Mars Reconnaissance Orbiter: Kartiranje Marsa v visoki ločljivosti

Pozdravljeni Mars, Meet

NASA -in Mars Reconnaissance Orbiter prehaja južno polarno regijo planeta v ilustracijski zamisli tega umetnika. Orbiterjev plitvi radarski poskus, eden od šestih znanstvenih instrumentov na krovu, je zasnovan tako, da preiskuje notranjo strukturo polarnih ledenih pokrovov Marsa, pa tudi zbira informacije o podzemnih plasteh ledu, kamnin in morda tekoče vode po vsem svetu. ki je lahko dostopen s površine. Fobos, ena od dveh Marsovih lun, se pojavi v zgornjem levem kotu ilustracije. Slika (Zasluge za sliko: NASA/JPL/Corby Waste)





Mars Reconnaissance Orbiter (MRO) je vesoljsko plovilo, ki oddaja posnetke površine Rdečega planeta v visoki ločljivosti. Nekatere njegove pomembne raziskave vključujejo iskanje ledu in vode, iskanje pristajalnega mesta za rover Mars Curiosity in slikanje bližnjega kometa, imenovanega Comet Siding Spring leta 2014.

Zagotovil je tudi posnetke v visoki ločljivosti ponavljajoči se naklon črte , proge kraterjev, ki so lahko posledica prahu ali slane površinske vode. Vesoljsko plovilo služi tudi kot komunikacijski rele za rover Opportunity in rover Curiosity na površini Marsa.

MRO je marca 2017. opravil 50.000 krogov okoli Marsa. Februarja 2018 je to sporočila NASA načrtuje upravljanje vesoljskega plovila po sredini leta 2020 , izjemen podvig glede na to, da je bila misija sprva zasnovana za dve leti na Marsu. Ta odločitev je v veliki meri posledica omejenih dolarjev misije Mars na vračanje vzorcev in potiskanje načrtovane nadomestne orbite do konca leta 2020, glede na Spaceflight Now . Z razširitvijo svojega poslanstva bo MRO podprl prihodnji rover NASA Mars 2020 in morebitno misijo vračanja vzorcev na Mars.



Medtem ko nekateri instrumenti in inženirske komponente MRO kažejo znake staranja, NASA izvaja rešitve. Na primer, z uporabo sledilnika zvezd pomaga vzdrževati odnos MRO, kar zmanjšuje odvisnost od starih žiroskopov. Nekatere slike iz fotoaparata visoke ločljivosti HiRISE imajo rahlo zamegljenost, vzrok pa še preiskujejo. Instrument spektrometra, imenovan CRISM, je izgubil večino kriohladilnikov, ki jih je prinesel na Mars, vendar lahko na nekaterih valovnih dolžinah še vedno opazuje.

Razvojni in znanstveni cilji

MRO je del dolge vrste misij NASA, osredotočenih na iskanje dokazov o starodavnosti bivanja na Rdečem planetu. Prva priložnost za zagon MRO (ki takrat še ni bila imenovana) bi bila leta 2003, po podatkih NASA , vendar se je NASA odločila, da pošlje raziskovalce Marsa (Spirit in Priložnost ) namesto tega na Mars. Agencija se je odločila, da bo z roverji omogočila pristanek na dveh lokacijah, česar orbiter ne bi zagotovil. Leta 2001 je NASA izbrala Lockheed Martin za glavnega konstruktorja vesoljskega plovila, ki je bilo predvideno za datum izstrelitve leta 2005.

Znanstveni cilji MRO, po podatkih NASA , so



  • Ugotovite, ali je na Marsu kdaj nastalo življenje, vključno s poudarkom na mineralnih nahajališčih in starodavnih območjih, kjer je nekoč tekla tekoča voda;
  • Označite podnebje Marsa, vključno s prenosom prahu in vode v ozračje ter način, kako sta voda in lava nekoč tekla po površini;
  • Označite geologijo Marsa in se osredotočite zlasti na območja, ki so morda imela tekočo vodo.

Za dosego teh ciljev MRO opravlja svoje naloge več instrumentov in poskusov . Ima tri kamere - Znanstveni poskus visoke ločljivosti (HiRISE), Kontekst kamero (CTX) in Mars Color Imager (MARCI). Poleg tega ima MRO spektrometer, imenovan Compact Reconnaissance Imaging Spectrometer for Mars (CRISM), radiometer, imenovan Mars Climate Sounder (MCS), in radarski instrument, imenovan Shallow Radar (SHARAD).

Ima tudi tri inženirske instrumente-komunikacijski in navigacijski paket za 'pogovor' s pristajalci in roverji na površini, optično navigacijsko kamero za preizkušanje medplanetarne navigacije in eksperimentalni paket za preskušanje močnega radijskega pasu, imenovanega Ka-band na Marsu. Dva eksperimenta znanstvene ustanove MRO vključujeta paket raziskav gravitacijskega polja in merilnike pospeška za prikaz strukture Marsove atmosfere.

