חלליות ויקינג טסות למאדים – חלק ראשון

הנחיתה על המאדים מעט אחרי יום העצמאות ה-200 של ארה”ב דרשה למעלה מעשור של תכנונים, ממש מראשית עידן החלל * חלק ראשון מתוך ארבעה – שיסיימו את סדרת ‘ההסטוריה של תוכנית החלל’

דרכה של תכנית ויקינג
בשנים 1961- 1963 הגו מדעני המכון להנעה סילונית פסדינה (JPL) רעיון בדבר הנחתת חללית על המאדים. חללית בעלת מבנה כדורי המונחתת באמצעות מצנח ובהגיעה לקרקע פורשת שישה עלים התומכים בה, וכך היא ניצבת על הקרקע. תצפיותיה של מרינר 4 הראו שנחיתת מצנח בלבד אינה אפשרית בשל דקותה של האטמוספירה.
ב־1965 פיתחו מדענים של נאס”א תפיסה חדשה. מדובר בחללית בעלת השם Voyager. זו חללית דו־שלבית השוקלת 2,950 ק”ג העושה שימוש במשגר סטורן B1 -קנטאור. החללית נכנסת למסלול סביב המאדים, מצלמת וסוקרת אותו ובתום הסיקור מורידה לפני השטח נחתת. טיסת מבחן תיערך ב־1969, טיסה מבצעית ראשונה ב־1971 וטיסה מבצעית שנייה ב־1973. ב־1975 תשוגר מעבדת מחקר ביולוגית במשקל 2.5 טון.

הקונגרס הסתייג מהתכנית ובתקציב המחקר לשנת 1967 העמיד לרשותה של נאס”א תקציב של 10.4 מיליון דולר במקום 17.1 מיליון דולר בשנה הקודמת. בינתיים עמד המשגר סטורן 5 בשלבי פיתוחו הסופיים ונראה היה כי יש היגיון רב בניצולו של המשגר למטרות ה־Voyager. הועלתה הצעה לשיגורן של שתי חלליות בסטורן 5, אחד בלבד ב־1973 וניסיון נוסף ייעשה ב־1975. התקציב שנאס”א הקציבה לצורך זה ב־1968 היה 71.5 מיליון דולר. נאס”א קיוותה לנצל משגר זה לחקירת כוכב הלכת נוגה ב־1977. התקציב החזוי לחקר המאדים והנוגה עד 1977 היה 2.2 מיליארד דולר. משקלה של כל חללית הוא 3.55 טון. שאפתנות יתר זו הייתה בעוכרי הפרויקט ובפברואר 1968 ביטל הקונגרס את מבצע Voyager. הצעה צנועה יותר הייתה לבצע טיסת מעבר ב־1971.

בשנת התקציב הבאה ב־1969 תכננה נאס”א אסטרטגיה חדשה המבוססת על טיסות מרינר הצפויות ב־1971 וב־1973. שתי החלליות תשוגרנה ב־1971 על־ידי המשגר אטלס – צנטאור כדי לבצע מיפוי מקיף ויסודי של פני הכוכב ממסלול סביבו וב־1973 שני תאים יבצעו נחיתות קשות (hard landing) על פניו. משקל כל מקפת 420 ק”ג כולל 67 ק”ג מכשור מדעי ומשקל כל נחתת 345 ק”ג. התאים מצוידים במכשור לניתוח של הקרקע.
כמה חודשים לאחר מכן בתחילת 1969 שונה חלק מהתכנית. על־פי התכנית החדשה תתבצענה שתי נחיתות רכות. מרכז המחקר על־שם לנגלי מונה לנהל את המחקר. ב־1967 וב־1979 הוערך מחירו של הפרויקט ב־402.5 מיליון דולר. הערכה מחודשת שנעשתה כעבור כמה חודשים העלתה את המחיר ל־694.8 מיליון דולר. בסוף 1969 נאס”א נאלצה לדחות את הפרויקט ל־1975.

