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Die Mariner Missionen

Heute sind die Mariner Missionen weitgehend vergessen. 40 Jahre nach dem ersten und 30 nach dem letzten Start sind die ersten Planetenmissionen der NASA nicht einmal der NASA eine größere Website wert. Dieser Artikel beschreibt die Mariner Sonden als ganzes. Die Einordnung der Sonden in die Planetenforschung selbst ist an anderer Stelle in dieser Website nachzulesen.

Das Programm

Alle Mariner SondenAls das Mariner Programm begann, gab es noch nicht die Benennung von Einzelmissionen. Der Programmname stand vielmehr für ein gemeinsames Ziel: Die Explorer Satelliten dienten der Erderforschung (und hatten weder in Bahnen, noch Aussehen oder Instrumentierung Gemeinsamkeiten). Die Pioneers der interplanetaren Forschung und die Mariners eben der Planetenforschung. Die einzelnen Sonden waren nicht Teile einer Serie. So differieren auch Startmassen um den Faktor 5, noch mehr die Ausbeute an Informationen der einzelnen Missionen.

Es gibt jedoch einige Gemeinsamkeiten. Alle Mariner (bis auf 1+2) bestanden aus einem achteckigen zentralen Elektronikteil, an dem die Solarpanel (2 bei Mariner 1,2,10 und 4 bei den anderen Missionen) angebracht waren. Alle Missionen hatten als Primärziel Venus oder Mars und wurden auch Mariner-Venus oder Mariner-Mars (mit einer angehängten Jahreszahl) genannt. Alle Raumsonden hatten eine Lageregelung mit Stickstoff als Druckgas. Alle Missionen verfügten auch nicht über einen Computer sondern einen Sequenzer. Die Lageregelung und das Kurskorrektursystem war in allen Sonden getrennt, d.h. es gab ein zentrales Triebwerk um den Kurs zu ändern mit hoher Leistung (typisch 225 N). Dieses arbeitete mit den Treibstoffen Hydrazin und Stickstofftetroxid. Dazu kam Stickstoff in Druckbehältern zur Lagekontrolle um die Achsen. Es finden sich in den Tabellen daher immer beide Treibstoffarten.

Eine weitere Gemeinsamkeit ist, das alle Raumsonden mit Atlas Trägerraketen starteten. Bei Mariner 1+2 war es die Atlas Agena B, bei Mariner 3-5 die Atlas Agena D und bei Mariner 6-10 die Atlas Centaur.

Ursprünglich war geplant auch die Voyager Raumsonden als Mariner 11+12 zu benennen (Mariner Jupiter-Saturn) doch da diese Raumsonden sich sowohl technisch, wie auch von den Missionen stark von den Marinern unterschieden, hat man darauf verzichtet. Die Gesamtkosten des Marinerprogramms betrug 554 Millionen USD. Berücksichtigt man was damals eine Titan Centaur 3E Trägerrakete 30 Millionen USD kostete, so sind dies 3-3.5 Mrd. USD nach heutiger Kaufkraft. Die Kosten der Sonden liegen also deutlich oberhalb der heutigen Discovery Sonden (Vor allem wenn man berücksichtigt, das es sich nur um 5 Sondentypen handelte und es 4 Doppelstarts gab).

Aus Sicherheitsgründen hat man damals alle Sonden in doppelter Ausführung gestartet, nur Mariner 5 und 10 waren Einzelsonden. Es gab 3 Fehlstarts, aber alle Sonden, die erfolgreich gestartet waren, erfüllten ihre Mission. Fehlschläge nach einem Start, die heute das Discovery Programm prägen, gab es bei Mariner nicht.

Es gibt für die Mariner Sonden auch andere ältere Bezeichnungen. So findet man die Unterteilung nach Projekten wie Mariner Mars 64, Mariner Mars 69 und Mariner Mars 71. Andere benutzen Buchstaben um die Sonden zu kennzeichnen. (Mariner A-B etc....). Zu jeder der Sonden gibt es auch einen eigenen Aufsatz, in dem neben dem hier gesagten vor allem die Instrumente erklärt werden:

Mariner 1+2

Mariner 1+2Als man die Ranger Block I Sonden konzipierte, ging man auch davon aus, dass der Grundaufbau auch bei zukünftigen Planetensonden verwendet werden würden. Nur musste bei einer Planetensonde die instrumentelle Nutzlast erheblich kleiner sein. Der Aufbau der Ranger Sonden ist jedoch so weit wie möglich übernommen worden. Dadurch war es möglich die Raumsonde in weniger als einem Jahr fertig zu stellen.

Beim JPL träumte man jedoch 1961 von größeren Sonden, deren Instrumentierung eher an Mariner 10 oder Voyager 1+2 erinnerte, und die mit einer Atlas-Centaur gestartet werden sollten. Mehr am Rande entwickelte man auch eine abgespeckte Version unter Verwendung von Ranger Bauteilen, genannt Mariner-R. (R für Ranger). Als im Sommer 1961 klar war, dass die Centaur 1962 noch nicht flugqualifiziert war und man nach dem Flug von German Titow im August 1961 damit rechnete, dass die Sowjets als nächstes zur Venus starten würden, ging man daran so schnell wie möglich Mariner-R flugtauglich zu machen.

Damit die Agena-B überhaupt die Sonden starten konnte musste sie um rund 50 kg leichter werden, auch bei den Instrumenten musste gespart werden: Mitgenommen dürfte nur das nötigste werden.

Mariner 1+2 waren identische Sonden die zur Venus fliegen sollten. Sie bestanden aus einem sechseckigen Gehäuse von 36 cm Höhe und 1.04 m Diagonale. Es enthielt Einschübe für Elektronik, Batterien, Sender und Empfänger, aber auch Treibstoff und das Raketentriebwerk. Darüber befand sich ein Hitzeschutzschild. Wie bei Ranger wurde auf diesem ein pyramidaler Mast montiert, der die Experimente aufnahm. Zwei Solarpanel von 183 bzw. 152 cm Länge und 76 cm Breite (Die restlichen 31 cm waren ein Solarsegel auf dem linken Seite) gaben 165 Watt Strom in Erdnähe 222 Watt bei der Venus (Fläche 2.3 m²) ab. Eine 1000 Wattstunden wiederaufladbare Silber-Zink Batterie diente für Stromspitzen und wenn die Solarpanel nicht beleuchtet waren. Die Kommunikation zur Erde geschah mit 3 Watt Sendeleistung im L-Band über eine Hochgewinnantenne an der Seite und eine Niedriggewinnantenne am Ende des Mastes. Die Datenraten betrugen je nach Entfernung 8.33 und 33.33 Baud.

Mariner 1Von der Erde wurden Kommandos über zwei Niedriggewinnantennen empfangen. Das zentrale 225 N Triebwerk diente der Steuerung der Sonde und wurde von Ranger übernommen, obgleich es für eine Sonde dieser Größe völlig überdimensioniert ist. Als Treibstoffe dienten Hydrazin und Stickstofftetroxid. Die Lage im Raum wurde durch ein Kreiselsystem, kombiniert mit Sternen und Sonnensensoren gewährleistet. Kleinere Änderungen der Ausrichtung erfolgten mit 10 Kaltgasdüsen. Die Gesamthöhe der Sonde betrug 3.62 m, die Spannweite 5.05 m. Die Startmasse lag bei 202.8 kg, wovon 18.6 kg auf die Instrumente entfielen. Jede Sonde bestand aus 54000 Einzelteilen. (Wobei man damals vor den gedruckten Schaltungen natürlich jeden Transistor, jeden Kondensator und jede der 9800 Solarzellen zählte).

