home *** CD-ROM | disk | FTP | other *** search
/ Space & Astronomy / Space and Astronomy (October 1993).iso / mac / TEXT / JPLNEWS1 / 0338.PR < prev    next >
Text File  |  1993-04-21  |  10KB  |  174 lines

  1. OFFICE OF PUBLIC EDUCATION AND INFORMATION 
  2. JET PROPULSION LABORATORY, CALIFORNIA INSTITUTE OF TECHNOLOGY 
  3. NATIONAL AERONAUTICS AND SPACE ADMINISTRATION 
  4. PASADENA, CALIFORNIA.  TELEPHONE 354-5011 
  5.  
  6. FOR RELEASE SUNDAY, JUNE 20, 1965 
  7.  
  8.           For 204 days the Mariner IV spacecraft has been charting 
  9. the vast expanse between the planets Earth and Mars on the  
  10. longest deep space mission in history. 
  11.           Since Mariner IV was launched last November 28, four  
  12. American astronauts have orbited the Earth, two Ranger spacecraft  
  13. have photographed the moon and dozens of other missions have begun 
  14. and ended. 
  15.           Mariner must fly yet another four weeks before it passes 
  16. within 6000 miles of Mars for close-up photography of the planet's 
  17. surface and as many weeks beyond Mars for transmission of the  
  18. pictures and other scientific data back to Earth. 
  19.           Although the spacecraft is now more than 113 million  
  20. miles away, it remains in constant touch with its home base, the  
  21. Jet Propulsion Laboratory in Pasadena, California, through a  
  22. remarkable space communications link. 
  23.           In a sense, Mariner IV is at the end of a long, taut,  
  24. invisible kite string, reeling itself out hundreds of thousands  
  25. of miles each day.  It's along this straight line that Mariner's  
  26. radio signal travels to Earth. 
  27.           For about nine hours each day, engineers and technicians 
  28. at the Goldstone Space Communication Station in Southern Califor-  
  29. nia have a firm grip on the imaginary length of string.  One of  
  30. Goldstone's 85-foot dish antennas is trained on Mariner, gathering
  31.  
  32.                                -2- 
  33.  
  34. in its faint broadcast and stands ready to transmit commands to  
  35. the spacecraft should they be required. 
  36.           As the Earth turns under Mariner, the antenna moves  
  37. slowly from east to west, finally losing radio contact on the  
  38. horizon.  Before the spacecraft gets out of earshot, another  
  39. station near Canberra, Australia, picks up the string for the  
  40. next nine-hour stint.  From Canberra, control is handed over to  
  41. Johannesburg, South Africa, and again back to Goldstone. 
  42.           Goldstone, Canberra and Johannesburg are stations of  
  43. NASA's Deep Space Network, which handles communications for  
  44. America's unmanned exploration of the moon, planets and inter-  
  45. planetary space.  The stations are located approximately 120  
  46. degrees apart around the glode so that at least one antenna is in  
  47. Mariner's line of sight at all times. 
  48.           Control center for the Mariner mission is headquartered  
  49. in the Space Flight Operations Facility at JPL in Pasadena.  It  
  50. is linked to the DSN stations by a ground communications system. 
  51.           The control center has been operating on a 24-hour  
  52. basis since launch day, the Friday following Thanksgiving Day,  
  53. 1964.  It is here that engineers and scientists have almost  
  54. immediate access to Mariner's constant flow of messages--about  
  55. 100,000 each day--that include measurements made by the  
  56. scientific instruments and those indicating the current condition  
  57. and performance of the spacecraft.  It is here also that the data  
  58. is analyzed and decisions are made to send commands to Mariner. 
  59.           Latest engineering event monitored in near real-time  
  60. was a command issued by the Mariner's on-board central computer 
  61.  
  62.                                -3- 
  63.  
  64. and sequencer to the Canopus tracker last Monday morning to  
  65. compensate for the changing relationship between the spacecraft,  
  66. the sun and the star Canopus.  The command electronically changed  
  67. the "look angle" of the tracker so that the star will stay in  
  68. view through the encounter sequence next month and beyond. 
  69.           The Johannesburg station was tracking Mariner when the  
  70. "update" occurred right on time at 11:40 a.m. EDT.  It was about  
  71. 10 minutes later that Mariner's keepers in Pasadena learned that  
  72. the command was issued and acted upon properly.  Because of the  
  73. communications distance on that day, Mariner's radio signal needed 
  74. 10 minutes to reach the big antenna in Johannesburg. 
  75.           As Mariner IV gets closer to Mars and to the critical  
  76. encounter sequence, activity will heighten in the Space Flight  
  77. Operations Facility and at the tracking stations.  During the  
  78. week prior to Mariner's July 14 planet fly-by, the three stations  
  79. now tracking Mariner will follow it from horizon to horizon,  
  80. increasing the viewing time of each to about 12 hours a day and  
  81. hence the overlapping coverage.  Three additional stations of the  
  82. DSN will be "on line"--at Woomera, Australia, Madrid, Spain, and  
  83. a second station at Goldstone. 