לפי התכנון המקורי השיגור הראשון עמד להתבצע ב־30 ביוני 1973, כניסה למסלול סביב המאדים תהיה ב־25 בפברואר 1974 וב־10 במארס 1974 נחיתה. לנאס”א היו שתי אפשרויות:

א. כניסה למסלול וסקירת אתרי הנחיתה ונחיתה. על הנחתת לשדר את תוצאות מדידותיה. על סמך תוצאות אלה ייבחר אתר הנחיתה לחללית השנייה.
ב. החללית נכנסת למסלול, מנחיתה מיד את הנחתת ומשדרת ארצה את ממצאיה בטרם נכנסת החללית השנייה למסלול. מדידות אלה מאפשרות תיקון מסלולה של החללית השנייה ערב נחיתתה בקו רוחב אחר במידת הצורך.
שנת 1975 אינה נוחה לשיגור מאחר שהיא דורשת עוצמה גדולה יותר של המשגרים.

בתחילת 1970 נאס”א הבהירה לקונגרס שהפרויקט שקיבל עתה את השם ויקינג יעלה 800 מיליון דולר. בשנה הבאה המחיר יעלה ל־880 מיליון דולר. ב־1972 הוחלט לצמצם את מספר הבדיקות של החלליות על מערכותיהן כדי להישאר בגבולותיו של תקציב ה־880 מיליון דולר. פעולות אלה לא הועילו. לפני סוף השנה עלה התקציב ל־916 מיליון דולר. קשיים בלתי־צפויים התגלו במכשירי החלליות ואצל מקבלי החוזים – Martin Marietta הבונה את הנחתת והמכון להנעה סילונית. למרות זאת נאלצה ועדת הקונגרס לענייני חלל בראשית 1974 להשלים עם מחיר כולל של 950 מיליון דולר כשהמחיר הסופי הוא 1,026 מיליון דולר. מחיר כפול מההערכות המקוריות אך מחצית מה־Voyager.

צמצומים בתקציב הפרויקט
כדי לצמצם בהוצאות מיותרות החליטה נאס”א ב־1974 להוציא לפועל תכנית זו ללא הכנתה של חללית חירום. חללית אחת תשוגר ב־11 באוגוסט 1975 והחללית השנייה תשמש לה חללית חירום ותשוגר ב־21 באוגוסט. ויקינג B תשמש לוויקינג A מקור לחלקי חילוף. אם הזמן לא יאפשר זאת היא תשוגר במקומה. חלקי חילוף לוויקינג B במקרה של תקלה בטרם שיגור, יסופקו מחללית הוויקינג השנייה. אם שתי החלליות לא תהיינה מחוטאות (סטריליות) במידה מספקת, שיגורן של החלליות ב”חלון” של חודש אוגוסט יהיה קשה, אם זה בכלל אפשרי. תהליך החיטוי הפנימי נמשך חמישה ימים. אם צריך יהיה לבצע תיקון פנימי, החיטוי חייב להיעשות מחדש. התכנון המקורי חייב שימוש בחללית חירום כדי למנוע בזבוז זמן לביצוע חיטוי מחדש.

כל חללית טסה במסלול ייחודי משלה. ויקינג B מצוידת ב־84 ק”ג דלק נוספים לעומת ויקינג A. אם ויקינג B תחליף את ויקינג A, המשגר לא יוכל להאיץ אותה למהירות מינימלית הדרושה לטיסה מטיפוס 2 בשל משקלה העודף. מסלול מטיפוס 2 הוא מסלול שבו החללית טסה בקשת הגדולה מ־180 מעלות מסביב לשמש לקראת פגישתה עם המאדים. כל הטיסות הקודמות של נאס”א היו בקשת קטנה מ־180 מעלות. המסלול החדש היה מחויב המציאות בשל מיקומם היחסי של כדור הארץ והמאדים ב־1975- שנה בלתי נוחה לשיגורים.

מבנה החללית
חללית ויקינג מורכבת משני חלקים – מקפת ונחתת. המשקל הכולל 3.46 טון. גובהה של החללית 4.9 מטרים וקוטרה 3.6 מטרים, להוציא את מדפי השמש שאורכם 9.8 מטרים. לפני השיגור החללית מעוקרת במשך 24 שעות בטמפרטורה של 93 מעלות.