System Gewicht
Struktur + Mechanik 38.6 kg
Elektronik 32.2 kg
Sequenzer 5.1 kg
Solarpanel + Batterie 47.8 kg
Lageregelung 22.2 kg
Pyrotechnik und Kabel 19.1 kg
Treibstoff (inerte) 9.6 kg
Thermalkontrolle 3.2 kg
wissenschaftliche Nutzlast 18.6 kg
Treibstoff (Antrieb) 6.6 kg

Die Instrumentierung bestand aus einem Mikrowellen Radiometer, einem Infrarotradiometer, Magnetometer, Ionenfalle, Sonneplasma und Sonnenpartikel Detektoren, Staubdetektor und einem Magnetometer. Mit Ausnahme der Radiometer waren die Instrumente auch während des Fluges aktiv.

Mariner 1 wurde am 22.7.1962 gestartet... und 293 Sekunden nach dem Start durch den Sicherheitsoffizier gesprengt. Die Raumsonde sandte noch 64 Sekunden lang Signale weiter. Es wurde festgestellt, das eine Kombination von Unterbrechungen des Leitsignals mit einem Computerfehler (der ein anderes Signal für das Leitsignal hielt) zu einem abrupten Kursmanöver führte und die Atlas-Agena B Rakete unkontrolliert vom Kurs abweichen ließ.

Atlas Agena B StartBei ihrer Schwestersonde Mariner 2 wurde der Fehler im FORTRAN Programm der Atlas Rakete korrigiert und der Start klappte am 26.8.1962. Auch hier spurte die Atlas nicht: Sie begann mit einer Umdrehung pro Minute um die Längsachse zu rotieren. Doch konnte dies von der Agena Oberstufe ausgeglichen werden.

Nach dem Checkout der Sonde vom 29.8-4.9.1962 kam es schon am 8.9.1962 zu ersten Störungen. Die Sonde verlor die Kontrolle, wurde aber 3 Minuten später wieder von dem Kreiselsystem auf die Erde ausgewichtet, wahrscheinlich kollidierte sie mit einem Mikrometeoriten. Am 26.10.1962 begann eines der Sonnenpaneele Strom zu verlieren und die wissenschaftlichen Instrumente wurden abgeschaltet. Eine Woche später schien alles wieder normal zu sein - bis das Panel am 15.11.1962 völlig ausfiel. Da die Sonde sich aber Venus näherte und so immer mehr Sonnenstrahlung bekam, kam man aber auch mit einem Panel aus. Am 14.12.1962 wurden die Radiometer in Betrieb genommen und am selben Tag passierte die Sonde in 34763 km Entfernung die Venus. 42 Minuten lang wurde die Temperatur der Venusoberfläche gemessen und zu 425° C bestimmt. Die Funkdistanz zur Erde betrug 95 Millionen km. Am 27.12.1962 passierte die Sonde ihr Perihel in 105 Millionen km Entfernung von der Sonne und am 3.1.963 kam der letzte Funkkontakt in 86 Millionen km Entfernung zustande. Damit wurde auch ein neuer Entfernungsrekord für die interplanetare Kommunikation aufgestellt.

Das die Sonde gerade beim Vorbeiflug funktionierte, obgleich es vorher massive Probleme mit der Stromversorgung gab, um 3 Wochen später endgültig auszufallen, führte dazu, dass man in der NASA witzelte JPL (das Jet Propulsion Laboratory, das die Sonden baute) stände für "Just plenty Luck". (Zumal das JPL zum gleichen Zeitpunkt 5 Ranger Sonden verloren hatte, von denen Mariner 1+2 viele Teile übernommen hatte). Mariner 2 war jedoch sehr wichtig, damit man lernen konnte, wie man interplanetare Sonden steuern konnte. Die Sequenzer der Sonde wurden von der Erde wie bei Satelliten mit Kommandos versorgt. Eine Überraschung war, dass die Sonnenstrahlung und der Sonnenwind die Sonde in 109 Tagen um mehr als einen Venusdurchmesser vom Kurs abgelenkt hatten, eine Größe, die man seither in die Bahnen mit einrechnet.

Wissenschaftlich lieferte die Sonde erste Hinweise auf den Sonnenwind, denn schon 1953 Ludwig Biermann postuliert hatte. Mariner 2 stellte fest, dass die Venus zwar kein Magnetfeld und keinen Strahlungsgürtel aufweist, dafür jedoch Temperaturen von 425° Celsius aufweist. Sowjetische Wissenschaftler glaubten, dass diese Temperaturen nur für die Wolken gelten und es darunter niedrigere Temperaturen gäbe, ein Irrtum der einigen Venera Sonden das Leben kostete. Weiterhin wurde die Sonde durch den Sonnenwind gravierend vom Kurs abgebracht. Durch Verwendung von Ranger Bauteilen und Beschränkung auf eine minimale Nutzlast waren Mariner 1+2 die mit Abstand preiswertesten Sonden des ganzen Programms: Ihr Bau kostet nur 14 Millionen USD. Dazu kamen allerdings noch die Kosten für die Trägerrakete und die Mission. Zusammen etwa 44.8 Millionen USD. (Differenzrechnung aus den Gesamtkosten des Mariner Programms). Mehr über die Mariner 1+2 Mission in einem separaten Aufsatz

Mariner 3+4

Mariner 3+4Mariner 3+4 waren wieder ein Doppelstart, diesmal jedoch zum Mars. Der zentrale achteckige Körper hatte eine Diagonale von 127 cm und 45.6 cm Höhe. An diesem schlossen sich 4 Solarpanel mit je 176 × 90 cm Größe mit 28224 Solarzellen an. Sie lieferten in Mars Distanz noch 310 Watt Strom. 170 Watt wurden mindestens zum Betrieb benötigt.

Man hatte aus der Ablenkung von Mariner 1+2 gelernt und befestigte an dem Ende jedes Solarpanels 4 kleine Sonnensegel von 0.65 m² Größe- Diese waren im spitzen Winkel angebracht, und ein Ablenken der Sonde vom Kurs zu reduzieren. Von den 260.8 kg Masse der Sonde entfielen nur 15.8 kg auf die Instrumente, Die Lage und der Kurs wurden über 12 kleine Düsen an der Seite und den Panels gesteuert. Die Kommunikation geschah über eine Hochgewinnantenne und eine Niedriggewinnantenne am Ende einen 223 cm langen Auslegers mit 7/10 Watt Sendeleistung. Erstmals wurde das S-Band eingesetzt, Die Datenrate betrug trotzdem nur 33,33 und 8,33 Bit/sec. Zur Datenspeicherung der Bilder wurde ein Bandspeicher von 5.24 Megabit Kapazität eingesetzt. Ein 38.4 kHz Signal diente als Uhr und Takt für den Sequenzer. Die Sonde konnte durch 32 Kommandos gesteuert werden. Die Gesamthöhe betrug 2.89 m und die Spannweite 6.88 m.

