mini|desno|Mariner 3 ili 4 Mariner 4, zajedno s Marinerom 3 poznat kao Mariner-Mars 1964), je NASA-ina svemirska letjelica namijenjena istraživanju Marsa, četvrta iz programa Mariner koje su bile namijenjenih istraživanju planeta u režimu preleta. Bio je dizajniran za naučno posmatranje Marsa i za prenos podataka tog posmatranja na Zemlju. Lansiran je 28. novembra 1964. pomoću rakete Atlas-Agena D iz Cape Canaverala. Kraj Marsa je preletio 14-15. jula 1965. i pri tome na Zemlju poslao prve fotorgafije njegove površine. nssdc.gsfc.nasa.gov (18. juni 2011.)
Snimio je prve slike druge planete ikada vraćene iz dubokog svemira; njihov prikaz kraterima prekrivene, mrtve planete uveliko je promijenio pogled naučne zajednice na život na Marsu.Bill Momsen (2006). "Mariner IV – First Flyby of Mars: Some personal experiences". p. 1 Pored vizuelnog posmatranja ciljevi misije bili su izvođenje mjerenja polja i čestica u međuplanetarnom prostoru u blizini Marsa i sticanje iskustva i znanja o inženjerskim mogućnostima za međuplanetarne letove dugog trajanja.
U početku se očekivalo da će ostati u svemiru osam mjeseci, ali je misija Marinera 4 trajala oko tri godine u solarnoj orbiti."Mariner 4 – Mars Missions". jpl.nasa.gov. NASA. Komunikacija sa sondom prekinuta je 21. decembra 1967.
Svemirska letjelica i podsistemi thumb|Dijagram Marinera 3 i 4 Svemirska letjelica se sastojala od osmougaonog magnezijumskog okvira, dijagonale 127 cm i visine 45,7 cm. Četiri solarna panela bila su pričvršćena na vrh okvira s rasponom od kraja do kraja od 6,88 metara, uključujući solarne lopatice za pritisak koje su se protezale s krajeva. Eliptična parabolična antena visokog pojačanja dimenzija 104,1 cm × 66,0 cm također je bila montirana na vrhu okvira. Svesmjerna antena niskog pojačanja bila je montirana na jarbol visok 223,5 cm pored antene visokog pojačanja. Ukupna visina svemirske letjelice bila je 2,89 metara. U osmougaoni okvir bila je smještena elektronska oprema, kablovi, pogonski sistem za korekciju kursa, te dovod i regulatore gasa za kontrolu položaja.
Naučni instrumenti su uključivali:Hugh R. Anderson (September 10, 1965). "Initial Results, Spacecraft Description and Encounter Sequence". Science. New Series. 149 (3689): 1226–1228. Bibcode:1965Sci...149.1226A. doi:10.1126/science.149.3689.1226. PMID 17747450.Glenn A. Reiff (January 28, 1966). "Mariner IV: Developing the Scientific Experiment". Science. New Series. 151 (3709): 413–417. Bibcode:1966Sci...151..413R. doi:10.1126/science.151.3709.413. PMID 17798511. Helijumski magnetometar, za mjerenje magnitude i drugih karakteristika međuplanetarnih i planetarnih magnetnih polja. Ionizaciona komora/Gajgerov brojač, za mjerenje intenziteta i distribucije nabijenih čestica u međuplanetarnom prostoru i u blizini Marsa. Detektor zračenja, za mjerenje intenziteta i smjera čestica niske energije. Teleskop za kosmičke zrake, za mjerenje smjera i energetskog spektra protona i Alfa-čestica. Sonda za solarnu plazmu,za mjerenje fluksa nabijenih čestica vrlo niske energije sa Sunca. Detektor svemirske prašine, za mjerenje impulsa, distribucije, gustoće i smjera svemirske prašine. Televizijska kamera, za dobijanje krupnih slika površine Marsa. Ovaj podsistem se sastojao od četiri dijela: Cassegrain teleskopa sa vidnim poljem od 1,05° x 1,05°, zatvarača i sklopa crveno/zelenog filtera sa vremenima ekspozicije od 0,08 i 0,20 sekundi, vidikonske cijevi za sporo skeniranje koja je pretvarala optičku sliku u električni video signal i elektronskih sistema potrebnih za pretvaranje analognog signala u digitalni bitstream za prijenos.