  84.           Power level of Mariner's radio signal, if measured at  
  85. the spacecraft antenna, is about 10 watts.  On July 14, at the  
  86. point of Mariner's closest approach to Mars where the distance to  
  87. Earth will be more than 134 million miles, power of the signal  
  88. received at Goldstone will be, in engineering language, 10 ?-19\  
  89. watt, or .0000000000000000001 of one watt.  This means that the 
  90.  
  91.                                -4- 
  92.  
  93. signal strength will dwindle from 10 watts at Mars to one-bil-  
  94. lionth-of-one-billionth-of-one-watt at Earth. 
  95.           Super-sensitive receivers, coupled with the big 85-foot  
  96. antennas at the DSN stations are able to home in on this signal,  
  97. as faint as it is, and amplify it for telemetry processing,  
  98. recording and relay via the ground communications system to the  
  99. control center in Pasadena. 
  100.           Before the technical personnel at any one of the  
  101. tracking stations can get hold of Mariner's long kite string by  
  102. "locking up" the signal with the station receiver, they must know  
  103. where to point the antenna when their turn comes around.  This  
  104. information is supplied by the radio signal itself.  As the  
  105. tracking data is received at one of the stations and is relayed  
  106. to the Space Flight Operations Facility, it reveals to trajectory  
  107. experts its exact location in space and its velocities relative  
  108. to the sun, Earth and Mars.  With the aid of computers of the  
  109. data processing center in the SFOF, predictions are made and  
  110. transmitted to the station waiting to lock up the signal.  These  
  111. predictions tell the station personnel where to expect Mariner to  
  112. appear in the sky as it clears the horizon and at what radio  
  113. frequency to tune the receiver. 
  114.           Accurate tracking of Mariner IV is based on the Doppler  
  115. shift of its radio signal, or the apparent change in frequency of  
  116. the signal as the spacecraft moves farther away from Earth.  Two-  
  117. way Doppler, used by the DSN for tracking lunar and planetary  
  118. spacecraft, utilizes a signal transmitted from the station to the  
  119. spacecraft receiver-transmitter where it is converted to a new 
  120.  
  121.                                -5- 
  122.  
  123. frequency in an exact ratio with the ground frequency and then  
  124. retransmitted to Earth.  Since the frequency of the signal sent  
  125. from the ground can be determined with great precision, the  
  126. resulting Doppler information and velocity calculations are very  
  127. accurate. 
  128.           Transmitter power at each of the stations is 10,000  
  129. watts.  The transmitter is used both for two-way Doppler tracking  
  130. and for sending commands to Mariner IV.  The spacecraft has re-  
  131. ceived and acted upon 42 commands frm Earth since launch.  Others  
  132. may be transmitted during the encounter phase of the mission. 
  133.           The two-way Doppler technique is the key to one of  
  134. Mariner IV's planetary investigations--the occultation experiment. 
  135. About an hour after the point of closest approach, the spacecraft  
  136. will pass behind Mars as viewed from Earth.  The Doppler effect  
  137. upon the radio signal as it penetrates the Martian atmosphere  
  138. will permit scientists to determine the density and scale height  
  139. of the atmosphere. 
  140.           If Mariner IV is still operating at Mars, its  
  141. television camera system will take and record as many as 21  
  142. black-and-white still pictures of the planet's surface for later  
  143. playback to Earth beginning about 10 hours after the fly-by. 
  144.           Because of the data rate possible at the Earth-Mars  
  145. distance--8 1/3 bits per second--it will take more than eight  
  146. hours to transmit one picture.  Each picture contains about  
  147. 250,000 bits of information.  It is planned to play back each  
  148. picture twice, requiring nearly three weeks for return of all  
  149. picture data.
  150.  
  151.                                -6- 
  152.  
  153.           Since the picture data will be received in binary form-- 
  154. ones and zeros which form values representing light intensity  
  155. from white to black--it is possible to receive part of a picture  
  156. at Johannesburg or Madrid and another part at Goldstone, losing  
  157. nothing in the transfer.  The time-coded digital information can  
  158. be matched at JPL where it will be converted into a photograph of  
  159. the surface of Mars.  The conversion process, involving computer  
  160. programs and specialized equipment, may take several days. 
  161.           On April 29, 1965, Mariner IV established a new space  
  162. communications distance record of 66 million miles.  The mark  
  163. will more than double at encounter. 
  164.           Mariner project officials do not anticipate a break in  
  165. the long communications thread connecting Earth and the spacecraft 
  166. for several months.  It is probable that Mariner IV will continue  
  167. broadcasting for a long time as it orbits the sun, but out of  
  168. range of the Earth. 
  169.  
  170.                                -0- 
  171.  
  172.  
  173. 338-6/17/65
  174.