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Orbitador de reconocimiento de Marte
Mars Reconnaissance Orbiter modelo de nave espacial.png
Impresión artística de la nave espacial Mars Reconnaissance Orbiter .
Tipo de misiónOrbitador de Marte
OperadorNASA  / JPL
ID COSPAR2005-029A
SATCAT no.28788
Sitio webmarsprogram .jpl .nasa .gov / mro /
nasa .gov / mission _pages / MRO / main / index .html
Duración de la misión15 años, 7 meses y 19 días desde el lanzamiento (15 años y 21 días (5353  soles ) en Marte)
Propiedades de la nave espacial
FabricanteLockheed Martin  / Universidad de Arizona  / APL  / ASI  / Malin Space Science Systems
Masa de lanzamiento2.180 kg (4.810 libras)
Secado masivo1.031 kg (2.273 libras)
Masa de carga útil139 kg (306 libras)
Energía2,000.0  vatios
Inicio de la misión
Fecha de lanzamiento12 de agosto de 2005, 11:43:00  UTC ( 2005-08-12UTC11: 43Z )
CoheteAtlas V 401
Sitio de lanzamientoCabo Cañaveral SLC-41
ContratistaILS
Parámetros orbitales
Sistema de referenciaAreocéntrico
RégimenSincrónico con el sol [1]
Inclinación93 grados [1]
Período111 minutos
Orbitador de Marte
Inserción orbital10 de marzo de 2006, 21:24:00 UTC
MSD 46990 12:48 AMT
20 Dhanus 211 Darian
Insignia del Orbitador de reconocimiento de Marte
Insignia oficial de la misión Mars Reconnaissance Orbiter .  

Mars Reconnaissance Orbiter ( MRO ) es una nave espacial diseñada para estudiar la geología y el clima de Marte , proporcionar reconocimiento de futuros lugares de aterrizaje y transmitir datos de misiones de superficie a la Tierra. Fue lanzado el 12 de agosto de 2005 y llegó a Marte el 10 de marzo de 2006. En noviembre de 2006, después de cinco meses de aerofrenado , entró en su órbita científica final y comenzó su fase científica primaria. [2] El costo de desarrollar y operar MRO hasta el final de su misión principal en 2010 fue de 716,6 millones de dólares estadounidenses . [3]

La nave espacial continúa operando en Marte, mucho más allá de su vida de diseño prevista. Debido a su papel fundamental como retransmisor de datos de alta velocidad para misiones terrestres, la NASA tiene la intención de continuar la misión el mayor tiempo posible, al menos hasta finales de la década de 2020. [4]

Prelanzamiento [ editar ]

Después de los fracasos gemelos de las misiones Mars Climate Orbiter y Mars Polar Lander en 1999, la NASA reorganizó y volvió a planificar su Programa de Exploración de Marte . En octubre de 2000, la NASA anunció sus planes de Marte reformulados, que redujeron el número de misiones planificadas e introdujeron un nuevo tema: "sigue el agua". Los planes incluían un Mars Reconnaissance Orbiter recién bautizado que se lanzaría en 2005. [5]

El 3 de octubre de 2001, la NASA eligió a Lockheed Martin como contratista principal para la fabricación de la nave espacial. [6] A finales de 2001 se seleccionaron todos los instrumentos de la misión. No hubo grandes contratiempos durante la construcción de MRO, y la nave espacial fue enviada al Centro Espacial John F. Kennedy el 1 de mayo de 2005 para prepararla para su lanzamiento. [7]

Objetivos de la misión [ editar ]

MRO tiene objetivos tanto científicos como de "apoyo a la misión". La misión científica principal se diseñó para durar desde noviembre de 2006 hasta noviembre de 2008, y la fase de apoyo a la misión desde noviembre de 2006 hasta noviembre de 2010. Ambas misiones se han ampliado.

Los objetivos científicos formales de MRO [8] son:

  • observar el clima actual, particularmente su circulación atmosférica y variaciones estacionales;
  • buscar signos de agua, tanto pasados ​​como presentes, y comprender cómo alteró la superficie del planeta;
  • mapear y caracterizar las fuerzas geológicas que dieron forma a la superficie.

Los dos objetivos de apoyo a la misión para MRO [8] son:

  • proporcionar servicios de retransmisión de datos desde misiones terrestres de regreso a la Tierra;
  • caracterizar la seguridad y viabilidad de posibles lugares de aterrizaje futuros y travesías del rover de Marte .

MRO jugó un papel clave en la elección de sitios de aterrizaje seguros para el módulo de aterrizaje Phoenix (2007), el Laboratorio de Ciencias de Marte (2012), el módulo de aterrizaje InSight (2018) y el rover Perseverance (2021).