NASA je pred izstrelitvijo obljubila, da bo vesoljsko plovilo prenašalo informacije trikrat hitreje kot običajna širokopasovna telefonska povezava. To je pomenilo, da bodo znanstveniki prejemali informacije hitreje kot kdaj koli prej - kar bi bilo še posebej pomembno pri pošiljanju podatkov iz roverjev in drugih vesoljskih plovil na površini Rdečega planeta.



Blizu spodnjega levega kota tega pogleda je pristajalna ploščad s tremi lističi (obkrožena), ki jo je razvila NASA

Blizu spodnjega levega kota tega pogleda je ploščad s tremi laticami (obkrožena), ki jo je januarja 2004 odpeljal NASA-in Mars Exploration Rover Spirit.(Zasluge za sliko: NASA/JPL-Caltech/Univ. V Arizoni)

Začetek in zgodnja opazovanja

MRO je izstrelil 12. avgusta 2005, septembra pa je preizkusil svoje zmogljivosti pri hitri hitrosti, ko je posnel nekaj slik Zemljine lune z 10 milijonov kilometrov stran. Nato je Zemlji poslal nazaj 75 gigabitov podatkov, kar je ekvivalent približno 13 CD -jem informacij. To je bila takrat rekordna količina podatkov.

Vesoljsko plovilo je 10. marca 2006 prišlo v Marsovo orbito in takoj začelo oddajati slike, hkrati pa se je postavilo v pravo orbito. MRO je uporabil tehniko, imenovano aerobraking - brušenje proti Marsovi atmosferi - za prilagoditev svoje orbite. Ta postopek prihrani gorivo in denar, vendar traja veliko časa. MRO je septembra po šestih mesecih prilagoditev uspešno zaključil zahtevne manevre.

Eden prvih ciljev MRO je bil Rover priložnosti . Priložnost, ki je oktobra 2006 več kot dve leti presegla 90-dnevno poslanstvo, je bila na robu kraterja Victoria. MRO je poslal sliko visoke ločljivosti, ki prikazuje ne samo rover in njegove sledi, ampak tudi senco, ki jo je na Mars povzročilo vozilo z vozičkom za golf.

Potem ko so posneli nekaj slik dvojčka Opportunityja, Spirita in dveh pristajalcev Vikingov, ki sta prispeli leta 1976, je ekipa MRO napredovala dovolj daleč, da je začela objavljati znanstvene rezultate.

Decembra 2006 so se nekatere prve radarske opazovanja in slike MRO osredotočile na plasti ledu v bližini polov. 'Ta nahajališča beležijo relativno nove podnebne spremembe na Marsu, tako kot nedavne ledene dobe na Zemlji,' je dejal Ken Herkenhoff iz ameriškega geološkega zavoda v sporočilu za javnost tega meseca.

Toda slike visoke ločljivosti MRO so bile za kratek čas ogrožene. Februarja 2007 je NASA poročala, da ima kamera HiRISE težave z 'slabimi slikovnimi pikami' in drugim šumom slike v nekaterih detektorjih kamer. Na začetku se je zdelo, da se težava s časom stopnjuje, vendar je NASA težavo izsledila v pomanjkljivosti oblikovanja in dejala, da je uspešno ukrepala. Eden prvih napak MRO pri 'varnem načinu' se je zgodil marca 2007, ko ga je tehnična težava prisilila, da začasno preklopi na rezervni računalnik.

Iskanje vode, čudnih lastnosti in pristajalnih mest

V prvem delu svojega poslanstva je del dela MRO vključeval iskanje ustreznih pristajalnih mest Curiosity; končni cilj je bil krater Gale, kjer je Curiosity varno pristal leta 2012. Raziskal je dno kraterja in se od sredine leta 2018 trenutno odpravlja na bližnjo goro Aeolis Mons (gora Sharp) v iskanju starodavnih dokazov o vodi.

MRO je posredoval tudi informacije iz vesoljskih plovil Spirit, Opportunity in Phoenix. Ko je Phoenix leta 2008 izgubil stik z Zemljo, je MRO posnel sliko ledu in poškodb vesoljskega plovila. Spirit je leta 2010 trajno izgubil stik z Zemljo, vendar je Opportunity še vedno deloval na površini vsaj do junija 2018, ko je nevihta s prahom blokirala sončno svetlobo in rover preklopila v način nizke porabe energije.

Leta 2007 je MRO natančno preučil dva marsovska jarka, ki jih je predhodno posnel Mars Global Surveyor. Raziskovalci so prej ugibali, da so spremembe v požiralnikih posledica tekoče vode, vendar so nove, ostrejše slike MRO pokazale, da so to verjetno 'plazovi ohlapnih, suhih materialov'.

