1. Objetivos de la Misión

Mariner 7 fue la segunda de una misión de doble nave espacial (junto con Mariner 6) diseñada para realizar el primer estudio dual de Marte. Los objetivos principales eran de carácter científico y de reconocimiento:

Científicos:

• Estudiar la composición de la superficie y la atmósfera de Marte con sensores remotos.
• Medir la temperatura de la superficie, específicamente el casquete polar sur.
• Determinar la composición atmosférica, buscando gases clave mediante espectroscopía.
• Obtener imágenes de alta resolución de las características de la superficie para su análisis geológico.

Ingeniería:

• Validar la tecnología de sobrevuelo planetario de segunda generación.
• Demostrar la viabilidad de operar misiones múltiples de naves espaciales simultáneamente.
• Probar el sistema de comando reprogramable de la nave en el espacio profundo.

2. Especificaciones de la Sonda (Plataforma Mariner Mars 69)

La sonda Mariner 7 era idéntica a su gemela, Mariner 6. Su diseño se basó en la experiencia de misiones anteriores.

• Masa Total: 413 kg
• Arquitectura: Un bus octogonal de magnesio (1.38 m de diagonal) que albergaba la electrónica, la propulsión y los sistemas de energía. Una superestructura piramidal montada en la parte superior sostenía la plataforma de escaneo científico.
• Control de Actitud: Estabilización en tres ejes. La orientación se mantenía mediante sensores solares y un rastreador estelar fijado en la estrella Canopus. La actuación se lograba mediante 2 conjuntos de 6 propulsores de gas nitrógeno frío.
• Energía: Cuatro paneles solares (215 cm x 90 cm cada uno) con 17,472 células solares. Proporcionaban 800 W cerca de la Tierra y 449 W en Marte. Una batería recargable de plata-zinc de 1200 W-hr se utilizaba para maniobras y durante las ocultaciones.
• Comunicaciones: Antena parabólica de alta ganancia (1 m de diámetro) y una antena omnidireccional de baja ganancia montada en un mástil.
• Propulsión: Un motor cohete de monopropelente (hidracina) de 223 N de empuje para una única corrección de trayectoria a mitad de camino (TCM).
• Sistema de Datos: Un secuenciador y computadora central (CC&S) programable. Los datos de imagen se almacenaban en una grabadora de cinta analógica, mientras que los datos científicos no visuales se almacenaban en una grabadora digital.

3. Instrumentación Científica

La carga útil científica, de 59 kg, estaba montada en una plataforma de escaneo móvil debajo del bus principal.

• Sistema de Imágenes de TV: Dos cámaras de televisión:
  • Cámara A (Gran Angular): Lente de 52 mm, para cobertura de contexto amplio.
  • Cámara B (Teleobjetivo): Lente de 508 mm, para alta resolución (hasta 300 m).
• Espectrómetro Infrarrojo (IRS): Para medir la composición química de la superficie y la atmósfera.
• Espectrómetro Ultravioleta (UVS): Para analizar la composición de la atmósfera superior.
• Radiómetro Infrarrojo (IRR): Un sensor de dos canales para medir con precisión las temperaturas de la superficie.
• Experimento de Ocultación en Banda S: Utilizaba la señal de radio de la nave al pasar por detrás de Marte para medir la presión atmosférica, la densidad y la temperatura.
• Experimento de Mecánica Celeste: Utilizaba el seguimiento de la nave para refinar las mediciones de la masa de Marte y la efemérides del planeta.

4. Vehículo de Lanzamiento y Trayectoria

La misión utilizó el fiable lanzador Atlas-Centaur de la NASA.

• Lanzador: General Dynamics Atlas SLV-3C (cohete principal) con una etapa superior Centaur-D.
• Perfil de Lanzamiento: El vehículo logró una inyección transmarciana directa. No se utilizó una órbita de estacionamiento terrestre.
• Maniobra de Corrección (TCM): Se realizó con éxito una maniobra de corrección de trayectoria el 8 de abril de 1969.
• Incidente en Ruta: El 30 de julio de 1969, la nave perdió repentinamente la telemetría de alta ganancia. El control de la misión cambió con éxito a la antena de baja ganancia. Se teoriza que la nave fue golpeada por un micrometeorito o una batería defectuosa ventiló gas, cambiando su actitud.

5. Resultados de la Misión

La misión fue un éxito rotundo, cumpliendo todos sus objetivos principales a pesar del incidente en ruta.

1. Sobrevuelo: Mariner 7 sobrevoló Marte el 5 de agosto de 1969, solo cinco días después de su gemela Mariner 6.
2. Distancia Mínima: La aproximación más cercana fue de 3,430 km sobre la superficie marciana.
3. Adquisición de Datos: La nave recopiló 93 imágenes de "encuentro lejano" y 33 imágenes de "encuentro cercano" (126 en total). Combinada con Mariner 6, la misión devolvió 201 imágenes.
4. Reprogramación: Tras el sobrevuelo de Mariner 6, los científicos utilizaron el sistema de comando programable de Mariner 7 para reorientar sus instrumentos y obtener una cobertura más intensiva del intrigante casquete polar sur.
5. Imagen de Fobos: La misión proporcionó la primera fotografía de cerca de una luna marciana (Fobos), revelando su forma oscura e irregular.

6. Descubrimientos Científicos Clave

Los datos de Mariner 6 y 7 transformaron la comprensión humana de Marte:

• Casquete Polar Sur: El descubrimiento más significativo fue que el casquete polar sur estaba compuesto en gran parte por dióxido de carbono (CO2) congelado (hielo seco), no por hielo de agua como se suponía anteriormente. El Radiómetro Infrarrojo midió temperaturas de -123 °C, consistentes con la escarcha de CO2.
• Atmósfera: Los datos de ocultación confirmaron que la atmósfera era extremadamente delgada (presión superficial de 3.5 a 7 milibares) y compuesta principalmente de CO2.
• Superficie: Las imágenes mostraron un paisaje desolador y lleno de cráteres, mucho más parecido a la Luna que a la Tierra, desvaneciendo las esperanzas de la era de los "canales". También se identificaron regiones de "terreno caótico".
• Masa y Forma: Los datos de seguimiento refinaron las mediciones de la masa y la forma de Marte.