Lanzamiento e inserción orbital [ editar ]

Lanzamiento del Atlas V con el Mars Reconnaissance Orbiter , 11:43:00 UTC del 12 de agosto de 2005
Transfiere la órbita de la Tierra a Marte. TCM-1 a TCM-4 indican las maniobras de corrección de trayectoria planificadas.
Animación de MRO ' trayectoria s desde 12 agosto 2005 hasta 31 diciembre 2007
   Orbitador de reconocimiento de Marte  ·   Tierra  ·   Marte   ·   sol

El 12 de agosto de 2005, se lanzó MRO a bordo de un cohete Atlas V-401 desde el Complejo de Lanzamiento Espacial 41 en la Estación de la Fuerza Aérea de Cabo Cañaveral . [9] La etapa superior Centauro del cohete completó sus quemaduras durante un período de cincuenta y seis minutos y colocó al MRO en una órbita de transferencia interplanetaria hacia Marte. [10]

MRO navegó por el espacio interplanetario durante siete meses y medio antes de llegar a Marte. Mientras estaban en ruta, la mayoría de los instrumentos y experimentos científicos fueron probados y calibrados. Para asegurar la inserción orbital adecuada al llegar a Marte, se planearon cuatro maniobras de corrección de trayectoria y se discutió una quinta maniobra de emergencia. [11] Sin embargo, solo fueron necesarias tres maniobras de corrección de trayectoria, que ahorraron 60 libras (27 kg) de combustible que sería utilizable durante la misión extendida del MRO. [12]

Animación de MRO ' trayectoria s alrededor de Marte desde 10 marzo 2006 a 30 septiembre 2007
   Orbitador de reconocimiento de Marte  ·   Marte

MRO comenzó la inserción orbital acercándose a Marte el 10 de marzo de 2006 y pasando por encima de su hemisferio sur a una altitud de 370 a 400 kilómetros (230 a 250 millas). Los seis motores principales de MRO se encendieron durante 27 minutos para reducir la velocidad de la sonda de 2.900 a 1.900 metros por segundo (9.500 a 6.200 pies / s). El tanque de presurización de helio estaba más frío de lo esperado, lo que redujo la presión en el tanque de combustible en aproximadamente 21 kilopascales (3,0  psi ). La presión reducida hizo que el empuje del motor se redujera en un 2%, pero el MRO lo compensó automáticamente al extender el tiempo de combustión en 33 segundos. [13]

La finalización de la inserción orbital colocó al orbitador en una órbita polar muy elíptica con un período de aproximadamente 35,5 horas. [14] Poco después de la inserción, la periapsis , el punto en la órbita más cercana a Marte, estaba a 426 km (265 millas) de la superficie [14] (3.806 km (2.365 millas) del centro del planeta). La apoapsis , el punto en la órbita más alejado de Marte, estaba a 44.500 km (27.700 millas) de la superficie (47.972 km (29.808 millas) del centro del planeta).

Cuando MRO entró en órbita, se unió a otras cinco naves espaciales activas que estaban en órbita o en la superficie del planeta: Mars Global Surveyor , Mars Express , 2001 Mars Odyssey y los dos Mars Exploration Rovers ( Spirit y Opportunity ). Esto estableció un nuevo récord para la nave espacial más operativa en las inmediaciones de Marte. Mars Global Surveyor y los rovers Spirit y Opportunity han dejado de funcionar. Al 20 de abril de 2020 , Mars Odyssey , Mars Express y MRO de 2001 siguen en funcionamiento y se han unido aMisión Orbital de Marte , Maven y ExoMars Trace Gas Orbiter en órbita, y la curiosidad , perseverancia , y InSight en la superficie, elevando el expediente a nueve naves espaciales activo. [ cita requerida ]

Obra de aerofrenado MRO

El 30 de marzo de 2006, MRO comenzó el proceso de aerofrenado , un procedimiento de tres pasos que reduce a la mitad el combustible necesario para lograr una órbita más baja y circular con un período más corto. Primero, durante sus primeras cinco órbitas del planeta (una semana terrestre), MRO usó sus propulsores para dejar caer la periapsis de su órbita a una altitud de frenado aerodinámico. Esta altitud depende del espesor de la atmósfera.porque la densidad atmosférica marciana cambia con las estaciones. En segundo lugar, mientras usaba sus propulsores para hacer correcciones menores a su altitud de periapsis, MRO mantuvo la altitud de frenado aerodinámico durante 445 órbitas planetarias (aproximadamente cinco meses terrestres) para reducir la apoapsis de la órbita a 450 kilómetros (280 millas). Esto se hizo de tal manera que no se calentó demasiado la nave espacial, pero también se sumergió lo suficiente en la atmósfera como para frenar la nave espacial. Una vez completado el proceso, MRO usó sus propulsores para mover su periapsis fuera del borde de la atmósfera marciana el 30 de agosto de 2006. [15] [16]

En septiembre de 2006, MRO encendió sus propulsores dos veces más para ajustar su órbita final, casi circular, a aproximadamente 250 a 316 km (155 a 196 millas) sobre la superficie marciana, con un período de aproximadamente 112 minutos. [17] [18] Las antenas de radar SHARAD se desplegaron el 16 de septiembre. Todos los instrumentos científicos fueron probados y la mayoría fueron apagados antes de la conjunción solar que ocurrió del 7 de octubre al 6 de noviembre de 2006. Después de que la conjunción terminó el " comenzó la fase de ciencia primaria ". [ cita requerida ]

El 17 de noviembre de 2006, la NASA anunció la prueba exitosa del MRO como un relé de comunicaciones orbitales. Usando el rover Spirit de la NASA como punto de origen para la transmisión, el MRO actuó como un relé para transmitir datos a la Tierra. [ cita requerida ]

Línea de tiempo [ editar ]

Véase también: Cronología del Mars Reconnaissance Orbiter
Las fracturas tectónicas dentro de la región de Candor Chasma de Valles Marineris , Marte , retienen formas en forma de crestas a medida que el lecho rocoso circundante se erosiona. Esto apunta a episodios pasados ​​de alteración de fluidos a lo largo de las fracturas y revela pistas sobre el flujo de fluidos pasado y las condiciones geoquímicas debajo de la superficie.

