Mars Reconnaissance Orbiter: Marsin kartoitus teräväpiirtona

Hei Mars, Meet

NASAn Mars Reconnaissance Orbiter kulkee planeetan etelänapa -alueen yli tämän taiteilijan konseptikuvauksessa. Kiertoradan matala tutkakokeilu, yksi kuudesta aluksella olevasta tiedelaitteesta, on suunniteltu tutkimaan Marsin napajäätiköiden sisäistä rakennetta sekä keräämään tietoa koko planeetan laajuisesti maanalaisista jää-, kallio- ja ehkä nestemäisistä kerroksista johon voi päästä käsiksi pinnalta. Phobos, yksi Marsin kahdesta kuusta, näkyy kuvan vasemmassa yläkulmassa. Kuva (Kuva: NASA/JPL/Corby Waste)



Mars Reconnaissance Orbiter (MRO) on avaruusalus, joka lähettää korkean resoluution kuvia Punaisen planeetan pinnasta. Jotkut sen merkittävistä tutkimuksista sisältävät jään ja veden etsimisen, Mars Curiosity -kuljettajan laskeutumispaikan löytämisen ja lähilentävän komeetan, Comet Siding Spring, kuvaamisen vuonna 2014.



Se on myös tarjonnut korkean resoluution kuvia linjan toistuva kaltevuus , kraatteriraitoja, jotka voivat johtua pölyominaisuuksista tai rakeisesta pintavedestä. Avaruusalus toimii myös viestintäreleenä Opportunity roverille ja Curiosity roverille Marsin pinnalla.

MRO teki 50 000 kierrosta Marsin ympärillä maaliskuussa 2017. NASA sanoi sen helmikuussa 2018 aikoo käyttää avaruusalusta 2020-luvun puolivälin jälkeen , poikkeuksellinen saavutus, koska operaatio suunniteltiin alun perin kahdeksi vuodeksi Marsissa. Päätös johtuu suurelta osin keskittyäkseen rajallisiin Mars -operaation dollareihin näytteen palauttamiseen ja siirtämään suunnitellun korvaavan kiertoradan 2020 -luvun lopulle, Spaceflight Now: n mukaan . Kun MRO laajentaa tehtäväänsä, se tukee tulevaa Mars 2020 NASA -kuljettajaa ja mahdollista näytteen palautusoperaatiota Marsiin.



Vaikka jotkut MRO: n instrumentit ja tekniset komponentit osoittavat ikääntymisen merkkejä, NASA toteuttaa ratkaisuja. Esimerkiksi se käyttää tähtiseurantaa MRO: n asenteen ylläpitämiseen ja vähentää riippuvuutta vanhoista gyroskoopeista. Jotkut sen korkean resoluution kameran, HiRISEn, kuvat ovat hieman epäselviä, ja syytä tutkitaan edelleen. CRISM -niminen spektrometrimittari on menettänyt suurimman osan Marsiin tuoduistaan ​​kylmälaitteista, mutta se voi silti tehdä havaintoja joillakin aallonpituuksilla.

Kehitys- ja tieteelliset tavoitteet

MRO on osa pitkää NASA -tehtävien linjaa, joka keskittyy etsimään todisteita ikivanhasta asumisesta Punaisella planeetalla. Ensimmäinen lanseerausmahdollisuus MRO: lle (jota ei tuolloin nimetty) olisi ollut vuonna 2003, NASAn mukaan , mutta NASA päätti lähettää Marsin tutkimusmatkailijat (Spirit and Tilaisuus ) sen sijaan Marsiin. Virasto päätti mennä roverien kanssa sallimaan laskeutumisen kahteen paikkaan, mitä kiertoradalla ei olisi. Vuonna 2001 NASA valitsi Lockheed Martinin avaruusaluksen ensisijaiseksi rakentajaksi, joka oli suunnattu vuoden 2005 laukaisupäiväksi.