Mariner 4 Systeme
System Gewicht
Struktur und Mechanik 49.4 kg
Elektrik + Transponder 52.6 kg
Batterie + Solarpanel 61.5 kg
Sequenzer 5.2 kg
Pyrotechnik und Kabel 15.4 kg
Treibstoff (inert) 12.8 kg
Thermalkontrolle 6.4 kg
wissenschaftliche Nutzlast 15.8 kg
Treibstoff (Antrieb) 12.5 kg

Die wissenschaftliche Ausrüstung bestand aus einer TV Kamera mit einem Blickfeld von 3.5 Grad. Sie war gekoppelt an ein Teleskop mit 30.48 mm Brennweite und 38.1 mm Durchmesser. Sie löste nur 200 × 200 Pixel in 6 Bit für die Helligkeit auf. Die Bilder wurden zuerst auf Magnetband übertragen, dann langsam ausgelesen. Es dauerte die Übertragung eines Bildes bei 8,33 Baud über 8 Stunden aus Marsentfernung. Ein Magnetometer sollte Magnetfelder vermessen. Eine Sonnenplasma Sonde vermaß Ionen im Sonnenwind, ergänzt wurde es durch einen Geigerzähler / Ionisationskammer. Zwei Detektoren vermassen hochenergetische und niedrigenergetische Teilchen. Weiterhin gab es einen Staubdetektor.

Bis auf die Kamera gab es kein spezielles Instrument für die Marserkundung, Die anderen Instrumente untersuchten den interplanetaren Raum.

Als Mariner 3 am 5.11.1964 mit einer Atlas Agena D startete, setzte man erstmals eine neue leichtere Nutzlasthülle aus Fiberglas ein, um Gewicht zu sparen. Beim Aufstieg erhitzte diese sich jedoch so stark, dass sie schmolz und so Teile an der Sonde haften blieben. Dadurch war die Sonde nicht nur schwerer als geplant, es war auch unmöglich die Solarpanel auszufahren. Die Sonde erreichte einen 0.983 × 1.31 AU Orbit mit einer Umlaufzeit von 448 Tagen, 8 Stunden 34 min nach dem Start waren die Batterien entladen und die Sonde blieb stumm.

Innerhalb von 3 Wochen fertigte man für Mariner 4 eine Verkleidung aus Magnesium an und verbesserte das Einspritzsystem der Agena D Oberstufe, um die höhere Masse sicher zu starten. Mariner 4 gelangte in einen 1.013 × 1.51 AU Orbit mit 526 Tagen Umlaufszeit. Ziel war bei beiden Sonden eine Passage in mindestens 13750 km Mars Entfernung am 20.7.1965 (Mariner 3) und 15.7.1965 (Mariner 4).

Atlas Agena D StartDoch wie bei Mariner 2 ging es nicht ohne Probleme. Der Sternsensor konnte Kanopus als Referenz nicht finden, am 30.11.1964 gelang es endlich die Sonde korrekt auszurichten, so dass man am 4.12.1965 das erste Kurskorrekturmanöver ansetzen konnte. Da hatte die Sonde jedoch wieder Kanopus verloren, so dass sich dieses um einen Tag verspätete. Schon am nächsten Tag kam der nächste Ärger, die Daten der Plasmasonde waren nicht mehr dekodierbar In der Folge verlor die Sonde Kanopus immer wieder bis man am 17.12,1964 das Gesichtsfeld des Sensors durch ein Bodenkommando erweiterte. Am 3.1.1965 wechselte man von 33.33 auf 8.33 Baud Datenrate, wodurch nun einige Daten der Plasmasonde wieder lesbar waren und schaltete am 5.3.1965 auf die High Gain Antenne um.

Am 15.7.1965 passierte die Sonde Mars. Die gesamten Resultate der Mission wurden innerhalb von weniger als einer Stunde gewonnen: Um 0:11 wurden die Kamera (305 mm Brennweite, 38 mm Cassegrain Teleskop) auf den Mars ausgerichtet und von 0:23 aus 14464 km Entfernung bis 0:45 (10743 km Entfernung) im 48 Sekunden Rhythmus Bilder auf das 100 m lange Magnetband aufgezeichnet. Es waren 21 vollständige Bilder und 21 Linien des 22.sten Bildes. Um 1:00 passierte die Sonde den Planeten in 9843 km Entfernung und das Funksignal verschwand hinter dem Mars. Dabei durchlief es die Atmosphäre wodurch man deren Dichte feststellen konnte.

Die Übertragung der Daten zur Erde dauerte 9 Tage, dann lagen die 21 Bilder vor, die in groben Strukturen 1 % der Marsoberfläche mit 3 km Auflösung abdeckten. 16 davon wurden als brauchbar eingestuft, die anderen zeigten keine Details. Die Sonde wurde weiterhin angefunkt und stellte am 1.10.1965 einen neuen Entfernungsrekord auf - Signale aus 307 Millionen km konnten empfangen werden. Am 20.12.1967 wurde der letzte Funkkontakt zur Sonde hergestellt.. Insgesamt lieferte Mariner 4 in ihrer Mission 9 MBits an Informationen. 40 Jahre später wird der Mars Reconnaissance Orbiter pro Sekunde 6 Millionen Bits zur Erde übertragen!

Wissenschaftlich zeigte sich Mars auf den Bildern zerkratert wie der Mond. Es gab keine Spur der Kanäle die man auf Teleskopaufnahmen von der Erde sah. Wie die Venus hat der Mars kein oder nur ein kleines Magnetfeld und die Atmosphäre ist sehr dünn, maximal 10 Millibar Bodendruck.

Technologisch hat die Sonde auch viel gebracht: Sie lebte erheblich länger als Mariner 2 und es konnte eine Kommunikation über die 4 fache Distanz aufrecht erhalten werden. Mehr über Mariner 3+4 sowie 5 in einem eigenen Aufsatz.

Mariner 5

Die Mariner 5 Sonde war ein umgebautes Reserveexemplar von Mariner 4. Das Projekt wurde innerhalb von 2 Jahren durchgeführt. Es gab Modifikationen die der Anpassung an das Missionsziel Venus dienten, wie kleinere Solarpanel (4 m² anstatt 6.5 m²), einen Hitzeschutzschild, und leistungsfähigere Silber-Zink Batterien für längere Zeiten ohne die Solarpanel. Auf die Solarsegel hat man bei Mariner 5 verzichtet. Wohl waren sie weitgehend wirkungslos gewesen. Die Startmasse war dadurch mit 245 kg etwas geringer als bei Mariner 4, obgleich man zur Venus einen geringeren Geschwindigkeitsbedarf als zum Mars hat, man also eine größere Sonde hätte starten können.