המקפת
המקפת בצורתה היא פיתוח מתקדם של מרינר 9. ההבדל הבולט בין שתי החלליות הוא במיכל הדלק הגדול יותר של הוויקינג. למקפת צורה של מנסרה מתומנת (8 צלעות) שוות צלעות. ממדיה לאורך האלכסונים שלה 216 – 252 ס”מ. משקל המקפת 2.34 טון מזה 1.34 טון דלק. שכבה מיוחדת של חומר בידוד מונעת חימום יתר של מיכל הדלק. שטחם של ארבעת מדפי השמש הוא יותר מ־15 מ”ר ולהם הספק של 620 ואט בקרבת המאדים. בזמנים של עומס יתר או כאשר המקפת היא מהשמש והלאה, מופעלות סוללות ניקל קדמיום בעלות הספק של 30 אמפר לשעה. לכל מדף צמודים מנועי ניווט.

ציודה של המקפת משוכלל מזה של מרינר 9 וגם רגיש יותר. קירורם של מכשירי החללית נעשה על־ידי תריסים המותקנים מסביב לבסיס המתומן. הפתחים נפתחים ונסגרים אוטומטית כדי לאפשר קירור “אישי” לכל 16 תאי הציוד הנפרדים. למקפת שני מחשבים ומערך תקשורת מקיף. אורך החיים המתוכנן הוא 140 יום, אך מצפים כי המקפת תפעל שנתיים. המקפת תתרסק על־פני המאדים 50 שנה לאחר שיגורה. מקפת אחת יכולה להקטין את גובה מסלולה כדי לשפר את התצלומים של אזורים מעניינים, שעה שהמקפת השנייה מפקחת על שתי הנחתות ומשדרת את המידע של שתיהן ארצה.

מכשירי המקפת
1. שתי מצלמות טלוויזיה שתפקידן לגלות את תכונותיו של המאדים בהשוואה לנתוני אתרי הנחיתה עליו ולתנאיו, לבצע מיפוי מדויק של המאדים להכנת אטלס וצילום ירחיו למטרות ניווט. בכל הקפה המצלמות מכסות שטח של 80 על 1,050 ק”מ ברזולוציה של 80 מטר. הרזולוציה האופטימלית ביותר בפריגיאה הנמוכה היא 37.5 מטר.
2. ספקטרומטר אינפרה אדום למיפוי תכולתם של אדי מים והאוזון באטמוספירה.
3. רדיומטר אינפרה אדום למדידת הטמפרטורה של המאדים בלילה וביום למיפוי תרמלי. תחום הדיוק של הרדיומטר שתי מעלות.
4. תת־מערכת רדיו למדידת האטמוספירה, היונוספירה והשדה המגנטי.
5. ספקטורמטר קרני X למדידתה של קרינה זו בחולות המאדים ולמדידת הגז באטמוספירה ועל פני הקרקע.
6. מכשירי חישה באינפרה אדום לאיתורם של אזורים חמים יותר, כדי לדעת מה נעשה מתחת לקרקע.
כל המכשירים ממוקמים על פלטפורמת סיקור לאורך ציר משותף, כך שהן יכולות לכסות אותו שטח בו־זמנית.

הנחתת
משקל הנחתת 1,120 ק”ג מזה 139 ק”ג דלק. משקל המכשירים 60 ק”ג. אורך החיים שלה 90 יום עד שנה. לנחתת בסיס משושה ולה שלוש רגלי נחיתה. לכל רגל שלוש זרועות היוצאות מהצלעות שלה ונפגשות בתוך צלחת. מערכת הנחיתה כוללת מנועי בלימה, מגון אווירודינמי ומצנח בקוטר 16.8 מטר. הלחץ האטמוספרי הנמוך של המאדים חייב שימוש משולב של מצנח ומנועי בלימה.