MRO: n tieteelliset tavoitteet, NASAn mukaan , ovat



  • Selvitä, onko Marsille koskaan syntynyt elämää, mukaan lukien keskittyminen mineraaliesiintymiin ja muinaisiin alueisiin, joissa nestemäinen vesi kerran virtaa;
  • Kuvaile Marsin ilmasto, mukaan lukien pölyn ja veden kuljetus ilmakehässä sekä veden ja laavan virtaus pinnalla;
  • Luonnehdi Marsin geologiaa keskittyen erityisesti alueisiin, joilla on mahdollisesti ollut nestemäistä vettä.

Näiden tavoitteiden saavuttamiseksi MRO kantaa useita instrumentteja ja kokeita . Siinä on kolme kameraa - High Resolution Imaging Science Experiment (HiRISE), kontekstikamera (CTX) ja Mars Color Imager (MARCI). Lisäksi MRO: lla on spektrometri nimeltä Compact Reconnaissance Imaging Spectrometer for Mars (CRISM), radiometri nimeltä Mars Climate Sounder (MCS) ja tutkalaite Shallow Radar (SHARAD).

Sillä on myös kolme teknistä instrumenttia-viestintä- ja navigointipaketti, jolla 'keskustellaan' pinnalla olevien laskeutujien ja kulkijoiden kanssa, optinen navigointikamera planeettojen välisen navigoinnin testaamiseksi ja kokeilupaketti, jolla testataan voimakas radiokaista nimeltä Ka-band Marsissa. MRO: n kaksi tieteellistä kokeilua sisältävät painovoiman kenttätutkimuspaketin ja kiihtyvyysmittarit Marsin ilmakehän rakenteen osoittamiseksi.

Ennen laukaisua NASA lupasi, että avaruusalus lähettää tietoja kolme kertaa nopeammin kuin tavanomainen laajakaistayhteys. Tämä tarkoitti sitä, että tiedemiehet saisivat tietoa nopeammin kuin koskaan ennen - mikä olisi erityisen tärkeää lähetettäessä tietoja kulkijoilta ja muilta avaruusaluksilta Punaisen planeetan pinnalla.



Tämän näkymän vasemmassa alakulmassa on NASAn kolmen terälehden laskeutumisalusta (ympyröity)

Tämän näkymän vasemman alakulman lähellä on kolmen terälehden laskeutumisalusta (ympyröity), jonka NASAn Mars Exploration Rover Spirit ajoi pois tammikuussa 2004.(Kuva: NASA/JPL-Caltech/Uniz. Of Arizona)

Käynnistys ja varhaiset havainnot

MRO käynnisti 12. elokuuta 2005 ja testasi huippunopeuksiaan syyskuussa, kun se otti joitakin kuvia Maan kuusta 10 miljoonan kilometrin etäisyydeltä. Sitten se lähetti takaisin 75 gigatavua dataa Maahan, mikä vastaa noin 13 CD -levyä. Se oli ennätysmäärä dataa tuolloin.

Avaruusalus pääsi Marsin kiertoradalle 10. maaliskuuta 2006 ja alkoi lähettää kuvia takaisin samalla kun se asetti itsensä oikealle kiertoradalle. MRO käytti aerobraking -tekniikkaa - harjaamalla Marsin ilmakehää vastaan ​​- säätääkseen kiertorataansa. Tämä prosessi säästää polttoainetta ja rahaa, mutta vie paljon aikaa. MRO suoritti haastavat toimenpiteet onnistuneesti syyskuussa kuuden kuukauden säätöjen jälkeen.

Yksi MRO: n ensimmäisistä kohteista oli Opportunity rover . Opportunity, joka oli ylittänyt 90 päivän tehtävänsä yli kahdella vuodella lokakuussa 2006, oli Victoria-kraatterin reunalla. MRO lähetti korkean resoluution kuvan, joka ei ainoastaan ​​osoittanut roveria ja sen jälkiä, vaan myös varjon, jonka golfkärrän kokoinen ajoneuvo Marsissa heitti.

Napsautettuaan muutamia kuvia Opportunityn kaksosesta Spiritistä sekä vuonna 1976 saapuneista kahdesta viikinkimaalarista MRO: n tiimi oli edistynyt tarpeeksi pitkälle voidakseen julkaista tieteellisiä tuloksia.