El 29 de septiembre de 2006 ( sol 402), MRO tomó su primera imagen de alta resolución de su órbita científica. Se dice que esta imagen resuelve elementos tan pequeños como 90 cm (3 pies) de diámetro. El 6 de octubre, la NASA publicó imágenes detalladas del cráter MRO de Victoria junto con el rover Opportunity en el borde superior. [19]En noviembre, comenzaron a surgir problemas en el funcionamiento de dos instrumentos de la nave espacial MRO. Un mecanismo paso a paso en el Mars Climate Sounder (MCS) se saltó en múltiples ocasiones, lo que resultó en un campo de visión que está ligeramente fuera de posición. Para diciembre se suspendió el funcionamiento normal del instrumento, aunque una estrategia de mitigación permite que el instrumento continúe realizando la mayoría de las observaciones previstas. [20] Además, se ha observado un aumento en el ruido y los píxeles defectuosos resultantes en varios CCD del Experimento científico de imágenes de alta resolución (HiRISE). El funcionamiento de esta cámara con un tiempo de calentamiento más prolongado ha solucionado el problema. Sin embargo, la causa aún se desconoce y es posible que regrese. [21]

HiRISE continúa devolviendo imágenes que han permitido descubrimientos sobre la geología de Marte. El más importante de ellos es el anuncio de observaciones de terreno en bandas que indican la presencia y acción de dióxido de carbono líquido (CO 2 ) o agua en la superficie de Marte en su pasado geológico reciente. HiRISE pudo fotografiar el módulo de aterrizaje Phoenix durante su descenso en paracaídas a Vastitas Borealis el 25 de mayo de 2008 (sol 990). [ cita requerida ]

El orbitador continuó experimentando problemas recurrentes en 2009, incluidos cuatro reinicios espontáneos, que culminaron con un apagado de la nave durante cuatro meses desde agosto hasta diciembre. [22] Si bien los ingenieros no han determinado la causa de los reinicios recurrentes, han creado un nuevo software para ayudar a solucionar el problema en caso de que vuelva a ocurrir.

El 3 de marzo de 2010, el Mars Reconnaissance Orbiter superó otro hito importante, tras haber transmitido más de 100 terabits de datos a la Tierra, que era más que todas las demás sondas interplanetarias enviadas desde la Tierra juntas. [23]

El 6 de agosto de 2012 (sol 2483), el orbitador pasó sobre el cráter Gale , el lugar de aterrizaje de la misión Mars Science Laboratory , durante su fase EDL . Capturó una imagen a través de la cámara HiRISE del Curiosity Rover descendiendo con su carcasa trasera y su paracaídas supersónico. [ cita requerida ]

La NASA informó que el Mars Reconnaissance Orbiter , [24] así como el Mars Odyssey Orbiter [25] y el orbitador MAVEN [26] tuvieron la oportunidad de estudiar el sobrevuelo del Comet Siding Spring el 19 de octubre de 2014. [27] [28]

El 29 de julio de 2015, el Mars Reconnaissance Orbiter se colocó en una nueva órbita para proporcionar apoyo de comunicaciones durante la llegada anticipada de la misión del módulo de aterrizaje InSight Mars en septiembre de 2016. [29] La combustión del motor de la maniobra duró 75 segundos. [30] InSight se retrasó y se perdió la ventana de lanzamiento de 2016 , pero se lanzó con éxito durante la siguiente ventana el 5 de mayo de 2018 y aterrizó el 26 de noviembre de 2018. [31]

Instrumentos [ editar ]

En el orbitador se incluyen tres cámaras, dos espectrómetros y un radar junto con dos "instrumentos de instalaciones científicas", que utilizan datos de subsistemas de ingeniería para recopilar datos científicos. Tres experimentos de tecnología probarán y demostrarán nuevos equipos para misiones futuras. [32] Se espera que MRO obtenga alrededor de 5.000 imágenes por año. [33]

HiRISE (cámara) [ editar ]

Artículo principal: HiRISE
Estructura de la cámara HiRISE
Cráter Victoria de HiRise

La cámara del Experimento científico de imágenes de alta resolución (HiRISE) es un telescopio reflector de 0,5 m (1 pie 8 pulgadas) , el más grande jamás llevado en una misión al espacio profundo , y tiene una resolución de 1  microrradián (μrad) o 0,3 m (1 pie). 0 pulg.) Desde una altitud de 300 km (190 mi). En comparación, las imágenes de satélite de la Tierra generalmente están disponibles con una resolución de 0,5 m (1 pie 8 pulgadas), y las imágenes de satélite en Google Maps están disponibles a 1 m (3 pies 3 pulgadas). [34] HiRISE recopila imágenes en tres bandas de color, 400 a 600 nm (azul-verde o BG), 550 a 850 nm (rojo) y 800 a 1000 nm ( infrarrojo cercano o NIR). [35]


Las imágenes en color rojo tienen 20.264 píxeles de ancho (6 km (3,7 mi) de ancho), y BG y NIR tienen 4.048 píxeles de ancho (1,2 km (0,75 mi) de ancho). La computadora a bordo de HiRISE lee estas líneas al mismo tiempo que la velocidad de avance del orbitador , y las imágenes tienen una longitud potencialmente ilimitada. Prácticamente, sin embargo, su longitud está limitada por la capacidad de memoria de 28 Gigabit (Gb) de la computadora , y el tamaño máximo nominal es de 20.000 × 40.000 píxeles (800 megapíxeles ) y 4.000 × 40.000 píxeles (160 megapíxeles) para imágenes BG y NIR. Cada imagen de 16,4 Gb se comprime a 5 Gb antes de su transmisión y publicación al público en general en el sitio web de HiRISE en formato JPEG 2000 . [18] [36]Para facilitar el mapeo de posibles lugares de aterrizaje, HiRISE puede producir pares estéreo de imágenes a partir de las cuales se puede calcular la topografía con una precisión de 0,25 m (9,8 pulgadas). [37] HiRISE fue construido por Ball Aerospace & Technologies Corp.