למגן האווירודינמי שני חלקים והוא סוגר את הנחתת באופן הרמטי. בחלק העליון נמצאים המצנח ומנועי הבלימה המשמשים גם להעברת הנחתת ממסלול המקפת לקראת נחיתה. מגן זה יכול לעמוד במהירות של 6.5 קמ”ש והוא סופג את רוב בחיכוך בזמן הכניסה לאטמוספירה במקטע המסלול הנע בין 6.7- ל־200 ק”מ מהקרקע. המגן עשוי פח אלומיניום דק בעובי 0.86 מ”מ מחוזק בטבעת קונצנטרית ואל משטחיו החיצוניים דבוקה שכבה דקה של חומר דמוי שעם העמיד לטמפרטורות של 1,500 מעלות. המגן מסוכך על הנחתת מפני כל העומסים האווירודינמיים והתרמיים הנוצרים בזמן הכניסה לאטמוספירה. הנחתת “כלואה” בתוך המגן כך שכול חלקיה הבולטים מקופלים. רק לאתר ניתוקו של המגן סמוך לנחיתה ניתן לפרוס את רגלי הנחיתה.

המגן עצמו מכוסה במגן ביולוגי המחובר גם הוא למקפת. הוא עשוי שני חלקים. המגן הביולוגי שומר על הסטריליות של המגן האווירודינמי והנחתת בכפוף להסכמים הבין־לאומיים החמורים ביותר הבאים למנוע זיהומם של כוכבי לכת מחיידקים ארציים.

ציוד התקשרות כולל משדר מקלט מטיפוס S – band וספק הכוח של הנחתת, שהוא בעצם מערכת של שתי יחידות כוח גרעיניות בעלות הספק של 35 ואט כל אחת, ומחשב. הנחתת יכולה לקיים ישירות קשר עם כדור הארץ או דרך חללית האם – המקפת. בשל מגבלותיו של ספק הכוח השידורים לכדור הארץ מוגבלים לכמה שעות ביום.

מכשירי הנחתת
1. מכשירי מיפוי:
א. שתי מצלמות טלוויזיה פנורמיות המוצבות במרחק מטר זו מזו לסקירת פני השטח בצבעים, בשחור לבן וסמוך לאינפרה אדום. טווח הסיקור של כל מצלמה 360 מעלות. על המצלמות לעזור בבחירת דגימות הקרקע הנבדקות, תצפיות בעננים ובאבק הנישא ברוח. ניתן לבצע גם צילומים תלת־ממדיים.
ב. ספקטרומטר אינפרה אדום לסקירת ריכוז אדי מים באטמוספירה.
ג. רדיומטר אינפרה אדום לסקירת הטמפרטורות של פני השטח. מטרת המיפוי לאתר אזורים לחים אשר בהם רב הסיכוי למצוא צורות חיים כלשהם.
2. מכשיר למדידת תלות זרם החלקיקים הטעונים בגובה כדי לבדוק את האינטראקציה בין רוח השמש לבין אטמוספירת המאדים. ניסוי זה מתבצע בשלבי הנחיתה.
3. יחידה מטארולוגית – מכשירים למדידת הלחץ האטמוספרי, הטמפרטורה, מהירות הרוח והלחות במשך היממה כדי ללמוד על התהליכים הפיזיקליים באתר הנחיתה.
4. תאי מחקר – התאים נמצאים בגוף הנחתת ולהם פתחים בולטים על הפלטפורמה של המכשירים.
א. שלושה תאי מחקר ביולוגיים.
ב. תאי GCMS (גז כרומטוגרף מס ספקטרומטר) לעריכת אנליזות של דגימות קרקע, זיהוי תרכובות אורגניות ובדיקה של דגימות גז.
ג. ספקטרומטר קרני X זוהר לביצוע ניסויים גאופיזיים. הספקטרומטר יכול לגלות ריכוזים אטמוספריים בשיעור של ppm200.
5. זרוע הניתנת להארכה מקסימלית של שלושה מטרים ובקצה שלה כף לאיסוף דגימות קרקע המוכנסים לתאי המחקר. לכף צמודים מתחתה שני מוטות מגנטיים למדידה הקוהזיה בין חלקיקי הקרקע, הפורוזיות שלהם וקשיותם. בצורה זו ניתן ללמוד על אופי הקרקע והרכבה- אם היא אבקתית, חרסיתית, יבֵשה או לחה.
6. מגנטומטר למדידת התכונות המגנטיות הקרקע באתר הנחיתה.
7. סייסמומטר תלת־צירי. הסיימומטר נועד למדוד תנודות בקרום של המאדים, פעילות געשית, פגיעות מטאוריטים וגם את תנודות הנחתת כאשר המכשירים שלה עובדים. הסייסמומטרים בשתי הנחתות נועדו לקבוע את מוקדם של רעידות אדמה וכיוונם.
ניצול משולב של מערכות התקשורת במקפת ובנחתת מאפשר ביצוע ניסויים מורכבים למדידת השדה המגנטי של המאדים, נטיית ציר הסיבוב, מציאת הוכחות נוספות להצדקתן של הנחות תאורטיות מסוימות בתורת היחסות ועוד.

