Mars Reconnaissance Orbiter

Mars Reconnaissance Orbiter
Ilustracja
Artystyczna wizja sondy Mars Reconnaissance Orbiter
Inne nazwyMRO
ZaangażowaniNASA, JPL, Lockheed Martin Space Systems, University of Arizona, Włoska Agencja Kosmiczna, Applied Physics Laboratory i Malin Space Science Systems
Indeks COSPAR2005-029A
Rakieta nośnaAtlas V(401)
Miejsce startuCape Canaveral Air Force Station, Stany Zjednoczone
Cel misjiMars
Orbita (docelowa, początkowa)
Okrążane ciało niebieskieMars
Perycentrum255
Apocentrum320
Czas trwania
Początek misji12 sierpnia 2005 (11:43 UTC)
Wymiary
Masa całkowita2180 kg

Mars Reconnaissance Orbiter – amerykańska naukowo-telekomunikacyjna sonda kosmiczna, wystrzelona przez NASA w kierunku Marsa przy pomocy rakiety Atlas V 12 sierpnia 2005 roku. Na orbitę planety sonda weszła 10 marca 2006 roku. Początkowo była to wydłużona orbita eliptyczna, którą zacieśniła korzystając z tzw. hamowania atmosferycznego. Celem misji MRO jest poszukiwanie podziemnych złóż wody, badanie obecnego klimatu oraz odnajdywanie wskazówek, które pomogłyby w rekonstrukcji modelu klimatycznego planety sprzed milionów lat. Ponadto sonda ma wytypować miejsca do lądowania przyszłych misji automatycznych oraz planowanych wypraw załogowych na Czerwoną Planetę. Sonda MRO jest najnowocześniejszym pojazdem kosmicznym, jaki kiedykolwiek został wysłany z Ziemi na orbitę Czerwonej Planety. Naukowcy oczekują, że sonda zbierze więcej informacji niż wszystkie poprzednie misje marsjańskie razem wzięte. Zakończenie misji nastąpi w latach 2016–2026. Całkowity koszt misji szacowano na ok. 720 milionów USD.

Cele misji

Budowa

Ilość danych przesłana przez Mars Reconnaissance Orbiter w porównaniu do innych misji
Porównanie sondy Mars Reconnaissance Orbiter z wcześniejszymi orbiterami

Masa orbitera przy starcie wynosiła ponad 2 tony, z czego 1 tona (czyli połowa) to masa netto – bez paliwa potrzebnego do manewrów wejścia na orbitę i korekty pozycji w trakcie trwania misji. Dla porównania Mars Global Surveyor ważył 767 kg, 2001 Mars Odyssey 758 kg, a Mars Express 1042 kg. Ilość energii elektrycznej, jaką dysponuje sonda to około 1 kW. W swoim cyklu orbitalnym MRO systematycznie wchodzi w obszar cienia planety, zasilanie przejmują na ten czas specjalnie zaprojektowane akumulatory Ni-MH. Główny nadajnik komunikacyjny pracuje w paśmie 8 GHz. Umożliwia to przesyłanie danych przy pomocy anteny głównej o średnicy 3 m, do anten Deep Space Network, z prędkością 6 Mb/s. Oczekiwana ilość danych przesłanych na Ziemię w ciągu 2 lat planowanej misji to 32 terabity, co przekracza sumaryczną ilość danych uzyskanych ze wszystkich wcześniejszych misji JPL. Komputer pokładowy sondy został wyposażony w 133 MHz, 32-bitowy procesor RAD750 zbudowany z 10,4 milionów tranzystorów. Jest to odpowiednik procesora PowerPC 750, specjalnie przystosowany do warunków panujących w przestrzeni kosmicznej. Za przechowywanie danych odpowiedzialny jest Solid State Recorder o pojemności 160 gigabitów (20 GB), zbudowany z 700 modułów pamięci flash o pojemności 256 megabitów każdy.

Cały orbiter jest oparty na anulowanej sondzie Mars Telecommunications Orbiter (MTO), która miała jedynie utrzymywać łączność, natomiast MRO wykonuje zarówno badania, jak telekomunikację. Z projektu MTO ściągnięto system telekomunikacyjny Elektra.