Električnu energiju za instrumente i radio predajnik Marinera 4 napajale su 28.224 solarne ćelije smještene u četiri solarna panela dimenzija 176 cm × 90 cm, koji su mogli osigurati 310 vati na oko 1,5 AJ (što je približno udaljenosti Marsa). Punjiva srebro-cinkova baterija od 1200 W·h također je korištena za manevre i podršku. Za pogon je korišten monopropelentni hidrazin, putem motora s vektorskom kontrolom i četiri mlaznice, s potiskom od 222 njutna (50 lbf), instaliranog na jednoj od strana osmougaone strukture. Kontrolu položaja svemirske sonde osiguravalo je 12 mlaznica hladnog dušika postavljenih na krajevima solarnih panela i tri žiroskopa. Solarne lopatice za pritisak, svaka površine 0,65 m2, bile su pričvršćene na vrhove solarnih panela. Informacije o položaju pružala su četiri senzora Sunca i senzor za Zemlju, Mars ili zvijezdu Canopus, zavisno od vremena u svemirskom letu. Mariner 4 je bila prva svemirska sonda kojoj je bila potrebna zvijezda kao navigacijski referentni objekt, budući da su ranije misije, koje su ostale blizu Zemlje, Mjeseca ili planete Venere, uočavale ili sjajnu površinu matične planete ili jarko osvijetljenu metu. Tokom ovog leta, i Zemlja i Mars bi bili previše slabi za navigaciono fiksiranje. Bio je potreban još jedan sjajni izvor pod širokim uglom od Sunca, a Canopus je ispunio ovaj zahtjev. Nakon toga, Canopus je korišten kao referentna tačka u mnogim sljedećim misijama.W. C. Goss (May 1, 1970). "The Mariner Spacecraft Star Sensors". Applied Optics. 9 (5): 1056–1067. Bibcode:1970ApOpt...9.1056G. doi:10.1364/AO.9.001056. PMID 20076329.
Telekomunikaciona oprema na Marineru 4 sastojala se od dvostrukih S-pojasnih predajnika (sa triodnim pojačalom od sedam vati ili cijevnim pojačalom od deset vati) i jednog radio prijemnika koji su zajedno mogli slati i primati podatke putem antena niskog i visokog pojačanja brzinom od 8⅓ ili 33⅓ bita u sekundi. Podaci su se također mogli pohraniti na magnetni snimač kapaciteta 5,24 miliona bita za kasniji prijenos. Sve elektronske operacije kontrolirao je komandni podsistem koji je mogao obraditi bilo koju od 29 direktnih komandnih riječi ili tri kvantitativne komande za manevre na sredini kursa. Centralni računar i sekvencer upravljali su pohranjenim vremenskim sekvencama koristeći frekvenciju sinhronizacije od 38,4 kHz kao vremensku referencu. Kontrola temperature postignuta je korištenjem podesivih žaluzina postavljenih na šest elektronskih sklopova, plus višeslojnih izolacijskih pokrivača, poliranih aluminijskih štitova i površinskih tretmana. Druga mjerenja koja su se mogla izvršiti uključivala su: Radio okultaciju Nebesku mehaniku zasnovana na preciznom praćenju
Mariner 4 je također trebao nositi ultraljubičasti fotometar na lijevoj strani krmene platforme za skeniranje TV kamere. Kasnije tokom testiranja otkriveno je da uključivanje UV fotometra stvara električne probleme koji bi ugrozili TV kameru. Kao rezultat toga, uklonjen je i zamijenjen simulatorom termalne/inercijske mase koji je dizajniran da emulira geometriju, masu i druge karakteristike UV fotometra kako bi se eliminisali svi nenamjerni problemi uzrokovani uklanjanjem UV fotometra. Ovaj rezervni UV fotometar je na kraju korišten na Marineru 5 1967. godine.
Misija Lansiranje Nakon što je Mariner 3 potpuno uništen, inženjeri JPL-a sugerirali su da je došlo do kvara tokom odvajanja metalne vanjske od unutrašnje obloge od fiberglasa zbog razlike u pritisku između unutrašnjeg i vanjskog dijela obloge, te da je to moglo uzrokovati zapetljavanje opružnog mehanizma za odvajanje i njegovo nepravilno odvajanje.