תקשורת
מרכז הבקרה אינו יכול לפקח סימולטנית על המקפות והנחתות. בשעה שחללית אחת עובדת השנייה חייבת להיות מודממת, אם על הקרקע (הנחתת) ואם במסלול (מקפת) ולהיפך. שעות השידור מוגבלות לא רק בשל מגבלותיו של ספק הכוח בנחתת, אלא גם בגלל תנועותיהם של המאדים וכדור הארץ סביב צירם. כמו כדור הארץ גם המאדים סובב סביב עצמו אחת ל־24 שעות ולכן הקשר בין הנחתת לבין מרכז הבקרה מנותק ליותר מ־12 שעות. כאשר הקשר עם הנחתת מתחדש, הוא נעשה בעזרת האנטנות הגדולות, בקליפורניה, באוסטרליה ובספרד. הקשר יכול להימשך באופן רציף לא יותר משעתיים בשל חשש להתחממות הציוד. קשר דרך המקפת יכול להתבצע רק בשעה שזו חולפת מעל אתר הנחיתה, וגם אז הוא נמשך פחות משעה.

ניסויים
1. ניסויים בתאי מחקר ביולוגיים:
א. ניסוי של הפרדה כימית על־ידי חום יבש (פירוליזה) – דגימת קרקע מוכנסת לתא בעל תנאים מאדימיים, אטמוספירת מאדים טבעית ואור יום של הכוכב (המופק על־ידי מנורת כסנון). אטמוספירת התא מועשרת באדי מים, CO ו־2 CO. לחלק מהפחמנים שלהם 14C רדיואקטיבי. סביר שאורגניזמים אם הם אכן קיימים על המאדים מנצלים את ה־2 CO ואת אנרגית השמש בדומה לצמחים ויְצורים פוטוסינתטיים אחרים על כדור הארץ המטמיעים את ה־CO2. בתום חמישה ימי הדגרה, מורחקת האטמוספירה מהתא. הדגימה מחוממת לטמפרטורה של 600 מעלות. טמפרטורה מספיק גבוהה לאיודם של חומרים אורגניים. אם וישנם אורגניזמים בדגימה הם בולעים את ה־2 CO. בתהליכים פוטוסינתטיים ארציים. הגז המאויד משרֵפת הדגימה מכיל CO 2 רדיואקטיבי.
ב. כדי לבדוק אם יש על פני המאדים חיים פרימיטיביים כמו בקטריות, מוכנסת דגימת קרקע לתא אחר השרוי גם הוא באטמוספירה המאדימית. הדגימה מורווית מעט בלחות ומוזנת בתמיסה מזינה ובה פחמן 14. התמיסה המזינה מכילה פורמט (מלח של חומצת הנמלים, גליצין, מלח, חומצת חלב, אלנין וחומצה גליקולית). הדגימה מודגרת בטמפרטורה של תשע מעלות במשך 11 יום. בתקופה זו כל אורגניזם אשר לו פונקציות מטבוליות ישחרר גזים המכילים פחמן 14.
ג. דגימה אחרת מוכנסת לתא שלישי ומוזנת במזון נוזלי עשיר יותר ללא פחמן 14. בתא אטמוספירה של הליום, קריפטון ו־2 CO. הדגימה מודגרת עד 12 יום. המעבדה בודקת את האטמוספירה במרווחי זמן קבועים ומחפשת גזים הנוצרים בתהליך ביולוגי כמו מימן מולקולרי, חנקן, חמצן ו־2 CO.
2. ניסויים ב־GCMS :
א. במתקן זה מבוצעות אנליזות מולקולריות כדי לזהות מולקולות אורגניות בקרקע. דגימות קרקע מחוממות ומשחררות גזים נדיפים המופרדים על־יד הגז כרומוטוגרף ומזוהות על־ידי המס ספקטרומטר. מִתקן זה יכול לזהות גם מים.
ב. המס ספקטרומטר מודד את הרכב האטמוספירה בקרבת הקרקע.
3. דגימת קרקע מוכנסת למיכל סגור המכיל מים מזוקקים. בדפנות המיכל מותקן מכשיר לבליעת האור על־ידי המים. אם גדלים יצורים זעירים במים, העכירות שלהם גדלה. קצב גידול העכירות מאפשר הבחנה בין זיהום המים על־ידי התמוססותם של פֵרורי קרקע לבין גידולם של יצורים חיים.
4. תא המכיל מים בלבד ללא חומרי מזון. לאחר תקופה מסוימת המים נבדקים כדי לראות אם חלים בהם שינויים מסוימים.

