A Hold és a bolygók mellett elhaladó űrszondákat az illető égitest gravitációs tere eltéríti eredeti pályájukról. Az eltérítés fokának ismeretében az égitest tömegét százszor pontosabban lehet meghatározni, mint más módszerekkel. 1972-ben E. Ash, I. I. Saphiro és B W Smith amerikai tudósok elektronikus számológép útján az összes eddigi adatok figyelembevételével a bolygók tömegét az 1964-ben elfogadott adatoknál pontosabban határozták meg. (Erről lásd cikkünket A Hét 1973. 2. számában.)
A bolygók tömegének pontosabb ismeretében viszont ki lehetett dolgozni a bolygókutatás lényegesen olcsóbb, új módszerét. Az űrszondát úgy irányítják, hogy meghatározott távolságban haladjon el a célbolygó mellett.
A gravitációs tér előre kiszámítható mértékben felgyorsítja és eltéríti az űrszondát. A kapott lendület elegendő ahhoz, hogy az űrszonda megközelítse a következő bolygót. Ugyanekkora eltérítéshez az újból üzembe helyezett rakétamotor jelentékeny üzemanyagot használna el, ami több millió dollárral drágítaná az űrkísérletet.
Az új módszert először a Pioneer–10 űrszondával próbálták ki, amely 1972. március 3-án indult az amerikai Cape Kennedy rakétatámaszpontról. 1973. december 4-én haladt el a Jupiter mellett, amelytől akkora lendületet kapott, hogy 1987-ben a Plútó közelébe kerül. A Jupiter gravitációs erőterétől nyert mozgási energia harminc évvel rövidíti meg a Pioneer–10 repülési idejét a Naprendszer legkülső bolygójáig.
A Vénusz pályáját csak olyan űrszondával lehet megközelíteni, amelyet másodpercenként 11,5 kilométeres sebességgel indítanak a Föld sebességével ellentétes (retrográd) irányban. Az űrrakéta ellipszis alakú pályán halad a célbolygó felé, amely a földpályát belülről, a Vénusz-pályát pedig kívülről érinti. Ezen a pályán 146 nap alatt ér a Vénusz közelébe. Az amerikai Nemzeti Űrhajózási és Űrkutatási Hivatal (National Aeronautics and Space Administration, rövidítve NASA) éppen erre a célra építtette 14 millió dollárért az Atlas-Centaur hordozórakétát.
A Merkur bolygó megközelítéséhez már 13,5 kilométeres másodpercenkénti sebességre van szükség. Ezt biztosítja az előbbinél sokkal nagyobb teljesítményű Titán–Centaur hordozórakéta. amelynek építési költsége 29 millió dollár. Az indítási sebességnek két kilométerrel való növelése tehát 15 millió dollárba kerül.
1973 november elején a Föld, a Vénusz és a Merkur egymáshoz viszonyítva olyan csillagászati helyzetben volt, hogy egyetlen űrszonda mindkét belső bolygót megközelíthette. (Hasonló kedvező helyzet csak 1981-ben ismétlődik meg.) A NASA éppen erre az alkalomra tervezte a ..mini-túrát“ : 1973. november &-án indította útnak a Mariner–10 űrszondát. 0,5 centiméteres átmérőjű távcső, egy égboltfényesség-mérő fotóméter, a mágneses térerősség meghatározására szolgáló magnetométer és sok más érzékelő és mérőműszer van elhelyezve rajta. Mivel a Mariner–10 űrszondát a fentinél nagyobb sebességgel indították, a Vénuszig tartó repülési ideje 94 napra rövidült. Az űrszonda 1974. február 5-én 5760 kilométeres távolságban repült el a bolygó felszíne felett.
Az út kezdő szakaszán úgy próbálták ki a Mariner–10 televíziós készülékeit, hogy felvételeket készítettek velük a Földről és a Hold túlsó oldaláról. A Földet helyenként vastag fehér felhőtakaró fedi, amelynek szerkezetét földi vizsgálatok útján és a jelenleg is keringő mesterséges holdak segítségével külön meg lehetett állapítani. Az így szerzett tapasztalatok – összehasonlítási alapként – segítségül szolgálnak a Vénusz ismeretlen szerkezetű felhőtakarójának vizsgálatánál. A légkör nélküli Holdról készült felvételeket pedig a Merkur felszínéről készített, nagyon hasonló felvételekkel hasonlítják össze.