Testiranje u JPL-u potvrdilo je ovaj način kvara i uložen je napor da se razvije nova, potpuno metalna obloga. Nedostatak ovoga bio je taj što bi nova obloga bila znatno teža i smanjila bi nosivost Atlas-Agene. Convair i Lockheed-Martin morali su napraviti nekoliko poboljšanja performansi potisnika kako bi iz njega izvukli više snage. Uprkos strahovima da se radovi ne mogu završiti prije zatvaranja lansirnog prozora 1964. godine, nova obloga je bila spremna do novembra.John Uri (November 26, 2019). "55 Years Ago: Mariner 4 First to Mars". nasa.gov. NASA.
Nakon lansiranja sa lansirnog kompleksa 12 Zračne baze Cape Canaveral, zaštitni pokrov koji je pokrivao Mariner 4 je odbačen, a kombinacija Agena-D/Mariner 4 se odvojila od rakete Atlas-D. Početno paljenje je postavilo letjelicu u Zemljinu parkirnu orbitu, a drugo paljenje je ubacilo letjelicu u transfernu orbitu Marsa. Potom se Mariner odvojio od Agene i započeo operacije u krstarećem režimu. Solarni paneli su aktivirani, a platforma za skeniranje je otključana.
Lociranje Canopusa Pretraživač zvijezda na letjelici bio je postavljen tako da reaguje na bilo koji objekt koji je više od jedne osmine sjajniji, a manje od osam puta sjajniji od Canopusa. Pored samog Canopusa, senzor je mogao detektovati sedam takvih objekata. Trebalo je više od jednog dana "lutanja od zvijezde" da se pronađe Canopus, jer je senzor u početku locirao druge zvijezde: uzorak slučajne svjetlosti sa Zemlje, Alderamin, Regulus, Naos i Gamma Velorum, locirani su prije Canopusa.
Stalni problem tokom ranog dijela misije bio je taj što su se često javljali prolazni signali greške rotacije koji su povremeno uzrokovali gubitak fiksiranja Canopusa. Prvi pokušaj manevra na sredini kursa prekinut je gubitkom fokusa na zvijezdu ubrzo nakon što su se žiroskopi počeli okretati. Fokus na Canopus je izgubljen šest puta u periodu manjem od tri sedmice nakon lansiranja i svaki put bi bio potreban niz radio komandi za ponovno lociranje zvijezde. Nakon proučavanja problema, istraživači su zaključili da je ponašanje uzrokovano malim česticama prašine koje su se na neki način oslobađale iz svemirske letjelice i prolazile kroz vidno polje senzora zvijezde. Sunčeva svjetlost raspršena s čestica tada se pojavljivala kao osvjetljenje ekvivalentno onom od sjajne zvijezde. To bi uzrokovalo prolaznu grešku rotacije dok bi objekt prolazio kroz vidno polje dok je senzor bio usmjeren na Canopus. Kada bi objekt bio dovoljno svijetao da premaši gornja ograničenja koje je bilo postavljeno na osam puta veći intenzitet od Canopusa, svemirska letjelica bi automatski isključila Canopus i pokrenula potragu za novom zvijezdom. Konačno, 17. decembra 1964. upućena je radio komanda kojom je uklonjeno ovo gornje ograničenje. Nije bilo daljeg gubitka fokusa na Canopus, iako su se prolazne greške rotacije dogodile još 38 puta prije susreta s Marsom.
Let mini|desno|Prva digitalna slika s Marsa ručno obojena poput slike oslikane brojevima Let Marinera 4, koji je trajao 7 i po mjeseci, uključivao je jedan manevar tokom leta, izvršen 5. decembra 1964. godine. Manevar je prvobitno bio planiran za 4. decembar, ali je zbog gubitka veze s Canopusom odgođen. Manevar je uspješno završen 5. decembra. Manevrisanje je usmjerilo motor letjelice nazad približno u smjeru Zemlje, jer je motor prvobitno bio usmjeren duž smjera leta. Korekcije su izvršene sa velikom tačnošću, nakon čega je Mariner 4 nastavio let po planiranom kursu za Mars. Potom je 5. januara 1965. godine, 36 dana nakon lansiranja i 10.261.173 km od Zemlje, Mariner smanjio brzinu prijenosa naučnih podataka sa 33 1/3 na 8 1/2 bita u sekundi. Ovo je bila prva autonomna akcija koju je letjelica poduzela nakon prethodnog manevra.
Letjelica je proletjela pored Marsa 14. i 15. jula 1965. godine. Njen najbliži prilaz bio je 9.846 km od površine Marsa u, kada joj je udaljenost od Zemlje bila 216 miliona kilometara, a brzina iznosila 7 km/s u odnosu na Mars, 1,7 km/s u odnosu na Zemlju.