CTX (cámara) [ editar ]

La cámara de contexto (CTX) proporciona imágenes en escala de grises (500 a 800 nm) con una resolución de píxeles de hasta aproximadamente 6 m (20 pies). CTX está diseñado para proporcionar mapas de contexto para las observaciones específicas de HiRISE y CRISM, y también se utiliza para crear mosaicos de grandes áreas de Marte, monitorear una serie de ubicaciones para detectar cambios a lo largo del tiempo y adquirir cobertura estéreo (3D) de regiones clave y potencial. futuros lugares de aterrizaje. [38] [39] La óptica de CTX consiste en un telescopio Maksutov Cassegrain de 350 mm (14 pulgadas) de distancia focal con un CCD de matriz de línea de 5.064 píxeles de ancho . El instrumento toma fotografías de 30 km (19 mi) de ancho y tiene suficiente memoria interna para almacenar una imagen de 160 km (99 mi) antes de cargarla en el computadora principal . [40] La cámara fue construida y operada por Malin Space Science Systems . CTX cartografió el 50% de Marte en febrero de 2010. [41] En 2012 encontró los impactos de seis masas de lastre de entrada de 55 libras (25 kilogramos) del aterrizaje del rover Curiosity del Mars Science Laboratory . [42]

MARCI (cámara) [ editar ]

Mars Color Imager en el lado derecho

Mars Color Imager (MARCI) es una cámara gran angular de resolución relativamente baja que ve la superficie de Marte en cinco bandas visibles y dos ultravioleta . Cada día, MARCI recopila alrededor de 84 imágenes y produce un mapa global con resoluciones de píxeles de 1 a 10 km (0,62 a 6,21 mi). Este mapa proporciona un informe meteorológico semanal de Marte, ayuda a caracterizar sus variaciones estacionales y anuales, y mapea la presencia de vapor de agua y ozono en su atmósfera. [43] La cámara fue construida y operada por Malin Space Science Systems . Tiene una lente ojo de pez de 180 grados con los siete filtros de color unidos directamente en un solo sensor CCD. [44]

CRISM (espectrómetro) [ editar ]

Artículo principal: CRISM
Instrumento CRISM

El instrumento Compact Reconnaissance Imaging Spectrometer for Mars (CRISM) es un espectrómetro visible e infrarrojo cercano ( VNIR ) que se utiliza para producir mapas detallados de la mineralogía de la superficie de Marte. [45] Opera de 370 a 3920 nm, mide el espectro en 544  canales (cada uno de 6,55 nm de ancho), [ cita requerida ] y tiene una resolución de 18 m (59 pies) a una altitud de 300 km (190 mi). [45] CRISM se está utilizando para identificar minerales y productos químicos indicativos de la existencia pasada o presente de agua en la superficie de Marte. Estos materiales incluyen hierro,óxidos , filosilicatos y carbonatos , que tienen patrones característicos en su energía visible-infrarroja. [ cita requerida ]

Sonda climática de Marte [ editar ]

El Mars Climate Sounder (MCS) mira hacia abajo y horizontalmente a través de la atmósfera para cuantificar las variaciones verticales de la atmósfera global. Es un espectrómetro con un canal visible / infrarrojo cercano (0.3 a 3.0 μm) y ocho canales infrarrojos lejanos (12 a 50 μm) seleccionados para este propósito. MCS observa la atmósfera en el horizonte de Marte (vista desde MRO) dividiéndola en cortes verticales y tomando medidas dentro de cada corte en incrementos de 5 km (3,1 millas). Estas mediciones se ensamblan en mapas meteorológicos globales diarios para mostrar las variables básicas del clima marciano: temperatura, presión, humedad y densidad del polvo. [46]

Este instrumento, suministrada por la NASA 's Jet Propulsion Laboratory , Pasadena , California , utiliza los avances tecnológicos para lograr los objetivos de medición de un instrumento más pesado, más grande desarrollado originalmente en el JPL para el 1992 Mars Observer y 1998 Mars Climate Orbiter misiones. [ cita requerida ]

SHARAD (radar) [ editar ]

Artículo principal: SHARAD
El concepto de un artista de MRO usando SHARAD para "mirar" debajo de la superficie de Marte

Shallow Subsurface Radar (SHARAD) el experimento de MRO está diseñado para investigar la estructura interna de las polares de Marte capas de hielo . También recopila información de todo el planeta sobre las capas subterráneas de hielo , rocas y posiblemente agua líquida que podrían ser accesibles desde la superficie. SHARAD utiliza ondas de radio de alta frecuencia entre 15 y 25  MHz , un rango que le permite resolver capas tan delgadas como 7 m (23 pies) a una profundidad máxima de 1 km (0,6 millas). Tiene una resolución horizontal de 0,3 a 3 km (0,2 a 1,9 mi). [47] SHARAD está diseñado para funcionar junto con Mars Express MARSIS, que tiene una resolución más baja pero penetra a una profundidad mucho mayor. Tanto SHARAD como MARSIS fueron fabricados por la Agencia Espacial Italiana . [48]