המשגר
המשגר הוא טיטן קנטאור. זהו משגר המסוגל להכניס מטען של 17 טון למסלול נמוך סביב כדור הארץ ו־4 טון לטיסה בין־כוכבית. זהו שילוב של טיטן IIIE הדו־שלבי והצנטואר D -1T. לטיטן שני שלבים המונעים בדלק נוזלי ושני מאיצים גדולים המונעים בדלק מוצק המחוברים אליו מצדדיו. אלה מופעלים עם השיגור. בתום בעירתם מופעל השלב השני המונע בדלק נוזלי. השלב השלישי, הקנטאור, נכנס לפעולה עם סיום פעילותם של שני שלבי הטיטן. גובהו של המשגר 53 מטר ומשקלו בהמראה 640.8 טון.

הנחיתה
מרגע שנבחר רגע הנחיתה המעטה העליון של המגן האווירודינמי מוסר. שעתיים עד חמש שעות לאחר מכן מופרדת הנחתת מהמקפת. מנועי המגן האווירודינמי מעבירים את הנחתת לנתיב נחיתה. תפקידם באטמוספירה לבלום את מהירותה של הנחתת. בגובה 6.7 ק”מ מנועים אלה מודממים וניתקים, החלק התחתון של המגן האווירודינמי ניתק ונפרס מצנח בקוטר 16.8 מטר. מצנח זה מאֵט עוד יותר את מהירותה של הנחתת. בגובה 1.38 ק”מ המצנח והחלק העליון של המגן האווירודינמי ניתקים. מכאן ועד לנגיעתה על קרקע המאדים, הנחתת מונעת בכוחם של שלושה מנועים טרמינליים הממשיכים להאֵט במהירות וארבעה מנועי ניווט מכוונים אותה לאתר הנחיתה. לכל מנוע מהמנועים הטרמינליים 18 נחיריים המסודרים בשני מעגלים קונצנטריים. זאת במגמה לצמצם למינימום את הנזק לקרקע מהגזים הנפלטים מהמנועים. שלבי הנחיתה האחרונים מבוקרים על־ידי מכ”מ גובה הממוקם בקצה הנחתת, כך שפחות מ־13 דקות לאחר הכניסה לאטמוספירה רגלֵי הנחתת נוגעות בקרקע המאדים. ברגעים אלה מהירותה של הנחתת 1.3 מטר לשנייה. מיד לאחר הנחיתה מחשב החללית מעריך את יחסה של הנחתת ביחס לקרקע וספק הכוח מטעין את המצברים שלה.

תוך כדי מעברה באטמוספירה מבצעת הנחתת מדידות אטמוספריות שונות המשודרות מיד ארצה. נבדקות התכונות הפיזיקליות והכימיות של האטמוספירה. מבנה האטמוספירה נבדק על־ידי חיישני לחץ וטמפרטורה, מכ”מ גובה ומד תאוצה. האטמוספירה העליונה נבדקת על־ ידי מס ספקטרומטר. בסיס המגן הביולוגי ניתק מהנחתת מיד לאחר היפרדותה של זו מהנחתת.

