Mariner 10 was een Amerikaanse onbemande ruimtemissie waarbij een ruimtetuig een bezoek bracht aan de planeten Venus en Mercurius. Dit was de laatste missie uit NASA’s Mariner programma en was de eerste missie waarbij een ruimtetuig een bezoek bracht aan de kleine planeet Mercurius.
Met deze laatste Mariner missie wou men zoveel mogelijk leren over de planeet Mercurius die zich in ons zonnestelsel het dichtst bij de Zon bevindt. Daarnaast wou men met de Mariner 10 voor het eerst ook het principe achter de interplanetaire zwaartekrachtslinger uittesten door het ruimtetuig op zijn reis naar Mercurius langs de planeet Venus te laten vliegen. Hierdoor zou Mariner 10 een extra versnelling krijgen en zou zijn baan gewijzigd worden. Deze techniek zou later nog zeer vaak toegepast worden bij onbemande ruimtemissies waarbij ruimtetuigen bezoekjes brachten aan meer dan één planeet in ons zonnestelsel. Dankzij de Mariner 10 ruimtemissie kregen we ondermeer voor het eerst een blik te zien van het verlaten oppervlak van Mercurius en beschikten ingenieurs nu over een nieuwe techniek om ruimtetuigen het zonnestelsel te laten verkennen.
De Mariner 10 ruimtesonde
Mariner 10 had een gewicht van ongeveer 500 kilogram en beschikte over twee grote zonnepanelen voor het opwekken van elektriciteit. Deze zonnepanelen hadden elk een lengte van 2,7 meter en beschikten samen over een oppervlakte van 5,1 vierkante meter. Het ruimtetuig werd voorzien van tien wetenschappelijke instrumenten waaronder het Television Photography Experiment dat bestond uit twee Cassegrain telescopen met een diameter van vijftien centimeter waarmee men gedetailleerde opnamen kon maken van het oppervlak van Mercurius. De ruimtesonde zelf werd gebouwd op een achtvormige structuur die 1,3 meter groot was. Het propulsiesysteem van de Mariner 10 bestond uit één op vloeibare brandstof werkende raketmotor en twee sets van kleinere jets die gebruikt werden om het ruimtetuig te stabiliseren tijdens zijn tocht door de interplanetaire ruimte. Doordat Mariner 10 zich dichtbij de Zon zou begeven, werd het ruimtetuig ook voorzien van een zonnescherm dat de instrumenten moest beschermen tegen straling en hoge temperaturen. NASA spaarde noch kosten noch moeite voor de Mariner 10 missie en bouwde tegelijkertijd een reserve ruimtesonde (Mariner K) die samen met een tweede Atlas-Centaur raket klaargemaakt werd voor lancering indien de Mariner 10 missie vroegtijdig zou mislukt zijn.
Lancering en missie
De Mariner 10 ruimtesonde werd vanop de Cape Canaveral lanceerbasis in Florida op 3 november 1973 in de ruimte gebracht door middel van een Amerikaanse Atlas-Centaur draagraket. Dit was de zevende geslaagde lancering uit NASA’s Mariner programma. Tijdens de Mariner 10 ruimtemissie wilden NASA en zijn ingenieurs voor het eerst het principe van de interplanetaire zwaartekrachtslinger uittesten. Gedurende een dergelijk manoeuvre, dat gebaseerd is op een theorie van de Italiaanse wetenschapper Guiseppe Colombo, krijgt een ruimtetuig een versnelling door de gravitatiekracht van een planeet. Het testen in de praktijk van deze theorie was voor NASA van zeer groot belang aangezien de Verenigde Staten plannen hadden voor de verdere exploratie van het zonnestelsel met onbemande ruimtetuigen. Gedurende de eerste week van de missie werden de camera’s aan boord van Mariner 10 uitvoerig getest en stuurde de ruimtesonde vijf panoramafoto’s van de Aarde en zes van de Maan terug naar de vluchtleiding. Daarnaast testte men de camera’s ook door foto’s te nemen van het noordpoolgebied op de Maan waar de zichtbaarheid voor goede foto’s niet zo goed is. Op 13 november 1974 werd uiteindelijk een eerste koerswijziging uitgevoerd zodat het ruimtetuig zich nu naar de planeet Venus kon begeven. Tijdens zijn reis naar Venus voerde Mariner 10 observaties uit van de komeet Kohoutek in het ultraviolette gedeelte van het spectrum. Mariner 10 bereikte Venus op 5 februari 1974 en vloog die dag op een afstand van 5 768 kilometer boven het oppervlak van de planeet. Gedurende deze scheervlucht onderzochten de instrumenten aan boord van de Mariner 10 vooral de atmosfeer van Venus en maakten de camera’s aan boord van de ruimtesonde meer dan 4 000 foto’s van het dikke wolkendek rondom Venus. Dankzij observaties van dit wolkendek in ultraviolet licht kregen wetenschappers voor het eerst details te zien in deze mysterieuze wolken.