Ilustracija Mars Reconnaissance Orbiter, ki temelji na končni zasnovi.

Ilustracija Mars Reconnaissance Orbiter, ki temelji na končni zasnovi.

Kasneje istega leta je MRO poslal slike zmenljivih značilnosti na Marsu, ki so jih znanstveniki poimenovali 'pajki' in 'koža kuščarjev'. Raziskovalci so povedali, da so čudne oblike verjetno posledica ogljikovega dioksida, ki je spomladi izstrelil in oblikoval teren. Svetli 'oboževalci' materiala, opaženega na površini, so bili verjetno zmrzal ogljikovega dioksida.

Eno največjih najdb MRO je prišlo leta 2008, ko je orbiter v Mawrth Vallisu opazil glino bogato skalo. Ta kanal, na severni polobli Rdečega planeta, ima med seboj več različnih vrst gline. Znanstveniki so dejali, da se je to verjetno zgodilo, ko se je voda v severnem visokogorju pomešala z bazaltom.

Kasneje istega leta je vesoljsko plovilo odkrilo dokaze o opalu (ali hidriranem silicijevem dioksidu), ki se razprostira po Marsu - veliki vizitki za vodo. Po mnenju znanstvenikov je bila voda na Rdečem planetu prisotna pred dvema milijardama let, kar je milijardo let pozneje, kot so prej mislili.

Leta 2009 je NASA zaradi pogostih ponastavitev računalnika v orbiti za nekaj mesecev prekinila znanstvene operacije. NASA je poslala nadgradnjo programske opreme bolnemu plovilu. Nato so menedžerji previdno izločili MRO iz varnega načina za nadaljevanje dela 16. decembra.

Odkritje ogromnih zamrznjenih usedlin ogljikovega dioksida na južnem polu leta 2010 je znanstvenike prepričalo, da suh led vstopi v ozračje, ko Mars poveča nagib svoje osi.

Sipine v severni polarni regiji Marsa kažejo pomembne spremembe med dvema posnetkoma, ki sta jih 25. junija 2008 in 21. maja 2010 posnela NASA

Sipine v severni polarni regiji Marsa kažejo pomembne spremembe med dvema posnetkoma, ki sta jih 25. junija 2008 in 21. maja 2010 posnela NASA -jev izvidniški orbiter Mars.(Zasluga za sliko: NASA/JPL-Caltech/Univ. Of Ariz./JHUAPL)

Comet Siding Spring, ogljikov dioksid in več opazovanj z visoko ločljivostjo

Podobe površine z visoko ločljivostjo se še naprej vračajo z MRO, vključno z opazovanji ledenih pajkov in peščene sipine leta 2014. Znanstveniki so izvedeli tudi nove stvari o atmosfero Marsa z dovoljenjem vesoljskega plovila. Ker se nagib planeta spreminja, vpliva tudi tekoča voda na površini ter število in resnost znanih prašnih neviht na Marsu. MRO je videl snežne plazove, prašni hudiči in zlomi kamnin iz orbite, ki od blizu predstavljajo spremembe na Marsu v več letih.

Vesoljsko plovilo je oddalo osupljive posnetke kometa Siding Spring, ko je nebesni obiskovalec oktobra 2014. priletel relativno blizu planeta. Njegove slike kometa, ki je švignil za 138.000 kilometrov stran, je NASA takrat opisala kot ' pogledi najvišje ločljivosti kometa, ki prihaja iz Oort Cloud na obrobju sončnega sistema. '

Posnetki MRO na površini so pomagali evropskim znanstvenikom ugotoviti pot neuspešnega ExoMars Schiaparellija lander med približevanjem leta 2016. Istega leta je vesoljsko plovilo našlo tudi pokopališče misije Beagle leta 2003, še enega evropskega vesoljskega plovila, ki ni varno prispelo na površje.

Leta 2017 je vesoljsko plovilo videlo obsežne dokaze o vulkanskih izbruhih na tleh Valles Marineris, velikega kanjonskega sistema, ki obsega skoraj petino obsega Rdečega planeta.

Dokazi o vodnem ledu se še naprej kopičijo, vključno z namigi ledu na pobočjih Marsa, objavljeni leta 2017 in velike liste podzemnega vodnega ledu, ki predstavljajo možen vir za prihodnje misije na Mars. Junija 2018 so slike MRO pokazale nevihto, ki je zajela ves planet. Ker je na površje prišlo manj sončne svetlobe, je nevihta izničila operacije roverja Opportunity na sončno energijo, vendar je Curiosity z jedrskim pogonom še naprej opravljal znanstvena opazovanja.