A Mariner–10 adásait három hatalmas, egyenként 63 méter átmérőjű rádióteleszkóp „fogja“, amelyek Goldstone (Egyesült Államok), Madrid (Spanyolország) és Canberra (Ausztrália) városok közelében működnek.
A televíziós kamerák a szoros megközelítés előtt 40 perccel kezdték meg a Vénusz felhőtakarójának fényképezését. A bolygó ekkor 44,8 millió kilométerre volt a Földtől. A felvételek készítése mindaddig tartott, amíg a bolygótól való távolodása ellenére az űrszonda nagyobb felbontóképességű képeket tudott közvetíteni a Földre, mint amilyeneket a nagy földi teleszkópok készítenek. A felvételek száma mintegy háromezer volt.
A Vénusz bolygó megvilágított részéről a Mariner–10 kamerái olyan felvételeket is készítettek, amelyeknél a felbontóképesség 0,2 kilométer volt. Ezek az éles képek tették lehetővé a Vénusz-légkör finomszerkezetének vizsgálatát. A fényképekből megállapítható, hogy a Vénusz légköre réteges szerkezetű. A bolygó egységesnek látszó, átlátszatlan felhőrétege felett egymáson elhelyezkedő légrétegek száma helyről helyre változik.
Az ibolyántúli fényben készített felvételekből megállapíthatók a Vénusz légkörében végbemenő mozgások is. A bolygó északi és déli mérsékelt égöve felett, valamint a sarki szélességeken hosszú, finom sávok láthatók, amelyek a Földön jól ismert cirrusz(fátyol-) felhőkhöz hasonlítanak. Ezeket, a felhőket a Földön 6-10 kilométer magasságban lebegő jégkristályok alkotják.
A Vénusz trópusi övezeteiben fényképezett kerek foltokban éppen rostos, szálas szerkezet volt kialakulóban. Valószínű, hogy ezeket a felhőket a légkörben uralkodó nagy hőmérsékletkülönbség kiegyenlítésére keletkező, jobbára függőleges irányú légáramlatok hozzák létre. (Hasonló légmozgás okozza a Földön a passzát és antipasszát szeleket.)
A Mariner–10 égboltfényesség-mérő ibolyántúli fotométerével meg lehetett állapítani a bolygó felső légkörének összetételét. A mérések szerint itt bőven van hidrogén, de nehézhidrogén (deutérium) és hélium csak nyomokban található. Az atomos oxigén mennyisége tízszer nagyobb a magas légkörben, mint amennyit 1971-ben a Mariner–9 műszerei mérték. A magnetometer mérése szerint a Vénusz mágneses térerőssége a földi mágneses tér fél ezrelékét sem éri el.
A Vénusz bolygó gravitációs tere megadta a Mariner–10 űrszondának azt az előre kiszámított nagyságú lendületet, amely által az űrszonda 1974. március 29-én ezer kilométernél közelebb került a Merkur felszínéhez. A találkozás után a Mariner–10-et rádióparanccsal olyan Nap körüli pályára vezérlik, amelyen 176 nap alatt kerüli meg központi égitestünket. Ugyanennyi idő alatt a Merkur kétszer járja be pályáját. Ezért 1974 szeptember második felében a Mariner–10 ismét elrepül a Merkur bolygó mellett, és – ha valamilyen műszaki hiba meg nem akadályozza – tovább folytatja a bolygó felszínéről készített televíziós képek továbbítását a Földre.
A Mariner–10 volt tehát az első űrszonda, amely repülése folyamán egymás után négy égitestről sugárzott televíziós képeket a Földre. Megnyitotta a Merkur-kutatást és műszereivel periodikusan tovább tanulmányozza célbolygóját. A végrehajtása – beleértve az űrszonda tervezését, megépítését, nyomon követését és az általa nyert adatok feldolgozását – 98 millió dollárba került.
Megjelent A Hét V. évfolyama 35. számában, 1974. augusztus 30-án.