Enkele maanden na de scheervlucht langs Venus bereikte Mariner 10 dankzij een interplanetaire zwaartekrachtslinger voor een eerste maal de kleine planeet Mercurius. Tijdens een eerste zogenaamde ‘flyby’ vloog het ruimtetuig op 29 maart 1974 op een hoogte van slechts 703 kilometer over het Mercuriusoppervlak. Voor het eerst vloog een ruimtetuig langs de planeet Mercurius en stuurde deze foto’s terug naar de Aarde van het met kraters bezaaide oppervlak. Na de eerste scheervlucht langs Mercurius vloog Mariner 10 langs de Zon waarna het ruimtetuig op 21 september 1974 een tweede maal over het Mercuriusoppervlak vloog. Ditmaal vloog de ruimtesonde op een hoogte van 48 069 kilometer over het zuidelijk halfrond van Mercurius. Opnieuw werd het oppervlak onder het ruimtetuig gedetailleerd gefotografeerd en onderzocht. Mariner 10 vloog uiteindelijk in maart 1975 nog een derde maal langs Mercurius. Tijdens deze derde flyby vloog de ruimtesonde op een hoogte van 327 kilometer over het noordpoolgebied van Mercurius. Enkele dagen na deze flyby raakte de brandstof aan boord van Mariner 10 vrijwel helemaal op en besloot NASA de missie op 24 maart 1975 stop te zetten aangezien men de baan van de Mariner 10 om Mercurius niet meer kon controleren en bijsturen. Vandaag de dag bevindt Mariner 10 zich wellicht nog steeds in een baan om de Zon en maakt het ruimtetuig om de paar maanden nog steeds een nieuwe scheervlucht langs Mercurius.
van achttien foto's die gemaakt werden op 29 maart 1974 door Mariner 10 - Foto: NASA
Ontdekkingen
Mariner 10 is ongetwijfeld één van de meest succesvolle NASA-missies in de geschiedenis van de onbemande ruimtevaart. Door zijn scheervlucht langs de planeet Venus ontdekte Mariner 10 sporen van roterende wolken en een zeer zwak magnetisch veld. Het ruimtetuig vloog vervolgens driemaal langs Mercurius en stuurde hierbij meer dan 2 800 foto’s van het Mercuriusoppervlak terug naar de Aarde waardoor men ongeveer 45% van het totale oppervlak voor het eerst in kaart kon brengen. De vele foto’s lieten ons een landschap zien dat te vergelijken is met dat van de Maan. Daarnaast ontdekten de instrumenten aan boord van de Mariner 10 ruimtesonde dat Mercurius een ijle atmosfeer heeft en dat de planeet een grote kern bezit die vooral bestaat uit ijzer. Tot grote verbazing van de vele onderzoekers die betrokken waren bij deze missie ontdekte Mariner 10 dat Mercurius een magnetisch veld heeft. Uit de scheervluchten bleek dat dit magnetisch veld veel gelijkenissen vertoonde met dat van de Aarde en dat dit de zonnewind rond de planeet omleidde. Wetenschappers kwamen aan de hand van data afkomstig van Mariner 10 ook tot de conclusies dat de temperatuur op het oppervlak van Mercurius ’s nachts daalt tot -183° Celsius en deze overdag stijgt tot 187° Celsius.