Joulukuussa 2006 jotkut MRO: n ensimmäisistä tutkahavainnoista ja kuvista keskittyivät napa -alueiden lähellä oleviin jääkerroksiin. 'Nämä talletukset kirjaavat suhteellisen äskettäisiä ilmastonmuutoksia Marsilla, kuten viimeiset jääkaudet Maalla', sanoi Ken Herkenhoff Yhdysvaltain geologisesta tutkimuslaitoksesta lehdistötiedotteessa, joka julkaistiin kyseisenä kuukautena.

Mutta MRO: n korkean resoluution kuvat uhattiin hetkeksi. Helmikuussa 2007 NASA ilmoitti, että HiRISE -kameralla oli ongelmia joidenkin kameranilmaisimien huonojen pikselien ja muun kuvamelun kanssa. Ongelma näytti aluksi pahenevan ajan myötä, mutta NASA jäljitti ongelman suunnitteluvirheeseen ja sanoi onnistuneesti ryhtyneensä toimenpiteisiin sen korjaamiseksi. Yksi MRO: n ensimmäisistä 'vikasietotilan' häiriöistä tapahtui maaliskuussa 2007, jolloin tekninen ongelma pakotti sen siirtymään tilapäisesti varmuuskopiotietokoneeseen.

Vettä, outoja ominaisuuksia ja laskeutumispaikkoja etsitään

Tehtävänsä alkuvaiheessa osa MRO: n työstä sisälsi sopivien Curiosity -laskeutumispaikkojen etsimisen; lopullinen kohde oli Gale-kraatteri, jossa Curiosity laskeutui turvallisesti vuonna 2012. Se tutki kraatterilattiaa ja on vuoden 2018 puolivälistä lähtien nousemassa ylös läheiselle Aeolis Mons -vuorelle etsimään muinaisia ​​todisteita vedestä.

MRO välitti myös tietoja Spirit-, Opportunity- ja Phoenix -avaruusaluksista. Kun Phoenix menetti yhteytensä Maan kanssa vuonna 2008, MRO otti kuvan, jossa näkyy avaruusaluksen jää ja vauriot. Spirit menetti pysyvästi yhteyden Maan kanssa vuonna 2010, mutta Opportunity työskenteli edelleen pinnalla ainakin kesäkuuhun 2018 saakka, jolloin pölymyrsky esti auringonvalon ja laittoi roverin pienitehoiseen tilaan.

Vuonna 2007 MRO tarkasteli kahta Marsin lunta, jotka Mars Global Surveyor on aiemmin kuvannut. Tutkijat arvelivat aikaisemmin, että muutokset kaivoissa johtuivat virtaavasta vedestä, mutta uudet, terävämmät MRO -kuvat paljastivat, että nämä ovat todennäköisesti 'löysien, kuivien materiaalien maanvyörymiä'.

Kuva Mars Reconnaissance Orbiterista lopullisen suunnittelun perusteella.

Kuva Mars Reconnaissance Orbiterista lopullisen suunnittelun perusteella.

Myöhemmin samana vuonna MRO lähetti takaisin kuvia hämmentävistä ominaisuuksista Marsilla, jotka tutkijat kutsuivat hämähäkkeiksi ja lisko -ihiksi. Tutkijat sanoivat, että oudot muodot johtuivat luultavasti keväällä esiin tulevasta hiilidioksidikaasusta, joka muotoili maastoa. Kirkkaat 'tuulettimet' materiaalista, joka havaittiin pinnalla, olivat todennäköisesti hiilidioksidipakasta.

Yksi MRO: n suurimmista löydöistä tuli vuonna 2008, kun kiertäjä huomasi savirikkaan kiven Mawrth Vallisissa. Tällä kanavalla, Punaisen planeetan pohjoisella pallonpuoliskolla, on useita eri savityyppejä päällekkäin. Tiedemiehet sanoivat, että tämä tapahtui luultavasti, kun vesi sekoittui basalttiin pohjoisilla ylängöillä.