Die Sonde hatte eine Spannweite von 5.6 m und war 2.89 m hoch. Die Instrumentierung war allerdings erheblich verbessert worden. Es wurde anstatt der Kamera ein UV Fotometer zur Messung von Wasser und Sauerstoff in der Venus Atmosphäre mitgeführt, sowie die schon bei Mariner 4 verwendeten Instrumente für die Vermessung des Sonnenwindes. Da die Venus auf Bildern von der Erde aus immer strukturlos war versprach man sich nichts von Kamerabildern. Wesentliche Kerndaten der Sonde waren identisch zu Mariner 4, so auch die Datenrate von 8.33 und 33.33 Baud. Der Bandrekorder hatte aber nur eine Kapazität von 1 MBit.

Mariner 5
System Gewicht
Struktur und Mechanik 52.6 kg
Batterie und Solarpanel 57.4 kg
Elektrik 49.4 kg
Sequenzer 5.4 kg
Lageregelung 25 kg
Pyrotechnik und Kabel 15.4 kg
Treibstoff (inert) 12.8 kg
Thermalkontrolle 4.5 kg
Treibstoff (Antrieb) 12.2 kg
Wissenschaftliche Nutzlast 10.2 kg

Der Start erfolgte am 14.6.1967, am 19.10.1967 flog die Sonde in 3968 km Entfernung an der Venus vorbei.

Über die Passagedistanz gab es Diskussionen innerhalb der NASA. Die Wissenschaftler wollten eine Passagedistanz von unter 8000 km, die NASA eine Passage in 75000 km Distanz, um eine Kontamination der Venus mit irdischen Bakterien auszuschließen. (Die Sonde war nicht sterilisiert worden). Offensichtlich war man in den verantwortlichen Chefetagen nicht von den schon 5 Jahre alten Mariner 2 Daten überzeugt, nach denen Leben auszuschließen war.

Wiederum konnte kein Magnetfeld oder ein Strahlungsgürtel gefunden werden. Dafür konnte die Zusammensetzung der Atmosphäre präzisiert werden: Sie sollte zu mindestens 80 % aus Kohlendioxid bestehen. Es gab Schätzungen der Temperaturen und des Drucks in verschiedenen Höhen. Die Bodenwerte schätzte man auf 527 Grad Celsius und 75-100 Bar. Durch die hohe Ortungsgenauigkeit konnten sowohl Venusmasse wie auch die Form besser bestimmt werden. Nach Messungen der Veränderungen des Funksignals war bald klar, dass es keine Gravitationsanomalien gab, d.h. die Oberfläche relativ glatt sein musste. Das Radio-Science Experiment (Die Untersuchung der Veränderungen der Trägerwelle bei der Passage oder sogar die Abschwächung beim Durchlaufen der Atmosphäre) wird seither perfektioniert um Informationen über Masse, Dichteverteilung des Himmelskörpers oder über dichte und mutmaßliche Zusammensetzung der Atmosphäre zu erhalten. Mehr zu Mariner 5 in einem separaten Aufsatz.

Mariner 6+7

Mariner 6+7Diese Doppelmission zu Mars war die einzigen im ganzen Programm bei der beide Sonden erfolgreich starteten. Anstatt der Atlas-Agena Rakete wurde nun die Atlas-Centaur als Trägerrakete eingesetzt, wodurch die theoretisch mögliche Sondenmasse mehr als verdreifacht wurde. Diese hohe Nutzlast wurde bei Mariner 6+7 aber nicht genutzt, die Sonden waren mit 412.8 kg nur um 50 % schwerer als Mariner 3+4. Dafür wurden die Sonden mit höherer Geschwindigkeit gestartet, so dass sie den Planeten schon nach 5 Monaten anstatt 8 wie bei Mariner 3+4 passierten. Dies ist bis heute der schnellste Flug zum Mars.

Die Raumsonden

Die Sonde bestand wiederum aus einem oktogonalen Grundgerüst mit einer Diagonale von 138 cm und einer Höhe von 45.7 cm. Es gab wiederum den Mast von 2.23 m Höhe mit der Low Gain Antenne, die High Gain Antenne wurde diesmal aber auf der anderen Seite untergebracht. Mit den 4 Solarpanel von je 90 × 213 cm Größe hatte die Sonde eine Spannweite von 5.79 m und eine Gesamthöhe von 3.35 m. Die Solarpanel lieferten bei 7.7 m² Fläche in Marsnähe noch 449 Watt. Die Silber-Zink Batterien hatten eine Kapazität von 1.2 KWh. Der maximale Strombedarf bei Mars war 380 Watt.

Die technische Ausstattung der beiden Sonden wurde erheblich verbessert. Zwar verwendeten beide noch Sequenzer, wurden also durch Kommandos gesteuert, doch diese konnte man nun abspeichern, so dass man nicht dauerhaften Kontakt aufrecht erhalten musste. Dazu kamen Kommandos um einfache Berechnungen durchzuführen. Insgesamt 53 Kommandos standen zur Verfügung, darunter 16 für Berechnungen und nicht zur Sondensteuerung. Beide Sonden erhielten während der Mission 946 bzw. 956 Kommandos. Wesentliche System der Sonden:

Nariner 6+7 Systeme
System Gewicht

Struktur und mechanische Systeme

120.7 kg
Elektrisches System 62.1 kg
Batterien 54.9 kg
Kommandosystem 10.9 kg
Bandrekorder 19.0 kg
Treibstoff (inert) 37.2 kg
Kabel / Pyrotechnik 35.4 kg
Zentraltriebwerk 10.9 kg
Temperaturkontrolle 13.1 kg
Treibstoff (Antrieb) 10.0 kg
Wissenschaftliche Nutzlast 57.6 kg

Gegenüber Mariner 3+4 war also die wissenschaftliche Nutzlast verdreifacht worden.

Das Bandlaufwerk fasste nun 195 MBit. Zusammen mit einer erheblich verbesserten Fernsehkamera die nun 900 × 500 Punkte in 7 Helligkeitswerten auflöste konnte man bis zu 61 Aufnahmen abspeichern. Die Größten Änderungen gab es aber in der Kommunikation. Die Sonden verfügten über die doppelte Sendeleistung (20 Watt) und erheblich effizientere Wanderfeldröhrenverstärker. Auf der Erde war inzwischen das Deep-Space Network mit Antennen von 64 m Größe aufgebaut worden. Die Passagedistanz war durch die schnelle Distanz auch nur halb so weit wie bei Mariner 4. Alle Maßnahmen zusammen ließen die Datenrate von 8.33 auf 670 Baud steigen.

Die wissenschaftliche Instrumentierung war nun mehr auf die Planetenerkundung ausgerichtet. Es bestand aus zwei Fernsehkameras mit 11x 14° und 1.1 × 1.4 Grad Bildfeldgröße. Diese waren gekoppelt an Teleskope mit 50 bzw. 508 mm Brennweite. Die Übersichtskamera machte Aufnahmen von 25 m km Auflösung aus der Ferne, die Telekamera erreichte 300 m Auflösung bei der Passage. Das Auslesen eines Bildes und Schreiben auf den Rekorder dauerte 42 Sekunden.

Ein Infrarotspektrometer und UV Spektrometer sandten Spektren zur Erde, aus denen man die Zusammensetzung der Marsatmosphäre ablesen konnte. Ein Infrarotradiometer maß die Temperaturen im 63 Sekunden Abstand. Man verzichtete komplett auf die Teilchenexperimente für den interplanetaren Rum die man bei Mariner 1-5 auch durchführte.