אתרי הנחיתה
1. ויקינג 1 ב־Chryse . מקום זה נמצא ב־W 0 34 – N0 19.5 בקצה המזרחי של בקע קניון (canyon rift ) באורך 4,800 ק”מ. מרינר 9 גילתה את הבקע הזה. לבקע סדרה של שלוחות הדומות לשכבות נהר מיובשות. אתר זה מעניין במיוחד מאחר שהוא נמצא בקצה הנמוך של עמק שבו נמצאת הקבוצה הגדולה ביותר של “זרמי” השלוחות על המאדים מתחילה להסתעף מכאן. יכול להיות ש־ Chryse היה אגן ניקוז לחלק גדול מקו המשווה של המאדים. ייתכן כי ימצאו כאן סוגי משקעם שונים. זהו אחד המקומות הנמוכים ביותר שנמדדו ונחקרו עד לשיגורן של חלליות הוויקינג. הוא נמוך ב־5 ק”מ מפני השטח. הלחץ האטמוספרי שנמדד על־ידי מרינר 9 גבוה במקצת מזה של אתר הנחיתה Cydonia. אתר נחיתה אלטרנטיבי ל־Chryse הוא Tritonis Lacus W 0 252 N 20.50 .
2. ויקינג ב־Cydonia. מיקום ים אקידליום W 0 10 N0 44.3. הסבירות לקיום אדי מים מעלה את הסיכויים למצוא כאן מים. הלחץ האטמוספרי הוא 7.8 מיליבר מעל הנקודה הקריטית של 6.1 מיליבר הדרושה לנוכחות מים. מרינר 9 גילתה כאן עננים של אדי מים בכמות של ppm 300. הטמפרטורה יכולה להגיע ל־0 מעלות. המקום צפוני מספיק למשקעי קרח עונתיים ומספיק דרומי מאחר שבקיץ הטמפרטורות עולות לנקודת הרתיחה. Cydonia גבוה ב־600 מטר מ־Chryse. גאולוגית זהו אזור חלק שנוצר כנראה מחומר בזלתי. הקרקע מכוסה בשברי סלעים (על ידי רוחות) געשיים ושברי סחף (alluvial debris). אתר נחיתה אלטרנטיבי ל־Cydonia הוא האזור הלבן W 0 110 – N 0 44.2.
שני האתרים הם במרחק 1,600 ק”מ אחד מהשני אבל קרובים מספיק לסייסמוגרפים שלהם כדי לגלות רעידות אדמה דומות בשני המקומות. בחירת שני המקומות נמשכה כשנה לאחר בדיקה מדוקדקת של 22 אתרי נחיתה פוטנציאליים. שני האתרים הם מישוריים ושקטים. הם נמצאים בשפלת הכוכב. הם נבחרו לפי הקריטריונים האלה:
1. האטמוספירה של המאדים היא דקה. העלייה בלחץ האטמוספרי מגבירה את בטיחות הנחיתה המבוצעת בשילוב אווירודינמיקה, מצנח ומנועי בלימה.
2. מאחר שמטרת המבצע היא חיפוש חיים, הימצאות מים היא חשובה ביותר. אזורים בעלי לחץ אטמוספרי גבוה הם בעלי הסבירות הגבוהה ביותר למצוא בהם מים. הלחץ האטמוספרי המינימלי הדרוש לנוכחות מים הוא 6.1 מיליבר והטמפרטורה המינימלית היא 0 מעלות.
3 התצלומים של מרינר 9 נלמדו ביסודיות מתוך עניין למצוא אזורים מישוריים לנחיתה שיש בהם עניין גאולוגי מיוחד.
4. על המאדים נושבות רוחות חזקות. ברוחות אלה ניתן לצפות בעזרת טלסקופים ארציים וממצאי מרינר 9. לימוד נתונים אלה אִפשר לבחור אזורי נחיתה שבהם לא נשקפת סכנה של רוחות. הנחתות תוכננו לעמוד ברוחות שמהירותן מגיעה עד ל־240 קמ”ש.
5. הבהירות של 23 ס”מ הנמצאים מתחת לגוף הנחתת דורשת קרקע חלקה יחסית וכדי להבטיח את יציבות הנחיתה, זווית הנטייה המקסימלית המותרת היא 19 מעלות. נחיתה על פניו של סלע חלק תקשה ולא תאפשר איסוף מדגמי קרקע. אזור הנראה כמכוסה על־ידי שכבה עמוקה של חומר רך יתפרש כבעל מעמס בלתי־מספיק.
6. קו המשווה כמקום נחיתה למשימה זו נבחר מאחר שזהו אזור שידעו עליו רבות. אתרי הנחיתה האלטרנטיביים נבחרו בשל היותם הבטוחים ביותר למשימה.
אמנם אתרי הנחיתה למשימה תוכננו על בסיס של אזורי בחירה נבחרים, אך החלליות יכולות לאתר מקומות נחיתה חדשים עד לתיקון האמצעי האחרון (10 ימים לפני המפגש עם המאדים). בנוסף לכך לחלליות יש אפשרות מוגבלת לשנות את אתרי הנחיתה אם תצפיות מהמסלול מראות כי הנחיתה באתרים הנבחרים אינה בטוחה. אתרי הנחיתה הראשוניים והאלטרנטיביים הם בתחום שבהם ישי עדיפות למחקר ביולוגי מקסימלי בתחום קווי הרוחב 40 – 50 צפון. תכניות שוטפות דיברו על קו הרוחב 44 מעלות וניתן לשנות זאת ל־50 מעלות אם התצפיות של המקפת ויקינג 1 מראות נמצא מקום נחיתה בטוח בקו רוחב זה לנחתת השנייה.
היו גאולוגים שלא היו שבעי רצון מבחירה זו מכיוון שלטענתם לא יהיה הבדל בממצאים של שתי נחתות. הם הציעו להנחית חללית אחת בקוטב הצפוני שם מצוי אבק כלוא בתוך שכבת הקרח. לדעתם זהו גם האזור המתאים ביותר למציאת חיים. הביולוגים טענו שהקור העז השורר באזור זה אינו מתאים להתפתחות חיים ומעדיפים את ה”אואזיס” הלח. לחיזוק טענותיהם הביאו הגאולוגים את ממצאיה של סרוויאר על הירח אשר נעשו באזורים זהים כמעט מבחינה גאולוגית. ביקורת חריפה הוטחה כנגד מבצע אפולו. נטען כי אתרי הנחיתה של אפולו לא נבחרו בתשומת לב מספקת.

