Основной недостаток марсоходов – это их маленькая скорость. В день они могут пройти от силы несколько метров, а их область исследования сильно ограничена. Поэтому для изучения всей поверхности нужен инструмент, который способен охватить большую территорию. Для этих целей удобнее использовать искусственный спутник.
Миссия
Mars Reconnaissance Orbiter — это многоцелевой космический модуль для исследования Красной планеты, куда он направился ещё в 2005 году. На борту MRO нёс научно-исследовательское оборудование, с помощью которого проводит разведку и изучение.
Задачи и цели
Орбитальный спутник планировалось использовать для составления карты поверхности. Кроме научной стороны, картографирование позволяло выбирать безопасные места посадок, спускаемых ландеров.
Кроме того, MRO был занят поисками жидкой воды в полярных областях Марса и под его поверхностью, попутно изучая геологию. Ведь Марс обладает атмосферой (пусть и разреженной), на нём существуют климатические условия изучение которых входило в круг задач.
Уникальность этого разведывательного спутника состоит ещё и в том, что благодаря мощной телекоммуникационной аппаратуре на его борту он прекрасный ретранслятор для передачи сигналов и пакетов данных от марсоходов к Земле. Эта задача для него сейчас является основной и останется такой вплоть до 2030-х годов, когда на нём закончится топливо, необходимое для корректировки.
Почему так назвали
Название космического корабля NASA Mars Reconnaissance Orbiter в переводе на русский язык означает Марсианский Разведывательный Спутник или сокращённо МРС, и это в полной мере отражает его главное предназначение: поиска безопасных мест для высадки роверов и следов жидкой воды.
Миссия в цифрах
Изначально орбитальный модуль планировалось отправить на два года раньше, но вместо него запустили сразу два марсохода – Opportunity и Spirit – севшие в разных концах планеты.
- Научно-исследовательский модуль NASA MRO стартовала с Земли 12 августа 2005 г.
- Он достиг места назначения за 7,5 месяцев и 10 марта 2006 года прошёл над Южным полюсом.
- За это время Reconnaissance Orbiter преодолел 500 миллионов километров межпланетного пространства.
- Но это не означало конец его путешествия: после того как модуль погасил свою скорость, он перешёл на вытянутую эллиптическую орбиту. То приближаясь к Марсу на расстояние в 426 км, то удаляясь от него на 44 500 км.
- Понадобилось почти 6 месяцев и три манёвра торможения об атмосферу небесного тела, чтобы выйти на круговую орбиту, с которой можно было производить научные исследования.
- Сейчас разведывательный спутник делает один виток за 112 минут.
- Его орбита имеет форму эллипса, высота от поверхности колеблется от 255 до 320 км.
- Изначальное время работы планировалось сроком на один марсианский год, что соответствует приблизительно двум земным, но к настоящему моменту он проработал уже более 14 лет.
Характеристики аппарата
В момент запуска с Земли MRO весил 2190 кг, причём половину этой массы составляло топливо для его 20 бортовых двигателей. В высоту он достигает 6,5 метров. Силовая установка – пара солнечных панелей общей площадью 20 м2 и мощностью 2 тыс. Ватт. Они расположены по его бокам наподобие птичьих крыльев и их размах достигает 13,6 метров. Солнечные панели не только питают саму станцию, но также заряжают две никель — водородные батареи. Их совокупная мощность – 1600 Ватт которые служат источником питания во время пролёта над ночной стороной.
Для связи с Землёй имеется большая тарельчатая антенна диаметром 3,5 метра. Максимальная скорость передачи данных при этом составляет 6 Мбит/с — самая высокая среди всех зондов, отправленных к Марсу. А бортовой компьютер космического корабля имеет тактовую частоту 46 МГц и твердотельную память объёмом 160 Гб.
Научные инструменты
На борту аппарата Mars Reconnaissance Orbiter находится 3 камеры высокого разрешения, два спектрометра и один радар.
- HiRISE представляет собой большой телескоп-рефлектор, на конце которого установлена камера высокого разрешения. На сделанных с его помощью снимках можно различить объекты до 1 метра в поперечнике с высоты в 300 км. Каждая фотография занимает объём в 16,4 Гб. Чтобы лучше разглядеть рельеф, камера способна делать стереофотографии, на них можно различить детали до 25 см длиной.