Instrumentos de ingeniería [ editar ]

Además de su equipo de imágenes, MRO lleva una variedad de instrumentos de ingeniería. El paquete de investigación del campo de gravedad mide las variaciones en el campo gravitacional marciano a través de variaciones en la velocidad de la nave espacial. Los cambios de velocidad se detectan midiendo los cambios Doppler en las señales de radio de MRO recibidas en la Tierra. El paquete también incluye acelerómetros a bordo sensibles que se utilizan para deducir la densidad atmosférica in situ de Marte durante el frenado aerodinámico. [49]

El paquete de comunicaciones Electra es una radio definida por software (SDR) UHF que proporciona una plataforma flexible para la evolución de las capacidades de retransmisión. [50] Está diseñado para comunicarse con otras naves espaciales a medida que se acercan, aterrizan y operan en Marte. Además de los enlaces de datos entre naves controlados por protocolo de 1 kbit / sa 2 Mbit / s, Electra también proporciona recopilación de datos Doppler, grabación en bucle abierto y un servicio de sincronización de alta precisión basado en un oscilador ultraestable 5e-13. . La información Doppler para los vehículos que se acercan se puede utilizar para el objetivo de descenso final o para recreación de la trayectoria de descenso y aterrizaje. La información Doppler sobre vehículos aterrizados también permitirá a los científicos determinar con precisión la ubicación en la superficie de los módulos de aterrizaje y los rovers de Marte. Las dos naves espaciales Mars Exploration Rover que se encuentran actualmente en Marte utilizan una radio de retransmisión UHF de generación anterior que proporciona funciones similares a través del orbitador Mars Odyssey. La radio Electra ha demostrado su funcionalidad al transmitir información hacia y desde la nave espacial MER, el módulo de aterrizaje Phoenix Mars y el Curiosity Rover . [ cita requerida ]

La cámara de navegación óptica toma imágenes de las lunas marcianas, Fobos y Deimos , contra las estrellas de fondo para determinar con precisión la órbita del MRO. Aunque las imágenes lunares no son de misión crítica, se incluyeron como una prueba tecnológica para la futura órbita y el aterrizaje de naves espaciales. [51] La cámara de navegación óptica se probó con éxito en febrero y marzo de 2006. [52] Existe una propuesta para buscar lunas pequeñas, anillos de polvo y orbitadores antiguos con ella. [53]

Datos de ingeniería [ editar ]

Comparación de tamaño de MRO con predecesores

Estructura [ editar ]

Los trabajadores de Lockheed Martin Space Systems en Denver ensamblaron la estructura de la nave espacial y conectaron los instrumentos. Los instrumentos se construyeron en el Laboratorio de Propulsión a Chorro, el Laboratorio Lunar y Planetario de la Universidad de Arizona en Tucson, Arizona , el Laboratorio de Física Aplicada de la Universidad Johns Hopkins en Laurel, Maryland , la Agencia Espacial Italiana en Roma y Malin Space Science Systems en San Diego. [54]

La estructura está hecha principalmente de compuestos de carbono y placas alveolares de aluminio. El tanque de combustible de titanio ocupa la mayor parte del volumen y la masa de la nave espacial y proporciona la mayor parte de su integridad estructural . [ cita requerida ] La masa total de la nave espacial es menos de 2,180 kg (4,810 lb) con una masa seca sin combustible de menos de 1,031 kg (2,273 lb). [55]

Sistemas de energía [ editar ]

El panel solar Mars Reconnaissance Orbiter

MRO obtiene toda su energía eléctrica de dos paneles solares , cada uno de los cuales puede moverse de forma independiente alrededor de dos ejes (rotación de arriba hacia abajo o de izquierda a derecha). Cada panel solar mide 5,35 m × 2,53 m (17,6 pies × 8,3 pies) y tiene 9,5 m 2 (102 pies cuadrados) [ verificación fallida ] cubiertos con 3.744 células fotovoltaicas individuales. [56] Sus células solares de triple unión de alta eficiencia [ verificación fallida ] son capaces de convertir más del 26% de la energía solar directamente en electricidad y están conectadas entre sí para producir una salida total de 32  voltios . En Marte, cada uno de los paneles produce más de 1.000 vatios de potencia;[57] en contraste, los paneles generarían 3.000 vatios en una órbita terrestre comparable al estar más cerca del Sol. [56] [ verificación fallida ]

MRO tiene dos baterías recargables de níquel-hidrógeno que se utilizan para alimentar la nave espacial cuando no está de cara al Sol. Cada batería tiene una capacidad de almacenamiento de energía de 50  amperios hora (180  kC ). La gama completa de baterías no se puede usar debido a restricciones de voltaje en la nave espacial, pero permite a los operadores extender la vida útil de la batería, una capacidad valiosa, dado que el agotamiento de la batería es una de las causas más comunes de fallas de satélites a largo plazo. Los planificadores anticipan que solo se requerirá el 40% de la capacidad de las baterías durante la vida útil de la nave espacial. [56]

Sistemas electrónicos [ editar ]