לוח זמנים

השיגור כאמור נדחה מיולי 1973 לחלון שנפתח ב־11 באוגוסט 1975 ונמשך 44 יום. שתי החלליות, ויקינג A וויקינג B, משוגרות בהפרש של 10 ימים אחת מהשנייה ונכנסות ראשית למסלול חנייה ארצי. זהו מסלול שמרחקו מהקרקע 184 ק”מ. מנועי השלבים האחרונים של המשגרים מוצתים לחצי שעה והחלליות מוזנקות לדרכן. הן עושות דרך של 700 מיליון ק”מ במשך כשנה. הן טסות לעבר נקודה בה המאדים נמצא במרחק של 330 מיליון ק”מ מצִדה השני של השמש בקרבת המאדים.

המנועים מופעלים לשעה והחלליות נכנסות למסלול חנייה סביב המאדים. מרחקי המסלול מהקרקע 1,538- 32,530 ק”מ ומשך הקפה 24.5 שעות הן נשארות במסלול זה לפחות 10 ימים, בודקות את אתרי הנחיתה מבטיחות בכך נחיתה מדויקת אם הרוחות המקומיות הן עזות, החלליות יכולות להישאר במסלול זה לפחות 50 יום. בזמן זה מדפי השמש מספקים את הכוח החשמלי לנחתות. ויקינג 1 יועדה לנחות ב־4 בינואר 1976, ביום העצמאות ה־200 של ארצות־הברית. ויקינג 2 יועדה לנחות ב־23 באוגוסט 1976. מהירות הרוח הצפויה היא עד 70 מטר לשנייה.

שתי החלליות מסיימות את משימתן ב־15 בנובמבר 1976 כאשר השמש נמצאת בין כדור הארץ למאדים והקשר עם הארץ ניתק. מדיניות המחקר של ויקינג הייתה שאם חללית אחת נכשלת השנייה תנחת במקום בטוח יותר.