La sonda Mars 3 portaba:
- Un radiómetro infrarrojo de 1 kg de peso que trabaja entre las 8 y 40 micras para determinar la temperatura de la superficie marciana.
- Un fotómetro para realizar análisis espectrales por absorción de las concentraciones del vapor de agua atmosférico en la línea de las 1,38 micras.
- fotómetro infrarrojo.
- Un fotómetro ultravioleta para detectar el argón, oxígeno e hidrógeno atómico.
- Un sensor Lyman-alfa para detectar hidrógeno en la atmósfera superior.
- Un fotómetro de rango visible que estudiaba seis franjas estrechas entre las 0,35 y 0,70 micras.
- Un radiotelescopio y un radiómetro para determinar la reflectividad de la superficie y la atmósfera en el visible (0,3 a 0,6 micras) y la radio-reflectividad de la superficie en el rango de los 3,4 cm, así como la permeabilidad dieléctrica para determinar la temperatura de la superficie a 50 centímetros de profundidad.
- Un espectrómetro infrarrojo para medir la banda de absorción del dióxido de carbono en la banda de las 2,06 micras, para tener una estimación de la abundancia.
- Además la sonda llevaba una cámara con una longitud focal de 350 milímetros para el ángulo estrecho y de 52 milímetros para el ángulo ancho
El aterrizador llevaba como instrumentación científica:
- Dos cámaras de televisión que permitían obtener unas vistas de 360º de la superficie.
- Un espectrómetro de masas para estudiar la composición atmosférica.
- Sensores de temperatura, presión, composición y velocidad del viento
- Dispositivos para medir las propiedades mecánicas y químicas del suelo.
- Una pala mecánica para buscar compuestos orgánicos y signos de vida.
- Cuatro antenas colocadas en la parte superior proporcionaban las comunicaciones con el orbitador a través de los sistemas de radio.
La misión fue bien con el orbitador y mas o menos bien con el modulo de aterrizaje:
El orbitador Mars 3 envió gran cantidad de datos a la Tierra entre diciembre de 1971 y marzo de 1972, aunque las transmisiones continuaron hasta el mes de agosto. Mars 3 finalizó sus operaciones el 22 de Agosto de 1972 después de realizar 20 órbitas a Marte.
La sonda de aterrizaje de Mars 3 tocó la superficie a unos 20,7 m/s en el cráter Ptolomeo (o Ptolemaeus), a las 13:50:35 GMT. 90 segundos después del aterrizaje empezó a transmitir. El aterrizaje se considera un éxito.
Unos 20 segundos después del envío de los primeros datos, a las 13:52:25, la transmisión cesó por completo por causas desconocidas y no se recibieron más señales desde la superficie marciana. Se desconoce si los fallos estaban en el aterrizador o en el sistema repetidor del orbitador. En ese escaso tiempo se pudo lograr una panorámica parcial de una imagen que no mostraba detalles y con una iluminación muy baja de unos 50 lux. El envío de datos aunque fue un éxito inicial, fue escaso e insuficiente.
Esta es la imagen que envió la sonda Mars 3 de la superficie:
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