Die Starts der Sonden erfolgte am 24.2.1969 und 27.2.1969. Der Flug von Mariner 6 war reibungslos, Mariner 7 verlor kurzzeitig den Funkkontakt zur Erde und am 30.7.1969 entwich nach einem Mikrometeoritentreffer Elektrolyt aus der Batterie, die dadurch ausfiel.

Am 29.7.1969 wurden die TV Kamera von Mariner 6 in Betrieb genommen. Die Entfernung zum Mars betrug 1126540 km. Bis zu 724000 km Entfernung wurden 50 Aufnahmen gemacht und zur Erde übertragen. Am 31.7.1969 passierte die Sonde den Mars in 3412 km Entfernung und nahm in 17 Minuten weitere 25 Bilder von der Telekamera auf, die am nächsten Tag zur Erde übertragen wurden. Alle Experimente waren erfolgreich, lediglich ein Kanal des Infrarotspektrometers und einer des Radiometers war ausgefallen.

Am 2.8.1969 näherte sich Mariner 7 dem Planeten und funkte innerhalb der nächsten 2 Tage 93 Reihenaufnahmen des Mars in 3 Sitzungen zur Erde. Bei der nahen Passage des Planeten am 5.8.1969 folgten weitere 33 Aufnahmen. Man hatte die Sonde nach der Passage von Mariner 6 umprogrammiert um mehr Nahaufnahmen zu gewinnen.

Die Ergebnisse der Sonden waren ernüchternd. Nun waren 20 % der Marsoberfläche photographiert, und man sah neben den Kratern die man auf Mariner 4 Bilder fand auch chaotisches Gelände. Die interessanten Formationen des Mars, wie die großen Vulkane der Tharsis Ebene oder das Valles Marineris oder zahlreiche ausgetrocknete Flussläufe wurden von Mariner 6+7 aber nicht erfasst. Die Sonden machten vor allem Aufnahmen der Südhalbkugel. Der Bodendruck und die Temperaturen konnten genauer bestimmt werden und die Zusammensetzung der Atmosphäre präzisiert werden. Es war nun ausgeschlossen, das es flüssiges Wasser auf dem Mars gab, die Polarkappen mussten sogar aus gefrorenem Kohlendioxid bestehen. Auf Aufnahmen von Mariner 7 konnte die Größe von Phobos, dem größeren der beiden Marsmonde zu 22.4 × 17.6 km bestimmt werden. Die Fotos, die just eine bzw. zwei Wochen nach Rückkehr der Apollo 11 Astronauten veröffentlicht wurden, trafen so auf eine sensible Öffentlichkeit, deren Bewusstsein wieder die ersten im Weltraum zu sein, gestärkt wurde.

Die Gesamtkosten für Mariner 6+7 betrugen 125 Millionen USD, zuzüglich 20 Millionen USD für die beiden Atlas-Centaur Trägerraketen. Sie waren damit die teuersten Sonden innerhalb des Mariner Programms. Mehr über Mariner 6+7 in einem eigenen Aufsatz.

Mariner 8+9

Mariner 8+9Das Startfenster von 1971 war das günstigste im ganzen Marinerprogramm. Der Mars hat im erdnächsten Punkt eine Entfernung von 55.5-100 Millionen km, je nach Position und 1971 sollte er sich bis auf 55.8 Millionen km nähern. Dies würde es erlauben bis zu 1031 kg schwere Raumsonden mit der Atlas-Centaur zu starten. Dies reichte um genügend Treibstoff mitzuführen um eine Raumsonden einen Orbit einzubremsen. Mariner 8+9 sollten mindestens 90 Tage im Orbit verblieben und in einer elliptischen Umlaufbahn von 32.8 h Dauer die nördliche bzw. südliche Hemisphäre im aufnehmen.

Beide Sonden wurden aus dem Mariner 6+7 als Vorlage weiterentwickelt. Bei Mariner 8+9 war die NASA schon auf dem Sparkurs: Innerhalb von 5 Jahren sank das Budget von 1968 bis 1973 um ein Drittel. Mariner 8+9 sind im Prinzip Mariner 6+7 Sonden mit einem Triebwerk und neuen Instrumenten. Zentraler Elektronikteil, Sender / Empfänger und Solarpanels sind identisch.

Auf dem zentralen Elektronikring befand sich der Treibstofftank mit den Treibstoffen Monomethylhydrazin und Stickstofftetroxid. Das Triebwerk hatte nun einen Schub von 1335 N und der Treibstoff reichte aus um eine Geschwindigkeitsänderung von 1600 m/s durchzuführen. Die Sonde hatte eine Gesamtmasse von 998 kg, nahe am Limit, was eine Centaur zum Mars befördern konnte.

Das Magnetband hatte eine Kapazität von 180 MBit bei einer Länge von 168 m. Die Datenrate betrug beim Schreiben 132 KBaud. Zur Erde konnten Daten mit 16,8,4,2 und 1 KBaud übertragen werden. Der Sequenzer hatte mit 512 Wörtern die vierfache Kapazität des Mariner 6 Pendants, er arbeitete aber mit derselben Technologie. Er empfing in 11 Monaten 46000 Kommandos. Die Kommunikation geschah über eine 1.37 m Antenne im S-Band mit maximal 16 KBaud.

Mariner 8+9 Systeme
System Gewicht
Struktur + Mechanik 155.1 kg
Elektrik 60.8 kg
Stromversorgung + Batterien 72.6 kg
Sequenzer 10.4 kg
Lagekontrolle 39.4 kg
Pyrotechnik und Kabel 49.4 kg
Treibstoff (inert) 98.0 kg
Treibstoff (Antrieb) 439.1 kg
Wissenschaftliche Nutzlast 63.1 kg
Temperaturkontrolle 10.0 kg

Die wissenschaftliche Nutzlast bestand aus zwei Fernsehkameras. Diese wurden von Mariner 6+7 übernommen und hatten ein Blickfeld von 1.1 × 1.4 bzw. 11 × 14 Grad. Neu waren aber die Empfänger. Sie lösten jedoch 700 × 832 Punkte mit 9 Bits für die Helligkeit auf. Die Bilder waren besser als bei Mariner 6+7, da man von einem gemischten System (analog / digital) auf ein digitales umgestellt hatte. Dadurch sank das Eigenrauschen der Bilder und die Verschlusszeiten konnten geringer sein. Die Zeit für das Auslesen eines Bildes aus der Bildröhre betrug 42 Sekunden. Dazu kamen wie bei Mariner 6+7 ein Infrarotradiometer und Spektrometer (übernommen vom NIMBUS Wettersatelliten) sowie ein UV Spektrometer, das schon in ähnlicher Form bei Mariner 6+7 eingesetzt wurde.

Die ursprüngliche Mission war so geplant: Mariner 8 sollte in 90 Tagen 70 % der Mars Oberfläche kartieren. Mariner 9 die zeitliche Veränderung der Mars Atmosphäre beobachten und von ausgewählten Regionen Detailaufnahmen machen. Anders als Mariner 6+7 flogen die Sonden auf einer langestreckten Bahn mit 398 Millionen km Länge, um die Ankunftsgeschwindigkeit zu minimieren.