La computadora principal de MRO es un procesador RAD750 de 133  MHz , 10,4 millones de transistores y 32 bits . Este procesador es una versión reforzada con radiación de un procesador PowerPC 750 o G3 con una placa base construida especialmente . El RAD750 es el sucesor del RAD6000 . Este procesador puede parecer poco potente en comparación con un procesador de PC moderno , pero es extremadamente confiable, resistente y puede funcionar en el espacio profundo devastado por las erupciones solares . [58] El software del sistema operativo es VxWorks y tiene extensos protocolos de protección contra fallas y monitoreo. [59]

Los datos se almacenan en un módulo de memoria flash de 160  Gb (20  GB ) que consta de más de 700 chips de memoria, cada uno con una capacidad de 256  Mbit . Esta capacidad de memoria no es realmente tan grande considerando la cantidad de datos que se van a adquirir; por ejemplo, una sola imagen de la cámara HiRISE puede tener un tamaño de hasta 28 Gb. [59]

Sistema de telecomunicaciones [ editar ]

Instalación de la antena de alta ganancia MRO

El subsistema de telecomunicaciones en MRO es el mejor sistema de comunicación digital enviada al espacio profundo hasta ahora, y por primera vez utiliza la capacidad de acercarse a- turbo códigos . El paquete de comunicaciones Electra es una radio definida por software (SDR) UHF que proporciona una plataforma flexible para la evolución de las capacidades de retransmisión. [50] Está diseñado para comunicarse con otras naves espaciales a medida que se acercan, aterrizan y operan en Marte. El sistema consta de una antena muy grande (3 m (9,8 pies)), que se utiliza para transmitir datos a través de Deep Space Network a través de frecuencias de banda X a 8  GHz , y demuestra el uso de la banda K aa 32 GHz para velocidades de datos más altas. [ Verificación fallida ] Se proyecta que la velocidad máxima de transmisión desde Marte sea tan alta como 6 Mbit / s, una tasa diez veces mayor que la de los orbitadores anteriores de Marte. La nave espacial lleva dos de banda X 100 vatios amplificadores (uno de los cuales es una copia de seguridad), uno de 35 vatios K un -band amplificador, [ Error de verificación ] y dos pequeños transpondedores espacio profundo (SDSTs). [60]

También se encuentran presentes dos antenas más pequeñas de baja ganancia para comunicaciones de menor velocidad durante emergencias y eventos especiales, como el lanzamiento y la inserción en la órbita de Marte. Estas antenas no tienen platos de enfoque y pueden transmitir y recibir desde cualquier dirección. Son un sistema de respaldo importante para garantizar que siempre se pueda acceder a MRO, incluso si su antena principal no apunta hacia la Tierra. [60] [ verificación fallida ]

El subsistema de banda K a se utilizó con fines de demostración. Debido a la falta de espectro a 8,41 GHz banda X, misiones espaciales profundas futuro de alta tasa utilizarán 32 GHz K un -band. La Red de Espacio Profundo de la NASA (DSN) implementó capacidades de recepción de banda K a en sus tres complejos (Goldstone, Canberra y Madrid) a través de su subred de antenas de guía de ondas de haz (BWG) de 34 m. Durante la fase de crucero, nave espacial K un telemetría -band fue rastreado 36 veces por estas antenas que prueban la funcionalidad en todas las antenas. [ Verificación fallida ] Las pruebas de banda K a también se planearon durante la fase científica, pero durante el frenado aerodinámico falló un interruptor, lo que limitó la antena de alta ganancia de banda X a un solo amplificador.[61] Si este amplificador falla, se perderán todas las comunicaciones de banda X de alta velocidad. Elenlace descendenteK a es el único respaldo que queda para esta funcionalidad, y dado que lacapacidad de bandaK a de uno de los transpondedores SDST ya ha fallado, [62] (y el otro podría tener el mismo problema) JPL decidió detener todos los K unas manifestaciones -BAND y tienen la capacidad restante en reserva. [63]

Para noviembre de 2013, el MRO había superado los 200 terabits en la cantidad de datos científicos devueltos. Los datos devueltos por la misión son más de tres veces los datos totales devueltos a través de la Red de Espacio Profundo de la NASA para todas las demás misiones administradas por el Laboratorio de Propulsión a Chorro de la NASA durante los últimos 10 años. [64]

Control de propulsión y actitud [ editar ]

Cuadro de comparación de datos

La nave espacial utiliza un tanque de combustible de 1,175 L (258 imp gal; 310 US gal) lleno con 1,187 kg (2,617 lb) de monopropelente de hidracina . La presión del combustible se regula agregando gas helio presurizado desde un tanque externo. El setenta por ciento del propulsor se utilizó para la inserción orbital, [65] y tiene suficiente propulsor para seguir funcionando hasta la década de 2030. [66]

MRO tiene veinte propulsores de motores de cohetes a bordo. Seis propulsores grandes producen cada uno 170 N (38 lb f ) de empuje para un total de 1,020 N (230 lb f ) destinados principalmente a la inserción orbital. Estos propulsores fueron diseñados originalmente para el Mars Surveyor 2001 Lander . Seis propulsores medianos producen cada uno 22 N (4,9 lb f ) de empuje para maniobras de corrección de trayectoria y control de actitud durante la inserción en órbita. Finalmente, ocho propulsores pequeños producen cada uno 0,9 N (0,20 lb f ) de empuje para el control de actitud durante las operaciones normales. [sesenta y cinco]

