerste publicatie: 26 november 2016
Laatste keer bijgewerkt op: 25 december 2016

Bon: space.com