Doch es kam alles anders. Am 8.5.1971 startete Mariner 8. Doch kurz nach der Zündung der Centaur gab es Abweichungen und 365 Sekunden nach dem Start wurde die Stufe vom Bordcomputer vorzeitig abgeschaltet. Die Sonde stürzte 570 km nördlich Puerto Rico in den Atlantik. Ursache war eine fehlerhafte Diode im Centaur Bordcomputer. Man verschob den Start der Schwestersonde um einige Tage um den Bordcomputer zu überprüfen. Er klappte am 30.5.1971. Da Mariner 9 in einen Orbit einschwenken musste, näherte Sie sich Mars langsamer.

Am 11.11.1971 schwenkte die Sonde in einen 1397 × 17616 km Orbit mit einer Inklination von 64.28 Grad ein. Dieser wurde zweimal geändert um ab dem 30.12.1971 stabil zu bleiben bei 1653 × 16915 km. Schon bei der Ankunft baute sich ein globaler Staubsturm auf, der Bilder weitgehend strukturlos machte, nur einige Vulkane ragten aus der Staubwolke heraus. In dieser Zeit wurden einige wenige Farbbilder gewonnen, die einzigen während der ganzen Mission.

Die Mission von Mariner 9 musste nun auch die Vorgaben von Mariner 8 mit übernehmen, daher wurde die Bahn so gewählt, dass man die nördlichen Gebiete besser kartieren konnte. Die Zeit zwischen der Beobachtung von Detailregionen wurde von 5 auf 17 Tagen gesteckt. Jeden Tag machte die Sonde über 21 Stunden Aufnahmen (max. 36 Stück) und übertrug diese während 3 Stunden zur Erde. Schon im Juli 1971 bemerkte man ein Leck im Stickstofftank, der mit 176 Bar Druck für die Lageregelung diente. Dadurch war die Missionsdauer begrenzt. Nach 349 Tagen im Orbit war am 27.10.1972 das Druckgas erschöpft und die Sonde wurde abgeschaltet. Sie hatte bis dahin 7329 Bilder zur Erde übermittelt. Davon 5000 nach Ende des Staubsturms, d.h. auswertbare Bilder. Die Gesamtzahl der Informationen betrug 54 GBit- 27 mal mehr als alle vorherigen Missionen zusammen. Aus 1500 Bildern konnte das JPL einen Marsglobus mit einer Auflösung von 1-2 km erstellen. 1-2 % der Oberfläche wurden mit 100 m Auflösung erfasst. Weiterhin hatte man nun genaue Vorstellung von der Marsatmosphäre, den globalen Temperaturen und ihrem Tages- und jahreszeitlichen Veränderungen. Nachdem Mariner 4,6,7 den Mars wüst präsentierten entdeckte man auf den Mariner 9 Bildern Spuren von Flüssigkeit (ausgetrocknete Flüsse), Vulkane bis 27 km Höhe und das Valles Marineris, einen 4000 km langes Canon System, das nach den Mariner Sonden benannt wurde.

Die Gesamtkosten der Mariner 8+9 Mission betrugen durch Verwendung von Teilen der Mariner Mars 69 Mission nur 137 Millionen USD. Mehr über Mariner 8+9 in einem eigenen Aufsatz.

Mariner 10

Mariner 10Mariner 10 war neben Mariner 5 die zweite Einzelmission in dem Projekt. Die Raumsonde sollte als erste das planetare Billard erproben, um zu Merkur zu gelangen. Sie war auch im einzigen Programm die einzige Sonde die nicht nur zu Venus oder Mars flog. Nachdem man schon in den ersten Planetenmissionen festgestellt hatte, dass die Gravitation eines nahen Vorbeiflugs die Bahn beeinflusste, suchte man nach Wegen diese auszunützen. Man entdeckte, dass man 1970 und 1973 über Venus zu Merkur gelangen konnte. Dabei benötigte man nur in etwa die Startenergie, die eine Bahn zur Venus hat, nicht die zum Merkur. Dadurch konnte eine Sonde mit einer Atlas-Centaur als Trägerrakete, anstatt einer Titan 3C auskommen. Anfang 1970 wurde das Projekt beschlossen und man entdeckte, dass man bei sorgfältiger Auswahl des merkurnächsten Punktes die Bahn wiederum so umlenken könnte, dass eine Periode von 176 Tagen resultiert, d.h. die Sonde nach einem Umlauf wieder Merkur begegnet, der die Sonne in 88 Tagen umläuft.

Mariner 10 basiert auf demselben Bus, der schon bei Mariner 6-9 eingesetzt wurde, auch wurden zahlreiche Systeme von Mariner 9 übernommen. Dadurch konnten die Projektkosten bei 98 Millionen USD gehalten werden. Die Gesamtstartmasse betrug 503 kg.

Die Sonde verfügt nur über zwei Solarpanels von jeweils 2.15 × 1.2 m Länge und 5.2 m² Fläche. Sie lieferten 500 Watt in Erdnähe und 820 Watt bei der Venus. Bei Merkur wurde die Strommenge auf 820 Watt begrenzt indem man die Solarzellen nicht mehr voll der Sonne aussetzte und so die Hitzebelastung kleiner hielt. Die Antenne wurde von Mariner 9 übernommen, jedoch durch einen Sender im X Band ergänzt, der Datenraten von 117.6 KBit erlaubte, 7 mal mehr als bei Mariner 9 (Durch die 4 fach höhere Sendefrequenz und geringere Entfernung zur Erde). Damit waren die Bilder life in 42 Sekunden übertragbar - direkt ohne Zwischenspeicherung auf Band. Für Daten mit niedriger Fehlerrate (1:10.000) wurde ein zweiter S-Band Sender verwendet. Weiterhin war sowohl der Sequenzer von Mariner 8+9 wie auch das 180 MBit Bandlaufwerk mit dabei.

Mariner 10
System Gewicht
Struktur + Mechanik 109.4 kg
Elektrik, Transponder 60.8 kg
Solarpanel, Batterien 53.6 kg
Sequenzer 10.4 kg
Lagekontrolle 29.9 kg
Pyrotechnik und Kabel 30.8 kg
Treibstoff (Lageregelung) 11.3 kg
Temperaturkontrolle 9.5 kg
Wissenschaftliche Experimente 78.2 kg
Treibstoff (Kurskorrektur) 29.0 kg
Gesamtstartmasse 503 kg

Wesentlich für die Mission war eine gute Isolation der Sonde und Schutz der wichtigsten Systeme vor der Sonneneinstrahlung. Die Sonde näherte sich der Sonne bis auf 67 Millionen km, d.h. sie wurde der 5 fachen Energie (fast 7 KW pro Quadratmeter) ausgesetzt. Die Unterseite der Sonde erhielt daher einen Sonnenschutzschirm und die Instrumente wurden in Goldfolie verpackt.