También se utilizan cuatro ruedas de reacción para un control de actitud preciso durante las actividades que requieren una plataforma muy estable, como imágenes de alta resolución, en las que incluso pequeños movimientos pueden hacer que la imagen se vea borrosa. Cada rueda se utiliza para un eje de movimiento. La cuarta rueda (sesgada) es una copia de seguridad en caso de que una de las otras tres ruedas falle. Cada rueda pesa 10 kg (22 lb) y se puede girar a una velocidad de 100 Hz o 6.000  rpm . [65] [ verificación fallida ]

Para determinar la órbita de la nave espacial y facilitar las maniobras, se colocan dieciséis sensores solares, ocho primarios y ocho de respaldo, alrededor de la nave espacial para calibrar la dirección solar en relación con el marco del orbitador. Dos rastreadores de estrellas, cámaras digitales que se utilizan para mapear la posición de las estrellas catalogadas , brindan a la NASA un conocimiento completo de tres ejes de la orientación y actitud de la nave espacial . Una unidad de medición inercial en miniatura (MIMU) primaria y de respaldo , proporcionada por Honeywell , mide los cambios en la actitud de la nave espacial, así como cualquier cambio no inducido gravitacionalmente en su velocidad lineal. Cada MIMU es una combinación de tres acelerómetros y tres anillos lásergiroscopios . Todos estos sistemas son de vital importancia para MRO, ya que debe poder apuntar su cámara con una precisión muy alta para tomar las fotografías de alta calidad que requiere la misión. [ cita requerida ] También ha sido diseñado específicamente para minimizar cualquier vibración en la nave espacial, a fin de permitir que sus instrumentos tomen imágenes sin distorsiones causadas por vibraciones. [67]

Costo [ editar ]

Costes de desarrollo y misión principal de Mars Reconnaissance Orbiter , por año fiscal

El costo total del Mars Reconnaissance Orbiter hasta el final de su misión principal fue de 716,6 millones de dólares . [3] De esta cantidad, 416,6 millones de dólares se gastaron en el desarrollo de naves espaciales, aproximadamente 90 millones de dólares para su lanzamiento y 210 millones de dólares para 5 años de operaciones de la misión. Desde 2011, los costos operativos anuales de MRO son, en promedio, $ 31 millones por año, cuando se ajustan a la inflación. [ cita requerida ]

Descubrimientos y fotografías [ editar ]

Hielo de agua en la capa de hielo medido [ editar ]

Los resultados publicados en 2009 de las mediciones de radar de la capa de hielo del polo norte determinaron que el volumen de hielo de agua en la capa es de 821.000 kilómetros cúbicos (197.000 millas cúbicas), equivalente al 30% de la capa de hielo de Groenlandia de la Tierra. [68]

Hielo expuesto en nuevos cráteres [ editar ]

Hielo de agua excavado por un cráter de impacto que se formó entre enero y septiembre de 2008. El hielo fue identificado espectroscópicamente usando CRISM.

Un artículo en la revista Science en septiembre de 2009, [69] informó que algunos nuevos cráteres en Marte han excavado hielo de agua relativamente pura. Después de ser expuesto, el hielo se desvanece gradualmente a medida que se sublima. Estos nuevos cráteres fueron encontrados y fechados por la cámara CTX, y la identificación del hielo fue confirmada con el Espectrómetro de Imágenes Compactas (CRISM) a bordo del Mars Reconnaissance Orbiter . El hielo se encontró en un total de cinco ubicaciones. Tres de las ubicaciones están en el cuadrilátero de Cebrenia . Estas ubicaciones son 55,57 ° N 150,62 ° E ; 43,28 ° N 176,9 ° E ; y 45 ° N 164.5 ° E . Otros dos están en el cuadrilátero de Diacria :55 ° 34'N 150 ° 37'E /  / 55,57; 150,6243 ° 17'N 176 ° 54'E /  / 43,28; 176,945 ° 00'N 164 ° 30'E /  / 45; 164,546 ° 42'N 176 ° 48'E / 46.7 ° N 176.8 ° E / 46,7; 176,8 y 46.33 ° N 176.9 ° E . [70][71]46 ° 20'N 176 ° 54'E /  / 46,33; 176,9

  • Dos imágenes de HiRISE que muestran cómo el hielo desapareció con el tiempo en un cráter. El cráter de la izquierda está antes de que desapareciera el hielo. El cráter tiene 6 metros de diámetro y está ubicado en el cuadrilátero de Cebrenia .

Hielo en delantales de escombros lobulados [ editar ]

Delantal de escombros lobulados en Phlegra Montes , cuadrilátero de Cebrenia . La plataforma de escombros es probablemente en su mayor parte hielo con una fina capa de escombros de roca, por lo que podría ser una fuente de agua para los futuros colonos marcianos. La barra de escala es de 500 m (1.600 pies).