- CTX – камера для съёмок чёрно-белых изображений. Она используется для составления изображений поверхности в виде мозаики. На таких снимках учёные отмечают те области, которые сфотографирует HiRISE. А также СТХ может делать стереоснимки.
- MARCI – цветная камера с невысоким разрешением. Её главная задача – делать ежедневные прогнозы марсианской погоды. Для этого она ежедневно делает около 80 снимков, на которых удобно наблюдать за сезонными изменениями климата, аномалиями в атмосфере и пылевыми бурями.
- CRISM – спектрометр, настоящий охотник за доказательствами присутствия воды на Марсе в её прошлом. Для этого он ищет химические соединения, которые могут образовываться под её действием, попутно составляя первую марсианскую минералогическую карту.
- MCS – спектрометр-метеоролог. Он измеряет температуру, давление, влажность и запылённость атмосферы. Эти данные ежедневно компонуются в прогноз погоды Марса.
- SHARAD – радиолокатор, также предназначенный для поиска воды. Чтобы обнаружить её, он просвечивает своим лучом полярные шапки и внутренние структуры.
Обзор миссии
Первый снимок Марса разведывательный орбитальный аппарат смог сделать в конце сентября 2006 года, что стало началом его научного исследования. Уже через неделю после этого удалось запечатлеть марсоход Opportunity в кратере Виктория.
Но были и проблемы. В начале путешествия были проблемы с камерой высокого разрешения HiRISE и спектрометром MCS. К счастью, эти неисправности удалось устранить. Но настоящим бедствием стало полное отключение станции на 4 месяца в 2009 году. Начиналось всё с нескольких спонтанных перезапусков системы, однако после одного из очерёдных сбросов MRO перешёл в безопасный режим.
Наладить работу корабля удалось лишь в декабре. Чтобы не наступать на те же грабли, его программное обеспечение было полностью обновлено.
В 2007 году Mars Reconnaissance Orbiter сфотографировал лицо на Марсе — загадочное изображение, впервые снятое ещё в 1970-х аппаратом Викинг. В своё время оно стало настоящим культурным феноменом. Но съёмка этого объекта с помощью HiRSE позволила установить, что это ничем не примечательный кусок скалы. Схожесть с человеческим лицом – это только игра света и богатое воображение. Но есть и другие, которые считают, что лицо — это искусственно созданное сооружение.
MRO принимал активное участие в выборе места посадки спускаемого модуля Phoenix, чьё примарсианивание ему удалось сфотографировать 25 мая 2008 года.
К марту 2010 года на Землю были переданы рекордные 100 Tb данных – больше, чем было получено до этого момента со всех зондов, отправленных с четвёртой планеты.
Ещё одним его достижением стал прямой эфир, состоявшийся 6 августа 2012 года по случаю прибытия марсохода Curiosity. Более 200 000 человек следило за его спуском.
В 2018 году орбитальная станция обеспечивала телекоммуникационную поддержку во время посадки очередного модуля – InSight.
Результаты миссии
Свою главную задачу – разведывательная станция полностью выполнила. Были найдены следы минералов, которые могут образовываться только в присутствии жидкой воды. А также главным достижением миссии считается обнаружение глинистых отложений. Всё это позволяет сказать, что приблизительно 2 млрд лет назад на Марсе текли настоящие реки, в которых могла существовать примитивная жизнь – бактерии или что-то подобное.
Водяной лёд до сих пор находится на этой планете: автоматическая станция сфотографировала участки, которые отражали солнечный свет. А также было установлено, что замёрзшая вода находится на северном полюсе и под верхним слоем грунта. Последний факт стал известен благодаря исследованию кратеров, образовавшихся во время нахождения станции на орбите. Метеориты проломили верхний слой и под ним получилось увидеть лёд.
Долгое нахождение космического корабля на орбите позволило ему наблюдать потрясающие явления: пылевые бури, которые длятся по несколько месяцев, разломы горных пород, следы извержений вулканов, как тает углекислота на юге и влияет на планетарную погоду.
Mars Reconnaissance Orbiter смог сделать детальную фотографию кометы Siding Spring, пролетавшей неподалёку в 2014 году.
Для будущих первых колонистов главным ресурсом будет лёд. В полёт её много не взять, ведь на счету каждый килограмм груза. Лучше всего добывать её на месте посадки. Это объясняет, почему исследовательской миссии MRO придавалось такое большое значение. Не только прошлое соседней планеты интересовало учёных, но и её будущее, которое зависело оттого, есть ли там вода.