Im Laufe des Projektes wurde aus dem aus Mariner Altbeständen zusammengeschusterten Raumflugkörper, die leistungsfähigste Raumsonde des ganzen Programms. Eine der wichtigsten Entscheidungen war der neue X-Band Sender. Damit war es auch bei einer Vorbeiflugmission möglich innerhalb eines Tages einige Hundert Bilder zu senden anstatt relativ wenige wie Mariner 6+7. Dann übernahm man von Pioneer 10+11 die größeren Tanks für den Stickstoff als Druckgas. Dadurch waren drei anstatt zwei Vorbeiflüge an Merkur möglich. Dazu kamen erheblich leistungsfähigere Instrumente als bei den bisherigen Mariners:

Atlas Centaur StartAm 3.11.1973 startete Mariner 10 nach nur 2.5 Jahren Entwicklungs- und Bauzeit. Die Atlas Centaur beschleunigte die Sonde auf 11380 m/s und zur Venus. Die Sonde schickte nach 16 Stunden die ersten Bilder zur Erde und machte in den folgenden Tagen 5 Mosaike der Erde und des Mondes. Bis zum 7.11 hatte die Sonde schon 900 Bilder zur Erde übertragen.

Im Januar richtete man die Instrumentenplattform auf den Kometen 75P/Kohoutek und analysierte seine Zusammensetzung. Nach dem weiteren Kurskorrekturmanöver war klar, das Mariner 10 die Venus in 5824 km Entfernung passieren würde, in einem Fenster das 400 km breit war. Sie passierte die Venus am 5.2.1974 in 5784 km Entfernung, also 50 km vom Zielpunkt entfernt. Da die Sonde sich von der Nachtseite her näherte, gab es die ersten Bilder erst aus 8000 km Entfernung, 12 Minuten vor der nächsten Begegnung. Die ersten Fotos zeigten Nebel über dem Bild, der sich dann jedoch legte. Als man die Filter durchlief stellte man fest, dass man im UV Bereich sehr deutliche Strukturen in der Atmosphäre sehen konnte, die im sichtbaren Bereich kaum zu erkennen waren. Man gewann dann die meisten Bilder durch den UV Filter. Das letzte Bild wurde am 13.2.1974 gemacht. Innerhalb von 8 Tagen hatte die Sonde 4165 Bilder der Venus zur Erde gesandt.

Am 16.3.1975 wurde durch ein Kurskorrekturmanöver gewährleistet, dass die Sonde bei der Merkurpassage so umgelenkt würde, dass sie einen 176 Tage Orbit erreicht. Am 23.3.1975 kam das erste Bild von Merkur aus 5.3 Millionen km Entfernung an. Ab dem 28.3.1975 wurde alle 42 Sekunden ein Bild zur Erde übermittelt. Am 29.3.1975 passierte die Sonde Merkur in nur 327 km Höhe. Ab 5790 km Höhe war die Funkverbindung zur Erde unterbrochen und die Aufnahmen wurden auf Band gespeichert. Nach der Passage wiederholte sich das Spiel. Insgesamt übermittelte die Sonde bis zum 3.4.1975 in 3.5 Millionen km Entfernung 2000 Bilder.

Daneben wurde entdeckt das Merkur im Gegensatz zur Venus ein Magnetfeld hat. Weiterhin wurde die Temperaturen bestimmt. Es wurde wie erwartet keine Atmosphäre gefunden.

Doch gab es auch Probleme: Kurz vor dem Encounter mit Merkur fielen einige Instrumente aus, darunter die Datenverbindungen für die technischen Werte. Als Folge rotierte Mariner 10 doppelt so schnell um die Achse und verlor einen großen Teil seines Lageregelungskontrollgases. Man begann die Solarpanel als Segel zu benutzen um Kontrollgas zu sparen, doch die Hoffnungen auf eine dritte Begegnung mit Merkur schwanden. Trotzdem musste Mariner 10 am 9/10 Mai 1975 zwei Kursmanöver ausführen, die es wieder bis auf 48000 km an Merkur heranbrachten. Die zweite Passage musste erheblich entfernter sein, damit Merkur die 176 Tage Bahn nicht veränderte.

Die zweite Begegnung fand bei größere Distanz von der Erde aus statt, so dass man die Antennen auf der Erde zusammenschaltete um die Datenrate gleich hoch zu halten. Der Fokus lag bei der zweiten Begegnung auf der Südpolregion und die gut photographierte Region betrug nun 75 % der Hemisphäre nach 50 % beim ersten Encounter. Da Merkur sich aber in 59 Tagen um die Sonne dreht, wandte er der Sonne dieselbe Seite zu, sogar bei selben Belichtungsbedingungen! Am 21.9.1975 fand die zweite Begegnung in 48069 km Distanz statt. Man entdeckte eine extrem dünne Atmosphäre aus Helium.

Weiterhin erprobte man eine Technik die seitdem Standard ist. Bislang wurden Ort der Sonde relativ zum Planeten durch Bahnberechnungen und Messungen des Dopplereffekts des Signals festgestellt. Vom 17-19.9.1974 machte Mariner 10 einige Hundert Bilder von Merkur wobei man die Belichtungszeit so anpasste, dass man auch die Sterne sah. Diese optische Navigation erlaubte es, die Position der Sonde relativ zum Planeten festzustellen und ist heute Standard bei Planetenmissionen.

Nach der zweiten Begegnung tat man alles um Kontrollgas zu sparen. Sogar die Parabolantenne diente als Sonnensegel. Trotzdem verlor Mariner 10 erneut zweimal die Kontrolle und es kostete wertvolles Gas sie wieder unter Kontrolle zu bringen. Da die dritte Begegnung die letzte sein würde näherte man sich Merkur wieder auf 709 km. Diesmal standen Magnetfeldmessungen im Vordergrund. Kurz nach der dritten Begegnung am 16.3.1975 war am 24.3.1975 das Lagekontrollgas erschöpft und die Transmitter der Sonde wurden abgeschaltet. Insgesamt hat die Sonde 9000 Bilder von Merkur und Venus zur Erde gesandt und 45 % der Merkuroberfläche fotographisch erfasst. Mehr über Mariner 10 in einem eigenen Aufsatz.

30 Jahre nach Mariner

Die Marinersonden ebneten nicht nur den Weg für weitergehende Sonden wie Viking oder die heutigen Marssonden. Bei der Venus und Merkur sind bis heute die Bilder von Mariner 10 die letzten die man gewonnen hat. (Pioneer-Venus 2 lieferte etwa 500 Bilder der Venus, aber von schlechterer Qualität). Dies wird sich erst ab dem Jahr 2006 ändern, wenn Venus Express der ESA startet und 2004 Messenger (Merkur Orbiter) der NASA. Ergänzt wird dieser ab 2010 von BepiColombo einem Merkur Orbiter/Lander System der ESA.

Wesentliche Techniken der Planetenforschung wie die Vermessungen der Trägersignale um Informationen über Planeten zu erhalten, optische Navigation oder Swing-By Manöver sind erstmals bei Mariner Sonden erprobt worden. Man hat aber auch gelernt: Alle Raumsonden ab Voyager haben ein System für Lagekontrolle und Kurskorrektur, nachdem zwei Mariner Missionen (8+9) vorzeitig durch Erschöpfung des Stickstoffvorrates beendet waren (Ähnliches passierte auch einem Viking Orbiter, der das System von Mariner übernahm). Heute nutzen auch alle Sonden das X Band, anstatt wie zu Beginn des Mariner Programms das S Band zum Datenverkehr.