Los resultados del radar de SHARAD sugirieron que las características denominadas delantales de escombros lobulados (LDA) contienen grandes cantidades de hielo de agua. De interés desde los días de los Viking Orbiters, estos LDA son delantales de material que rodean los acantilados. Tienen una topografía convexa y una pendiente suave; esto sugiere que el flujo se aleja del empinado acantilado de origen. Además, los delantales de escombros lobulados pueden mostrar líneas de superficie al igual que los glaciares de roca en la Tierra. [72] [73] [ página necesaria ] SHARAD ha proporcionado pruebas sólidas de que los LDA en Hellas Planitia son glaciaresque están cubiertos con una fina capa de escombros (es decir, rocas y polvo); Se observó un fuerte reflejo desde la parte superior y la base de los LDA, lo que sugiere que el hielo de agua pura constituye la mayor parte de la formación (entre los dos reflejos). [74] Según los experimentos del módulo de aterrizaje Phoenix y los estudios del Mars Odyssey desde la órbita, se sabe que existe hielo de agua justo debajo de la superficie de Marte en el extremo norte y sur (latitudes altas). [ cita requerida ]

Depósitos de cloruro [ editar ]

Depósitos de cloruro en Terra Sirenum

Utilizando datos de Mars Global Surveyor, Mars Odyssey y Mars Reconnaissance Orbiter , los científicos han encontrado depósitos extensos de minerales de cloruro. La evidencia sugiere que los depósitos se formaron a partir de la evaporación de aguas enriquecidas con minerales. La investigación sugiere que los lagos pueden haber estado esparcidos por grandes áreas de la superficie marciana. Por lo general, los cloruros son los últimos minerales en salir de la solución. Los carbonatos, sulfatos y sílice deben precipitarse delante de ellos. Los rovers de Marte han encontrado sulfatos y sílice en la superficie. Los lugares con minerales de cloruro pueden haber tenido varias formas de vida. Además, estas áreas podrían conservar rastros de vida antigua. [75]

Otros minerales acuosos [ editar ]

En 2009, un grupo de científicos del equipo CRISM informó sobre 9 a 10 clases diferentes de minerales formados en presencia de agua. En muchos lugares se encontraron diferentes tipos de arcillas (también llamadas filosilicatos). Los fisilicatos identificados incluyeron esmectita de aluminio, esmectita de hierro / magnesio, caolinita , prehnita y clorita . Se encontraron rocas que contenían carbonato alrededor de la cuenca de Isidis . Los carbonatos pertenecen a una clase en la que podría haberse desarrollado la vida. Se encontró que las áreas alrededor de Valles Marineris contienen sílice hidratada y sulfatos hidratados. Los investigadores identificaron sulfatos hidratados y minerales férricos enTerra Meridiani y en Valles Marineris . Otros minerales encontrados en Marte fueron jarosita , alunita , hematita , ópalo y yeso . Se formaron de dos a cinco de las clases de minerales con el pH correcto y suficiente agua para permitir que la vida creciera. [76]

Avalanchas [ editar ]

Las cámaras Mars Reconnaissance Orbiter CTX y HiRISE han fotografiado una serie de avalanchas en las escarpas del casquete polar norte mientras ocurrían. [77]

  • Avalancha marciana y caída de escombros (HiRISE 2008)

  • Una foto con escala demuestra el tamaño de la avalancha.

Otra nave espacial [ editar ]

  • Imagen de Phoenix aterrizando en Marte, vista por HiRISE. Aunque en la imagen parece estar descendiendo hacia el cráter, Phoenix aterrizó a 20 km (12 millas) de distancia.

  • El módulo de aterrizaje Phoenix y su escudo térmico visto por HiRISE

  • Huellas del rover Opportunity , visto por HiRISE. Los puntos blancos son lugares donde el rover se detuvo para realizar observaciones científicas o giró.

  • La oportunidad vista por HiRISE el 29 de enero de 2009. La oportunidad está en camino al cráter Endeavour , a 17 km (11 millas) de distancia en este punto.

  • El rover Curiosity durante la entrada atmosférica visto por HiRISE el 6 de agosto de 2012. Paracaídas supersónico y carcasa trasera visibles.

  • Perseverance rover paracaídas desciende sobre el cráter Jezero fotografiado por HiRISE el 18 de febrero de 2021.

Agua salada que fluye [ editar ]

El 4 de agosto de 2011 (sol 2125), la NASA anunció que MRO había detectado lo que parecía ser un flujo de agua salada en la superficie o el subsuelo de Marte. [78] El 28 de septiembre de 2015, este hallazgo fue confirmado en una conferencia de prensa especial de la NASA. [79] [80]

Ver también [ editar ]

  • Exploración de Marte  : descripción general de la exploración de Marte
  • Geografía de Marte  : delimitación y caracterización de las regiones marcianas
  • Cámara estéreo de alta resolución
  • Lista de misiones a Marte  - artículo de la lista de Wikipedia
  • Lista de orbitadores de Marte  - artículo de la lista de Wikipedia
  • Mariner 4  - Nave espacial robótica enviada por la NASA a Marte
  • Cámara Mars Orbiter  : instrumentos científicos a bordo de las naves Mars Observer y Mars Global Surveyor
  • Sistema de imágenes de emisión térmica

Referencias [ editar ]

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Lectura adicional [ editar ]

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Enlaces externos [ editar ]

General [ editar ]

  • Página del Mars Reconnaissance Orbiter de la NASA
  • Kit de prensa de llegada a Marte de MRO (2006)
  • Descripción general de la Planetary Society del Mars Reconnaissance Orbiter
  • Cobertura de Planetary Society de la misión MRO

Sitios web oficiales de instrumentos [ editar ]

  • Sitio web de HiRISE
  • Sitio web CTX
  • Sitio web MARCI
  • Sitio web de SHARAD
  • Sitio web CRISM

Imágenes [ editar ]

  • Catálogo de imágenes HiRISE
  • Imágenes de Mars Reconnaissance Orbiter en el Photojournal del JPL
  • Galería multimedia de Seán Doran basada en fotos de HiRISE
  • Galería multimedia de Seán Doran basada en fotos de CTX
  • Galería multimedia de Kevin Gill basada en fotos de HiRISE