Perjalanan Mariner 9 ke Mars

Mariner 9 adalah misi interplanetary pertama yang berangkat ke Mars, dimana tujuan utama dari misi ini adalah mengamati keadaan geologi dari Planet Mars itu sendiri. Mariner 9 sampai pada November 1971, dimana setelahnya Mariner 9 mengabadikan foto foto yang mengubah persepsi kita dari “planet yang kering dan dingin” menjadi “planet yang sempat memiliki air mengalir”. Sebelumnya, sudah banyak upaya yang dilakukan untuk mengamati “Red Planet” ini, dimana contohnya Mariner 3 gagal dalam perjalanan, dan Mariner 4 , 6 , dan 7 yang berhasil namun merupakan pengamatan sekilas. Untuk mendapatkan data yang lebih lengkap dan lebih baik, diperlukan long-term observatory.

Mariner 9 berada di angkasa selama 167 hari, dan akhirnya sampai di Mars pada 14 November 1971. Perlu diketahui, mariner 9 membakar roketnya hanya selama 15 menit sebelum mencapai orbit. Dimana hal ini merupakan sebuah pencapaian besar bagi masa di kala itu.

Mariner 9 merupakan pembuka bagi manusia untuk mendaratkan kaki di Planet Mars ini. "If we had launched something to land in 1971, it would really have been silly. I mean, we didn't know much about the atmosphere," ucap Donna Shirley, salah satu engineer dari Nasa. Pada 27 Oktober 1972 Mariner 9 kehabisan bahan bakar dan berhenti bekerja. Bagaimana prosedur yang dilakukan Mariner 9 sebelum mencapai Mars? Pada artikel kali ini, kami akan berusaha merekonstruksi misi tersebut berdasarkan perhitungan teoretikal dan membandingkan nya dengan keadaan sebenarnya.  

Check it out!

Misi Mariner 9

Tujuan: Planet Mars

Lokasi Peluncuran: Spaceport Florida Launch Complex 36

Waktu: 30 Mei 1971
Lintang    : 28º28’ LU 
Bujur    : 80º 32’ BB


Wahana Peluncur:
Massa total (ketika meluncur) : 1031 kg (Mariner Mars 1971 Project Final Report)
Massa Propelan    : 476 kg
Waktu peluncuran 13 menit
c : 1700 m/s
Gaya thrust: 1333N
Waktu hingga ke SOI mars: 167 hari

Injection ke mars: membakar 15 menit 23 detik pada 14 Nov 1971

α = 1.524 AU
α = 2,28×10^8 km
e = 0.0934
rap = 1,6660 AU

Mariner 9 diluncurkan langsung tanpa melalui orbit parkir. Pemisahan dari booster terjadi 13 menit setelah peluncuran. Pembakaran dilakukan lagi selama 15 menit 23 detik  untuk memasukkan mariner 9 ke dalam orbit yang diinginkan.

rpe = 1,3814 AU

Orbit Bumi: https://en.wikipedia.org/wiki/Earth%27s_orbit

α = 1 AU
α = 1,496×10^8  km
e = 0,0167
rap = 1,0167 AU
rpe = 0,98329 AU

Radius sphere of influence masing-masing planet terhadap matahari: https://en.wikipedia.org/wiki/Sphere_of_influence_(astrodynamics)

Untuk Bumi nilainya:

rsoi E = 924000 km

Untuk Mars nilainya:

rsoi M = 576000 km

Orbit satelit ketika sampai Mars:

(Mariner Mars 1971 Project Final Report)

Orbit parkir
Ketinggian 6544,9 km
Inklinasi 28,79º






C3:

Orbit parkir (asumsi lingkaran)

Kecepatan periapsis dari orbit hiperbola

Besar delta V injeksi

 

Massa propelan yang digunakan:

 

Soal no 5:

Dengan menggunakan pendekatan geometri diperoleh

Sudut antara pericenter Bumi dengan pericenter Mars adalah

Asumsi eksentrisitas Bumi mendekati 0, posisi Bumi ketika itu berada pada jarak 150 juta km. Dengan asumsi kecepatan wahana ketika keluar dari sphere of influence Bumi sebesar (3,031+30) km/s, dapat diketahui besar sumbu major dari wahana:

Besar momentum sudut spesifik:

Besar eksentrisitas orbit:

Sudut yang dibentuk antara perihelion dengan bumi ketika peluncuran:

Sudut yang dibentuk perihelion dengan mars ketika wahana mencapai mars:

 

 

Besar nilai E pada saat peluncuran:

 

Besar nilai E pada saat wahana sampai Mars

 

Waktu dari Bumi hingga Wahana tiba di Mars:

 

Soal no 6:

C3

Orbit parkir (asumsi lingkaran)

Kecepatan periapsis dari orbit hiperbola

Besar delta V injeksi

Massa propelan yang digunakan:

Ketika akan memasukkan wahana ke dalam orbitnya, pembakaran bahan bakar selama 6 detik dilakukan sehingga periodenya menjadi hanya dibawah 12 jam dengan periapsis 1387 km. Koreksi manuver dilakukan tanggal 30 Desember dengan cara menaikkan periapsis menjadi 1650 km dan mengubah periode orbitnya.

Video Penjelasan Rekonstruksi