Wyposażenie naukowe

Działanie urządzenia SHARAD (wizja artysty)
  • High Resolution Imaging Science Experiment (HiRISE) – kamera wysokiej rozdzielczości zdolna do uzyskania zdjęć o rozdzielczości 30 cm na piksel, poza spektrum widzialnym wykonuje też zdjęcia w podczerwieni; jedno zdjęcie wykonane przy pomocy HiRISE zajmuje 28 gigabitów. HiRISE waży 65 kg.
  • Context Camera (CTX) – kamera o średniej rozdzielczości, która służy do obrazowania większych obszarów planety (rozdzielczość 8 m na piksel)
  • Mars Color Imager (MARCI) – kamera, której celem jest stworzenie obrazów całego globu: umożliwi obserwację dynamiki atmosfery i powierzchni planety, a poza spektrum widzialnym wykona również zdjęcia w ultrafiolecie
  • Compact Reconnaissance Imaging Spectrometer for Mars (CRISM) – spektrometr, którego celem jest odnalezienie miejsc występowania minerałów, które mogły powstać w pobliżu źródeł wody
  • Mars Climate Sounder (MCS) – urządzenie przeznaczone do badania atmosfery planety, mierzy temperaturę, wilgotność oraz obecność pyłów
  • Shallow Radar (SHARAD) – radar, który poszukuje podziemnych źródeł wody oraz bada wewnętrzną strukturę marsjańskich czap polarnych
  • Gravity Field Investigation Package (GFIP)
  • Optical Navigation Camera (ONC)
  • Electra – system telekomunikacyjny wspomagający nawigację i podtrzymujący łączność z lądownikami i łazikami na powierzchni Marsa (MER, Phoenix, Curiosity). Pierwotnie miał się znaleźć na pokładzie Mars Telecommunications Orbiter.


Kalendarium

EtapTerminCel
Przygotowania do startusierpień 2002-2005Budowa i montaż urządzeń, testowanie i dostarczenie sondy na Przylądek Canaveral
Start12 sierpnia 2005Start i początek podróży w kierunku Marsa
Podróżsierpień 2005 – marzec 2006Czas potrzebny na dotarcie do celu
Wejście na orbitę wokół Marsa10 marca 2006 – listopad 2006Hamowanie przez atmosferę planety, zacieśnianie orbity, początek zbierania danych
Badania7 listopada 2006 – listopad 2008Badanie planety z orbity według celów misji
Satelita komunikacyjnylistopad 2008 – grudzień 2010Orbiter służy dodatkowo jako stacja przekaźnikowa do przesyłu danych innych misji

Przebieg misji

Start sondy MRO
Pierwsza fotografia powierzchni Marsa wykonana przez MRO
Marsjański łazik Curiosity uchwycony przez MRO podczas lądowania

10 marca 2006 roku sonda, po trwającym ponad 7 miesięcy locie, weszła pomyślnie na zaplanowaną orbitę wokół Marsa. Zakończenie trwającego 27 minut manewru przyjęto owacyjnie w ośrodku kontroli lotu agencji NASA w Pasadenie. Pojazd odpalił silniki hamujące, kiedy znajdował się po przeciwległej w stosunku do Ziemi stronie Marsa, w okresie trwającej 30 minut przerwy w łączności. Naukowcy obserwowali z napięciem manewr wejścia na orbitę, bowiem od roku 1960 z 35 misji marsjańskich aż 21 zakończyło się fiaskiem. Tylko w latach 90. XX wieku NASA straciła w rejonie Marsa dwa pojazdy badawcze – w 1993 r. sondę Mars Observer i w 1999 sondę Mars Climate Orbiter.

24 marca 2006 przy użyciu kamery HiRISE sonda wykonała pierwsze zdjęcia testowe powierzchni Marsa.

We wrześniu 2006, po trwających wiele miesięcy hamowaniu atmosferycznym oraz wykonaniu serii manewrów korekcyjnych, sonda osiągnęła orbitę docelową. 16 września rozłożono anteny radaru SHARAD.

Sonda MRO z niskiej orbity bada planetę, jej atmosferę, klimat i rzeźbę terenu. Jednym z najważniejszych zadań jest poszukiwanie śladów wody w stanie płynnym oraz miejsc nadających się na lądowiska dla przyszłych misji załogowych.

Wraz z przybyciem sondy MRO, liczba krążących wokół Marsa satelitów badawczych wzrosła do czterech – trzech amerykańskich (Mars Reconnaisance Orbiter, Mars Global Surveyor i Mars Odyssey) i jednego europejskiego (Mars Express). Było to wydarzenie bez precedensu w historii badań planetarnych. Obecnie, po awarii sondy Mars Global Surveyor, trzy z nich wciąż obserwują Marsa.

19 listopada 2006 NASA powiadomiła o pomyślnym przetestowaniu systemu komunikacji Elektra, znajdującego się na pokładzie sondy MRO. Testem była dwustronna komunikacja z łazikiem Spirit.

Powierzchnię Czerwonej Planety wciąż bada drugi z amerykańskich robotów, które wylądowały po przeciwnych stronach Marsa w 2004 roku – Opportunity (stan na luty 2013). Oba roboty wykonały dużą ilość zdjęć oraz analiz gruntu i skał, pracowały wielokrotnie dłużej niż było zakładane w projekcie. 6 października 2006 NASA opublikowała zdjęcie wykonane przez MRO przedstawiające Opportunity nad brzegiem krateru Victoria. 4 grudnia 2006 do listy sfotografowanych urządzeń dołączył Spirit, obydwie sondy Viking, a w sierpniu 2012 łazik Curiosity.