Myöhemmin samana vuonna avaruusalus lähetti todisteita opaalin (tai hydratoidun piidioksidin) leviämisestä Marsin yli - iso käyntikortti vedelle. Tutkijoiden mukaan vettä Punaisella planeetalla oli läsnä vasta 2 miljardia vuotta sitten, mikä on miljardi vuotta myöhemmin kuin aiemmin uskottiin.

Vuonna 2009 NASA keskeytti tiedeoperaatiot kuukausiksi, koska tietokone on usein nollattu. NASA lähetti ohjelmistopäivityksen sairastuneelle veneelle. Sitten johtajat toivat MRO: n varovasti pois vikasietotilasta jatkaakseen työtä 16. joulukuuta.

Vuonna 2010 löydetty massiivinen jäädytetty hiilidioksidikerros etelänapa sai tutkijat uskomaan, että kuivajää pääsee ilmakehään, kun Mars lisää akselinsa kaltevuutta.

Dyyni Marsin pohjoisella napa -alueella osoittaa merkittäviä muutoksia kahden kuvan välillä, jotka NASA otti 25. kesäkuuta 2008 ja 21. toukokuuta 2010

Dyyni Marsin pohjoisella napa -alueella osoittaa merkittäviä muutoksia kahden kuvan välillä, jotka NASAn Mars Reconnaissance Orbiter otti 25. kesäkuuta 2008 ja 21. toukokuuta 2010.(Kuva: NASA/JPL-Caltech/Univ. Of Ariz./JHUAPL)

Comet Siding Spring, hiilidioksidi ja muita korkean resoluution havaintoja

Korkean resoluution kuvia pinnasta tulee edelleen MRO: sta, mukaan lukien havainnot jään hämähäkeistä ja hiekkadyynit vuonna 2014. Tiedemiehet oppivat myös uusia asioita Marsin ilmapiiri avaruusaluksen ystävällisyydestä. Kun planeetan kallistus muuttuu, vaikuttaa myös pinnalla oleva nestemäinen vesi sekä Marsin kuuluisien pölymyrskyjen määrä ja vakavuus. MRO on nähnyt lumivyöryjä, pöly paholaiset ja kallionmurtumia kiertoradalta, mikä antaa lähikuvia muutoksista Marsilla useiden vuosien aikana.

Avaruusalus toi upeita kuvia Comet Siding Springistä, kun taivaallinen vierailija lensi suhteellisen lähelle planeettaa lokakuussa 2014. Sen kuvat komeetista, joka huusi 138 000 kilometrin päässä, kuvailivat NASA tuolloin '' korkeimman resoluution näkymät, jotka ovat koskaan saaneet komeetilta Oort Pilvi aurinkokunnan laidalla. ''

MRO: n kuva pinnasta auttoi eurooppalaisia ​​tutkijoita selvittää epäonnistuneen ExoMars Schiaparellin liikerata Samana vuonna avaruusalus löysi myös vuoden 2003 Beagle -tehtävän hautausmaan, toisen eurooppalaisen avaruusaluksen, joka ei saapunut turvallisesti pinnalle.

Vuonna 2017 avaruusalus näki laajoja todisteita tulivuorenpurkauksista Valles Marineris -lattialla, joka on suuri kanjonijärjestelmä, joka ulottuu lähes viidenneksen Punaisen planeetan ympärysmitasta.

Todisteet vesijäästä kertyvät edelleen, mukaan lukien vihjeitä jäästä Marsin rinteillä, jotka julkistettiin vuonna 2017 ja valtavat pintaveden levyt, jotka tarjoavat mahdollisen resurssin tuleville Mars -tehtäville. Kesäkuussa 2018 MRO: n kuvat osoittivat pölymyrskyn peittävän koko planeetan. Kun auringonvalo pääsi pintaan vähemmän, myrsky kaatoi aurinkokäyttöisen Opportunity-roverin operaatiot, mutta ydinvoimalla toimiva Curiosity jatkoi tieteellisten havaintojen tekemistä.