Oggi, 14 giugno 1967, sulla rampa di lancio del complesso dodici di Cape Canaveral, i tecnici completano gli ultimi controlli. La finestra temporale per raggiungere Venere richiede precisione e ogni sistema di bordo risponde nominalmente ai comandi inviati dal controllo di missione del Jet Propulsion Laboratory. Sulla sommità del razzo Atlas-Agena D si trova la sonda Mariner 5, un veicolo spaziale riadattato. Nata come riserva per la missione marziana Mariner 4, la navicella ha subito profonde modifiche strutturali per affrontare il viaggio in direzione opposta, ovvero verso l'interno del sistema solare, dove la radiazione solare è decisamente più intensa. I tecnici hanno invertito la direzione dei pannelli solari, riducendone la superficie, e hanno installato uno scudo termico orientabile sulla parte posteriore dello chassis, per proteggere i delicati strumenti scientifici dal calore solare. La sonda, con una massa di 245 chilogrammi, è priva di fotocamere poiché la fitta coltre di nubi venusiane renderebbe inutile qualsiasi ripresa ottica diretta; al loro posto, ospita esperimenti dedicati allo studio dei campi magnetici, delle particelle cariche e della struttura atmosferica. Ogni singola fase di questa complessa sequenza iniziale è monitorata con attenzione dalle stazioni della rete Deep Space Network, i cui grandi ricevitori terrestri catturano i deboli segnali provenienti dal veicolo spaziale in allontanamento dalla Terra.
Il conto alla rovescia si conclude senza intoppi. I motori del booster Atlas si accendono sprigionando la spinta che solleva il vettore nel cielo della Florida. La telemetria mostra parametri stabili durante la prima fase di ascesa. Dopo la separazione del primo stadio, entra in funzione lo stadio superiore Agena D. Durante la seconda accensione di quest'ultimo si registrano alcune fluttuazioni nella pressione della camera di combustione, ma la spinta complessiva è sufficiente per immettere la sonda sulla corretta traiettoria di inserimento interplanetario. Una volta completata la separazione dallo stadio Agena, la sonda si ritrova nello spazio profondo e inizia la fase di dispiegamento dei quattro pannelli solari e delle antenne. Le letture confermano che l'assetto è nominale e che i sensori d'assetto hanno agganciato correttamente il Sole e la stella Canopo come punti di riferimento per la navigazione celeste.
Nei giorni successivi, precisamente il 19 giugno 1967, il controllo di missione esegue una correzione di rotta fondamentale per il successo scientifico del sorvolo. I computer di terra inviano i comandi per attivare il propulsore a idrazina della sonda, che esegue un'accensione di esattamente 18 secondi. Questa manovra corregge le minime deviazioni accumulate durante la fase di lancio, assicurando che l'incontro ravvicinato con il pianeta avvenga alla distanza stabilita per consentire agli esperimenti radio di penetrare in modo ottimale l'atmosfera venusiana. I dati telemetrici post-manovra mostrano il funzionamento nominale del sistema propulsivo e l'accuratezza della nuova traiettoria eliocentrica. La lunga fase di crociera ha inizio e gli strumenti scientifici di bordo iniziano a registrare i primi dati sull'ambiente interplanetario, analizzando il vento solare e le variazioni del campo magnetico nello spazio profondo.
Il sorvolo ravvicinato di Venere avviene il 19 ottobre 1967, quando la sonda Mariner 5 transita a una distanza minima di circa 3990 chilometri dalla superficie del pianeta. Le rilevazioni effettuate durante questo passaggio, integrate con quelle ottenute nello spazio interplanetario, forniscono una messe di dati di grande rilevanza scientifica, ridefinendo la comprensione del nostro pianeta gemello. Tra i risultati principali spicca la caratterizzazione dell'interazione tra Venere e il vento solare. Sebbene gli strumenti non abbiano rilevato alcun campo magnetico intrinseco significativo generato dalla dinamo interna del pianeta, la sonda registra la presenza di una netta onda d'urto ionosferica, nota come bow shock. Questo fenomeno è causato dall'interazione diretta del flusso di particelle solari con l'alta ionosfera venusiana, che devia il vento solare attorno al pianeta creando una magnetosfera indotta.
L'esperimento di occultazione radio in banda S rappresenta uno dei contributi metodologici e scientifici più rilevanti della missione. Quando la sonda passa dietro il disco planetario rispetto alla Terra, i suoi segnali radio attraversano gli strati atmosferici venusiani prima di essere occultati del tutto. Questo consente di tracciare un profilo termico e di pressione accurato della densa atmosfera neutra, spingendosi fino a circa trentacinque chilometri di altitudine rispetto alla superficie. I dati indicano una composizione quasi interamente dominata dall'anidride carbonica, smentendo le precedenti ipotesi che prevedevano elevate percentuali di azoto o vapore acqueo.
Un aspetto storico e scientifico fondamentale di Mariner 5 risiede nella collaborazione scientifica internazionale che ne è scaturita. Soltanto un giorno prima del sorvolo americano, il 18 ottobre 1967, la sonda sovietica Venera 4 era entrata direttamente nell'atmosfera di Venere, rilasciando una capsula da discesa che aveva trasmesso dati in situ prima di cessare le comunicazioni. Inizialmente, gli scienziati sovietici ritennero che la capsula avesse funzionato fino al contatto con il suolo, registrando una pressione di circa venti atmosfere. Tuttavia, il confronto incrociato con i dati di occultazione radio di Mariner 5 dimostra che la capsula sovietica aveva smesso di trasmettere a circa ventisei chilometri di altezza, schiacciata dall'immensa pressione atmosferica venusiana. L'analisi congiunta dei dati delle due sonde consente di estrapolare con precisione le condizioni reali alla superficie, rivelando una pressione vicina a 100 atmosfere e temperature al suolo superiori a quattrocento gradi Celsius. Questo sforzo congiunto rappresenta uno dei primi esempi di cooperazione scientifica nello spazio tra Stati Uniti e Unione Sovietica durante la Guerra Fredda.
Infine, lo spettrometro ultravioletto a bordo di Mariner 5 registra per la prima volta l'emissione Lyman-alpha, rivelando la presenza di una estesa corona di idrogeno atomico nell'alta atmosfera del pianeta. La dinamica di questa corona e i modelli sviluppati a partire dalle misurazioni suggeriscono l'esistenza di componenti a diverse temperature nell'esosfera venusiana, aprendo la strada a studi approfonditi sui processi di fuga dell'acqua e sull'evoluzione climatica a lungo termine dei pianeti terrestri. L'eredità scientifica della missione risiede proprio nell'aver svelato la natura ostile di Venere, orientando le successive generazioni di sonde interplanetarie verso la progettazione di lander capaci di resistere a condizioni ambientali estreme.