Bibliografia

Misje na Marsa
Trwające
Orbitery
Lądowniki / Łaziki
Mars Viking 22e169.png
Przeszłe
Przeloty
Orbitery
Lądowniki / Łaziki
Nieudane starty
Przyszłe misje
Przygotowywane
Proponowane
Zobacz też
  1. ↑ a b c d e f g h i j k l m sonda nie przesłała danych lub uległa awarii w drodze do Marsa

Media użyte na tej stronie

Mars Viking 22e169.png

Original Caption Released with NASA Image:

Photo from Viking Lander 2 shows late-winter frost on the ground on Mars around the lander. The view is southeast over the top of Lander 2, and shows patches of frost around dark rocks. The surface is reddish-brown; the dark rocks vary in size from 10 centimeters (four inches) to 76 centimeters (30 inches) in diameter. This picture was obtained September 25, 1977. The frost deposits were detected for the first time 12 Martian days (sols) earlier in a black-and-white image. Color differences between the white frost and the reddish soil confirm that we are observing frost. The Lander Imaging Team is trying to determine if frost deposits routinely form due to cold night temperatures, then disappear during the warmer daytime. Preliminary analysis, however, indicates the frost was on the ground for some time and is disappearing over many days. That suggests to scientists that the frost is not frozen carbon dioxide (dry ice) but is more likely a carbon dioxide clathrate (six parts water to one part carbon dioxide). Detailed studies of the frost formation and disappearance, in conjunction with temperature measurements from the lander’s meteorology experiment, should be able to confirm or deny that hypothesis, scientists say.
Mars orbiters.jpg
The Mars Reconnaisance Orbiter is a massive and capable spacecraft; it dwarfs its predecessors, Mars Global Surveyor and Mars Odyssey.
MRO 01.jpg
NASA's Mars Reconnaissance Orbiter, depicted above Mars in this artist's concept illustration, began orbiting Mars on March 10, 2006. It carries three cameras, a ground-penetrating radar, a mineral-mapping spectrometer and a sounding instrument to examine the atmosphere. These science instruments are the High Resolution Imaging Science Experiment, the Context Camera, the Mars Color Imager, the Shallow Subsurface Radar, the Compact Reconnaissance Imaging Spectrometer for Mars and the Mars Climate Sounder.
MRO-sharad.jpg
Wizja artysty przedstawiająca działanie radaru SHARAD sondy Mars Reconnaissance Orbiter.
HiRISE image of MSL during EDL (refined).png

Należący do NASA łazik Curiosity i jego spadochron zostały dostrzeżone przez Mars Reconnaissance Orbiter jak opadały na powierzchnię Marsa 05 sierpnia PDT (6 sierpnia EDT). Teleskop zwierciadlany High-Resolution Imaging Experiment Science (HiRISE) wykonał to zdjęcie, kiedy odbierał transmisję danych z łazika Curiosity.

Łazik Curiosity i jego spadochron znajdują się w centrum białego kwadratu. Z tego zdjęcia wycięto mniejszy fragment i cyfrowo przetworzono. Łazik ląduje na pofałdowanych nizinach na północ od piaszczystych wydm, na skraju "Góry Sharp".

Spadochron jest w pełni wypełniony powietrzem i spełnia się dokonale. Szczegóły spadochronu takie jak szczeliny taśm na brzegach i otwór centralny są wyraźnie widoczne. Linek łączących spadochron z osłoną tylną nie widać, chociaż obserwowano je na zdjęciu z opadającą sondą Phoenix, być może ze względu na różnicę w kątach oświetlenia.

Jasna plama na tylnej osłonie lądownika zawierającego Mars Science Laboratory (MSL), może być lustrzanym odbiciem wziernikowym, poprzez wewnętrzną powierzchnię czaszy spadochronu, od marsjańskiego błyszczącego obszaru. MSL został odłączony od osłony tylnej po zrobieniu tego zdjęcia.

Zdjęcie to jest efektem, z obserwacji poczynionych przez HiRISE, skierowanym do oczekiwanego położenia MSL, około 1 minuty przed lądowaniem.

Fotografowany obiekt został uchwycony w obszarze roboczym kamery HiRISE CCD RED1, w pobliżu wschodniego skraju szerokości roboczej (RED0 jest na samym brzegu). Oznacza to, że MSL był nieco dalej na wschód, lub po przebyciu mniejszego dystansu, niż przewidywano.

Rozdzielczość zdjęcia wynosi 33.6 cm/piksel.

MRO-First Image-full.jpg

  • The first Image of the US space probe Mars Reconnaissance Orbiter. March 24, 2006.
  • The area in the field has been published in full resolution, see Image:MRO-First Image-crop.jpg
  • The image has been taken from a distance of about 2500 km.
MRO data.jpg
The Mars Reconnaissance Orbiter will be a powerful mission, returning 34 Terabits of vital data that will increase our knowledge of the red planet. From left to right: