El programa Viking és un conjunt de dues missions no tripulades de la NASA per a l'exploració del planeta Mart, conegudes com a Viking 1 i Viking 2. Cada missió consistia en una sonda orbital, dissenyada per fotografiar la superfície marciana des de l'òrbita i actuar com a repetidor de comunicacions entre la Terra i la sonda de superfície que havia d'aterrar al planeta. Va ser la missió més cara i ambiciosa mai enviada a Mart. Obtingué uns grans resultats científics i va aportar la majoria de la informació sobre Mart de la qual es disposava fins al final de la dècada de 1990. El programa Viking va sorgir a partir del programa Voyager cap a Mart, un esforç més ambiciós i cronològicament anterior al Viking, que no estava relacionat amb el reeixit programa Voyager de sondes espacials als planetes exteriors.
La Viking 1 es va llançar el 20 d'agost de 1975 i la Viking 2 el 9 de setembre del mateix any, ambdues a bord d'un coet Titan III-i. Cada nau consistia en una secció destinada a orbitar el planeta i una altra pensada per aterrar. Després que orbités el planeta i obtenir imatges usades per seleccionar un lloc d'aterratge adequat, les dues seccions de la sonda se separaven i la secció d'aterratge ingressava en l'atmosfera de Mart, aterrant suaument al lloc seleccionat.
Els orbitadors continuaven fotografiant i duent a terme altres operacions científiques, mentre les seccions de superfície desplegaven instrumental científic a la superfície. El vehicle (compost d'ambdues parts) completament carregada de combustible, tenia una massa de 3.527 kg. Després de la separació i aterratge, la massa de l'orbitador era de 900 kg i la de la sonda de superfície de 600 kg.
L'anàlisi bioquímic de l'atmosfera i matèria de la superfície va estar realitzat a càrrec del bioquímic Joan Oró, el qual ja havia participat anteriorment amb la NASA.
Sonda Orbital: Viking Orbiter L'orbitador es basava en la nau Mariner 9. Era un octàgon d'uns 2,5 m de diàmetre, amb una massa, al moment del llançament, d'uns 2.500 kg, dels quals 1.445 kg eren combustible i gas (per controlar l'altitud de la sonda una vegada en Mart). Els objectius principals dels orbitadors Viking van ser:
El transport de la sonda d'aterratge (VL-1 i VL-2). Fotografiar la superfície de Mart com a mapa del planeta. Dur a terme una missió de reconeixement per situar i certificar possibles àrees d'aterratge. Actuar com un intermediari de comunicacions pels Viking Lander. Detectar eventuals modificacions del medi ambient marcià.
Les vuit cares de l'estructura anular (això és, amb forma d'anell) tenien una altura de 0,4572 m, i tenien una amplada de 1.397 mm i 508 mm, alternativament. L'altura total de la sonda era de 3,29 m. Hi havia 16 components modulars, 3 en cadascuna de les 4 cares més llargues, i 1 en cada cara curta.
Calendari de la missió orbital miniatura|300px|Llançament del Titan III amb la Viking I a bord. miniatura|300px|Perfil d'una missió Viking: 1. Llançament; 2. Òrbita de transferència interplanetària cap a Mart (durada 305-360 dies); 3. Inserció en òrbita marciana; 4. Separació de l'orbitador i mòdul de descens (3.000 km d'altitud); 4. Desorbitació; 5. Frenada atmosfèrica (250 km d'altitud, 14.000 km/h); 6. Desplegament del paracaigudes (6,4 km d'altitud, 1.600 km/h); 7. Ejecció de l'escut tèrmic i desplegament de les potes d'aterratge (5,7 km d'altitud); 8. Ejecció del mòdul de descens i retropropulsió (1,2 km d'altitud, 250 km/h); 7. Aterratge sobre la superfície (2,5 km/h). Viking Orbiter I Data Òrbita Operacions 20/8/1975 - Llançament del conjunt VO-VL 19/6/1976 0 Posada en òrbita el·líptica sincrònica 20/7/1976 92 Aterratge de la VL-1 a Mart 12/2/1977 235 Sincronització de l'òrbita amb el període de Fobos (distància: 100 km) 24/3/1977 263 Reducció del periastre a 297 km 20/7/1979 1120 Augment del periastre a 357 km 7/8/1980 1485 Fi del funcionament controlat des de la Terra
Viking Orbiter II Data Òrbita Operacions 9/9/1975 - Llançament del conjunt VO-VL 7/8/1976 0 Posada en òrbita el·líptica sincrònica 3/9/1976 25 Aterratge de la VL-2 a Mart 20/12/1976 123 Reducció del periastre a 789,2 km 9/10/1977 418 Sincronització de l'òrbita amb el període de Deimos (distància: 22 km) 23/10/1977 432 Augment del periastre a 290 km 25/7/1978 706 Fi del funcionament per esgotament de les bateries
Sistema de propulsió i maniobra orbital La unitat de propulsió estava col·locada sobre la centraleta elèctrica de l'orbitador. La propulsió s'aconseguia a través d'un motor coet de combustible hipergòlic, que era alimentat gràcies un sistema bipropel·lent, amb monometilhidrazina (CH₃N₂H₃) com a combustible i tetraòxid de dinitrògen (N₂O₄) com a oxidant.
El motor era capaç de proveir una embranzida de 1.323 N, la qual cosa significava un canvi de velocitat (Delta-v) de 1.480 m/s. El control d'actitud o d'orientació s'aconseguia per 12 petits micropropulsors de nitrogen comprimit. Un sensor solar, un sensor solar de creuer, un navegador estel·lar i una unitat de referència inercial amb 6 giroscopis permetia l'estabilització en 3 direccions. A més, la sonda disposava de micropropulsors de control d'actitud situats al final dels panells solars. Dos acceleròmetres també estaven a bord.
Sistema d'alimentació Les Viking Orbiter disposaven de quatre "ales" solars que s'estenien des de l'eix de l'orbitador. L'envergadura d'aquestes "ales" era de 9,75 m. La nau obtenia energia a través de 8 panells solars d'1,57 m x 1,23 m, situant dues en cada ala. Els panells solars, amb una superfície total d'uns 15 m², tenien un total de 34.800 cèl·lules solars, que produïen 620 W d'energia en òrbita marciana. L'energia s'emmagatzemava en dues bateries elèctriques de níquel i cadmi amb una capacitat de 30 Ah (108 kC).
Comunicacions Les comunicacions s'aconseguien amb un transmissor de 20 W de banda S (2.295 MHz) i dues TWTAs de 20 W. Un receptor de banda X (8.415 MHz) va ser col·locat per dur a terme experiments de comunicacions.
La sonda tenia una antena parabòlica d'alt guany maniobrable en dos sentits amb un diàmetre d'1,5 m col·locada en la vora de la base de l'orbitador. Dos gravadors de cinta eren capaces d'emmagatzemar 1.280 Mbit d'informació. També disposava d'una ràdio UHF de 381 MHz.
Instruments científics miniatura|300px|Aquesta era la plataforma on se situaven el VIS, IRTM i MAWD en les Viking Orbiter. La sonda orbital portava tres instruments científics per dur a terme els experiments previstos; un sistema d'imatges (Visual Imaging System, VIS), cartografia infraroja (Infra-Red Thermal Mapper, IRTM), i un detector de vapor d'aigua atmosfèric (Mars Atmospheric Water Derector, MAWD). Estaven muntats en una plataforma orientable que se situava a la base de l'orbitador, de manera que els panells solars mai perdessin el sentit dels rajos del Sol. L'instrumental científic tenia una massa total aproximada de 72 kg:
VIS o Visual Imaging System (Sistema d'Imatge Visual) es componia de dues càmeres idèntiques, cadascuna amb un telescopi de tipus Cassegrain de 755 mm de distància focal, un obturador, un tub Vidicon i un disc portafiltres de sis sectors. El camp visual de cada càmera era d'1,5º x 1,7º, proporcionant imatges de fins a 1.886 km² per a una distància de 1500 km en el periastre.
IRTM o Infra-Red Thermal Mapper (Mapeador Tèrmic Infraroig) era un radiòmetre amb 28 canals que funcionava en el infraroig, constituït per quatre telescopis amb sistemes de filtrat i amb set detectors sensibles a un cert camp espectral cadascun.