Auch die Ziele der Sonden haben sich kaum geändert. Damals wie heute finden die meisten Starts von US Planetensonden zum Mars statt, da man zwar bei der Venus das "Wetter" beobachten kann, jedoch keinen Blick auf die Oberfläche werfen kann. Von Landern die länger als einige Stunden funktionieren ganz zu schweigen.

Die nicht geflogenen Mariner

Neben den gestarteten Sonden gab es auch einige die nicht über das Planungsstadium herauskamen. Die Projekte hatten eines gemeinsam: Sie waren jeweils weit ambitionierter als die tatsächlich geflogenen Missionen.

Mariner A

Die Mariner Sonden wurden ursprünglich nicht als das Programm konzipiert, welches schließlich umgesetzt wurde. Die ersten Planungen waren viel anspruchsvoller als die späteren Sonden. Sie setzten voll auf die seit 1956 entwickelte Centaur Oberstufe, die 1960 nach den Planungen noch 1962 zur Verfügung stehen sollte. Mariner A+B wurden zu dieser Zeit projektiert als anspruchsvolle Venus und Marssonden. Durch Verzug in der Entwicklung der Centaur und die Ankündigung der Mondlandung - mit der die Projekte Ranger, Surveyor und Lunar Orbiter in den Focus rückten - strich man später Mariner A+B.

Dieses Projekt wurde am 15.6.1960 vorgeschlagen. Zuerst sollte die Raumsonde 1962 an der Venus vorbeifliegen, Im Februar 1962 wurde der Plan geändert und Vorbeiflüge 1962,1964 und 1965 waren vorgesehen. Der hexagonale Rahmen sollte von Ranger übernommen werden. Trägerrakete der 487-686 kg schweren Sonden wäre eine Atlas-Centaur gewesen. Anvisierte Startmasse waren 567 kg für die Venusmission. Als diese nicht im genannten Zeitraum verfügbar war wurde das Projekt am 30.8.1961 eingestellt und stattdessen Mariner 1+2 gestartet. Teile die man für Mariner A entwickelt hatte wurden bei Mariner 1+2 eingesetzt.

Mariner B

Das Projekt wurde mit Mariner A zusammen am 15.6.1960 vorgeschlagen. Es war eine Marssonde die am 1964 starten sollte. Auch sie basierte auf der Atlas-Centaur als Trägerrakete und machte einige Änderungen im Laufe der Zeit durch: Zuerst war an eine Landemission auf Venus oder Mars 1964 gedacht worden. Im Februar 1961 wurde die Venuslandung gestrichen. Am 9.4.1962 gab es eine Kehrtwendung: Nun sollte wieder auf der Venus gelandet werden, aber nicht auf dem Mars. Am 14.3.1963 war wieder eine Marslandung geplant und am 6.5.1963 wurde die Mission verschoben und in Mariner 1966 umbenannt (siehe dort). Das Problem für Mariner B war das sie zu teuer für die Haushaltsjahre 1964 und 1965 war. Weiterhin war die Landekapsel mit 360 kg Gewicht weit über dem Limit von 225 kg, das transportiert werden konnte. 23 kg Instrumente sollte die Kapsel mitführen.

Mariner Mars 1966

Dieses im Mai 1963 vorgeschlagene und am 19.12.1963 genehmigte Projekt sollte das ambitionierte, aber letztendlich mit der verfügbaren Technologie nicht umsetzbare Mariner B Projekt ersetzen. Geplant waren zwei Vorbeiflugsonden am Mars, die jeweils eine kleine Atmosphärensonde absetzen sollte. Als Muttersonde war eine modifizierte Mariner 4 Sonde vorgesehen. Doch schon 28.7.1964 stellte man das Projekt wieder zugunsten des "Advanced Mariner 1969" Projektes ein. Trägerrakete wäre eine Atlas Centaur gewesen. Intern liefen die Sonden auch als Mariner-E und Mariner-F.

Advanced Mariner 1969

Dieses Projekt wurde im Januar 1964 vorgeschlagen und am 2.8.1964 genehmigt. Es ersetzte das Mariner Mars 1966 Projekt und sah nun wie das Mariner B Projekt nun wieder einen echten Lander vor. Gleichzeitig sollte auch ein Orbiter gestartet werden. Schon am 20.11.1964, nach wenigen Monaten wurde es wieder eingestellt. Wahrscheinlich kam man relativ schnell zu dem Schluss, das diese Mission mit einer Atlas-Centaur Trägerakete nicht durchführbar war.

Namensverwirrungen

Wie die Pioneer Sonden liefen auch die Mariner Sonden intern unter anderen Namen. Diese tauchen in den JPL Dokumenten immer wieder auf, so dass es sinnvoll ist, Sie hier einmal aufzulisten:

Offizieller Name JPL Name Interne Projektbezeichnung
Mariner 1+2 Mariner-Venus 1962 Mariner R-1 und Mariner R-2
Mariner 3+4 Mariner-Mars 1964 Mariner M, Mariner C+D
Mariner 5 Mariner Venus '67 Mariner E
Mariner 6+7 Mariner Mars 69A und B Mariner F und Mariner G
Mariner 8+9 Mariner Mars '71 Mariner H and Mariner I
Mariner 10 Mariner Venus/Mercury 73 Mariner J

Instrumente und Startmassen

Eine sehr komische Tendenz innerhalb des Marinerprogramms ist, dass die Startmassen und das Gewicht der Instrumente zwar laufend anstiegen, die Zahl jedoch dabei stetig (bis Mariner 10) zurückging:

Mission Startmasse Instrumentenmasse Anteil an der Startmasse Anzahl Instrumente
Mariner 1+2 202.8 kg 18.4 kg 9.1 % 7
Mariner 3+4 260.8 kg 15.8 kg 6.1 % 7
Mariner 5 244.9 kg 10.2 kg 4.2 % 5
Mariner 6+7 412.8 kg 57.6 kg 13.9 % 4
Mariner 8+9 997.9 kg 63.1 kg 11.3 % (ohne Treibstoff) 4
Mariner 10 502.9 kg 78.2 kg 15.5 % 7

Startdaten

Erfolg Datum Nutzlast Trägerrakete
- 22.07.1962 Mariner 1 Atlas Agena B
x 27.08.1962 Mariner 2 Atlas Agena B
- 05.11.1964 Mariner 3 Atlas Agena D
x 28.11.1964 Mariner 4 Atlas Agena D
x 14.06.1967 Mariner 5 SLV-3 Agena D
x 25.02.1969 Mariner 6 SLV-3C Centaur
x 27.03.1969 Mariner 7 SLV-3C Centaur
- 09.05.1971 Mariner 8 SLV-3C Centaur
x 30.05.1971 Mariner 9 SLV-3C Centaur
x 03.11.1973 Mariner 10 SLV-3D Centaur


© des Textes: Bernd Leitenberger. Jede Veröffentlichung dieses Textes im Ganzen oder in Auszügen darf nur mit Zustimmung des Urhebers erfolgen.
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