MAWD o Mars Atmospheric Water Detector (Detector d'Aigua Atmosfèrica de Mart) era un espectròmetre infraroig de cinc camps de longituds d'ona situats a la regió de la banda d'absorció del vapor d'aigua; aquest instrument hauria de mesurar igualment la proporció de la radiació solar incident en l'atmosfera marciana, amb el que es determinaria la quantitat de vapor d'aigua travessada per la radiació.
Sonda d'aterratge: Viking Lander miniatura|300px|Model de la sonda d'aterratge Viking. La sonda Viking Lander I, o VL-1, secció d'aterratge que venia conjuntament amb la sonda orbital Viking Orbiter I, va ser la segona sonda espacial que va aterrar en Mart amb èxit, el 20 de juliol de 1976 (la primera va ser la nau russa Mars 3 el 1971, encara que es va perdre la comunicació als pocs segons de posar-se sobre el planeta). El 3 de setembre de 1976 faria el propi la sonda Viking Lander II, o VL-2. Les sondes VL-1 i VL-2, una vegada posades en Mart amb l'instrumental desplegat, es van dedicar a una sèrie d'objectius primaris:
Estudis atmosfèrics durant el descens i aterratge. Observacions del mitjà marcià i meteorològiques a nivell del sòl. Anàlisi de la composició del sòl i recerca de matèria orgànica i de vida.
Estructura de la sonda La sonda consistia en una base hexagonal d'alumini recolzada en tres potes esteses. La base de les potes formava els vèrtexs d'un triangle equilàter de 2,21 m de costat (vist des d'a dalt). Els instruments estaven subjectes a la part superior de la base, i separats de la superfície del planeta per les potes esteses. Tota la unitat tenia una massa de 657 kg.
Totes les operacions estaven controlades gràcies a l'ordinador de bord, el GCSC o Guidance Control Sequencing Computer (Ordinador Seqüenciador de Control d'Orientació). Tres unitats gestionaven les dades científiques: la DAPU o Data Acquisition and Procesing Unit (Unitat de Processament i Adquisició de Dades), que era l'encarregada de recol·lectar les dades científiques i tècniques convertint-les en dades numèriques per ser posteriorment enviats a la memòria d'emmagatzematge o a la gravadora, o transmetre-les a la Viking Obiter, perquè fossin enviades a la Terra, o directament enviades a la Terra.
Sistema de propulsió i maniobra de descens La propulsió estava a càrrec d'un coet monopropel·lent d'hidrazina (N₂H₄) amb 12 sortides disposades en 4 grups de 3, que proveïen 32 N d'embranzida, donant una velocitat vertical de 180 m/s. Aquestes sortides també actuaven com a propulsors de control i rotació per a la secció del Viking disposada a aterrar a Mart.
El descens final i posat sobre la superfície s'aconseguia mitjançant tres motors monopropel·lents d'hidrazina. Els motors tenien 18 sortides per dispersar l'emissió calòrica i minimitzar els efectes sobre la superfície del planeta. Podien ser regulats, per passar de 276 N a 2.667 N. La hidracina era purificada per evitar contaminar la superfície marciana. El Viking Lander portava 85 kg de propel·lent al moment de llançament, que estaven emmagatzemats en dos tancs esfèrics de titani. El control de la VL s'aconseguia amb una unitat interferencial de referència, quatre giroscopis, un aero-desaccelerador, un altímetre de radar, un radar de descens i aterratge, i els propulsors de control d'actitud.
Sistema d'alimentació L'energia era proveïda per dos generadors tèrmics radi-isotòpics (anomenats RTG, en anglès), que contenien plutoni 238. Cada generador media 28 cm d'alt, 58 cm de diàmetre i tenia una massa de 13,6 kg. Generaven 35 W continus, operant a 4,4 volts. També comptava amb bateries recarregables de 28 volts de níquel-cadmi, per proporcionar pics de corrent suplementari de 70 W.
Comunicacions miniatura|300px|Vista de Mart, des de la Viking Lander I. Es pot apreciar l'antena parabòlica d'alt guany en la part superior, i el filtre de colors per a les càmeres, a baix a la dreta. La comunicació s'aconseguia a través d'un transmissor de banda S de 20 W, i per mitjà de 2 TWTAs de 20 W. Una antena parabòlica manipulable al llarg de dos eixos estava muntada prop de la vora de la base de la nau.