El Mars Reconnaissance Orbiter ( MRO ) es una nave espacial diseñada para buscar la existencia de agua en Marte y brindar apoyo a las misiones a Marte , como parte del Programa de Exploración de Marte de la NASA . Fue lanzado desde Cabo Cañaveral el 12 de agosto de 2005 a las 11:43 UTC y llegó a Marte el 10 de marzo de 2006 a las 21:24 UTC. En noviembre de 2006, después de seis meses de aerofrenado , entró en su órbita científica final y comenzó su fase científica primaria.
Los objetivos de la misión incluyen observar el clima de Marte , investigar las fuerzas geológicas , proporcionar reconocimiento de futuros lugares de aterrizaje y transmitir datos de misiones de superficie a la Tierra. Para apoyar estos objetivos, el MRO lleva diferentes instrumentos científicos, entre ellos tres cámaras, dos espectrómetros y un radar subterráneo . Hasta el 29 de julio de 2023, el MRO ha devuelto más de 450 terabits de datos, ha ayudado a elegir sitios de aterrizaje seguros para los módulos de aterrizaje de la NASA en Marte , ha descubierto hielo de agua pura en nuevos cráteres y ha aportado más pruebas de que alguna vez el agua fluyó en la superficie de Marte. [3]
La nave espacial continúa operando en Marte, mucho más allá de su vida útil prevista. Debido a su papel fundamental como retransmisión 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. Hasta el 8 de febrero de 2024, el MRO ha estado activo en Marte durante 6369 soles , o 17 años, 10 meses y 29 días, y es la tercera nave espacial más longeva en orbitar Marte, después de 2001 Mars Odyssey y Mars Express .
Después de los fracasos de las misiones Mars Climate Orbiter y Mars Polar Lander en 1999, la NASA reorganizó y replanificó su Programa de Exploración de Marte . En octubre de 2000, la NASA anunció sus planes reformulados para Marte, que redujeron el número de misiones planificadas e introdujeron un nuevo tema: "seguir el agua". Los planes incluían el Mars Reconnaissance Orbiter ( MRO ), que se lanzaría en 2005. [4]
El 3 de octubre de 2001, la NASA eligió a Lockheed Martin como contratista principal para la fabricación de la nave espacial. [5] A finales de 2001 todos los instrumentos de la misión estaban seleccionados. No hubo grandes contratiempos durante la construcción del MRO , y la nave espacial fue enviada al Centro Espacial John F. Kennedy el 1 de mayo de 2005, para prepararla para su lanzamiento. [6]
MRO tiene objetivos tanto científicos como de "apoyo a la misión". La misión científica principal se diseñó inicialmente 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. [7]
Los objetivos científicos formales de MRO son observar el clima actual, particularmente su circulación atmosférica y variaciones estacionales; buscar señales de agua, tanto pasadas como presentes, y comprender cómo alteró la superficie del planeta; mapear y caracterizar las fuerzas geológicas que dieron forma a la superficie. [8]
Para apoyar otras misiones a Marte, el MRO también tiene objetivos de apoyo a la misión. Deben proporcionar servicios de retransmisión de datos desde misiones terrestres de regreso a la Tierra y caracterizar la seguridad y viabilidad de posibles futuros lugares de aterrizaje y travesías de rovers en Marte . [8]
MRO jugó un papel clave en la elección de sitios de aterrizaje seguros para el módulo de aterrizaje Phoenix en 2008, el Mars Science Laboratory / curiosity rover en 2012, el módulo de aterrizaje InSight en 2018 y el Mars 2020 / Perseverance rover en 2021. [9] [10] [11]
El 12 de agosto de 2005, se lanzó el 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 . [12] La etapa superior Centaur del cohete completó su combustión durante un período de 56 minutos y colocó a MRO en una órbita de transferencia interplanetaria hacia Marte. [13]
MRO navegó por el espacio interplanetario durante siete meses y medio antes de llegar a Marte. Durante el viaje, la mayoría de los instrumentos y experimentos científicos fueron probados y calibrados . Para asegurar una adecuada inserción orbital al llegar a Marte, se planificaron cuatro maniobras de corrección de trayectoria y se discutió una quinta maniobra de emergencia. [14] Sin embargo, sólo fueron necesarias tres maniobras de corrección de trayectoria, lo que ahorró 27 kilogramos (60 libras) de combustible que sería utilizable durante la misión extendida del MRO . [15]
MRO comenzó su 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 del MRO ardieron durante 27 minutos para reducir la velocidad de la sonda en 1.000 metros por segundo (3.300 pies/s). La combustión fue notablemente precisa, ya que la ruta de inserción se había diseñado más de tres meses antes, con el cambio de velocidad logrado solo un 0,01% por debajo del diseño, lo que requirió un tiempo de combustión adicional de 35 segundos. [dieciséis]
La finalización de la inserción orbital colocó al orbitador en una órbita polar altamente elíptica con un período de aproximadamente 35,5 horas. [17] Poco después de la inserción, el periapsis , el punto de la órbita más cercano a Marte, estaba a 426 km (265 millas) de la superficie [17] (3.806 km (2.365 millas) del centro del planeta). La apoapsis , el punto de 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). [18]
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. [19]
El 30 de marzo de 2006, MRO inició el proceso de aerofrenado , un procedimiento de tres pasos que reducía a la mitad el combustible necesario para alcanzar una órbita más baja, más circular y con un periodo más corto. En primer lugar, durante sus primeras cinco órbitas del planeta (una semana terrestre), MRO utilizó sus propulsores para hacer caer el periapsis de su órbita a una altitud de aerofrenado. En segundo lugar, mientras usaba sus propulsores para realizar correcciones menores en 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 calentara demasiado la nave espacial, pero también sumergiera lo suficiente en la atmósfera para reducir la velocidad de la nave espacial. En tercer lugar, una vez completado el proceso, MRO utilizó sus propulsores para mover su periapsis fuera del borde de la atmósfera el 30 de agosto de 2006. [20] [21] [22]
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, con un período de aproximadamente 112 minutos. [23] [24] Las antenas de radar SHARAD se desplegaron el 16 de septiembre. Todos los instrumentos científicos fueron probados y la mayoría se apagaron antes de la conjunción solar que ocurrió del 7 de octubre al 6 de noviembre de 2006. Esto se hizo para evitar cargas que las partículas del Sol interfieran con las señales y pongan potencialmente en peligro la nave espacial. [25] Después de que terminó la conjunción, comenzó la "fase de ciencia primaria". [26]
El 29 de septiembre de 2006 ( sol 402), MRO tomó su primera imagen de alta resolución desde 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 MRO del cráter Victoria junto con el rover Opportunity en el borde sobre él. [27] En noviembre, comenzaron a surgir problemas en el funcionamiento de dos instrumentos de naves espaciales MRO . Un mecanismo de paso en Mars Climate Sounder (MCS) se saltó en múltiples ocasiones, lo que resultó en un campo de visión ligeramente fuera de posición. En diciembre, se habían suspendido las operaciones normales del instrumento, aunque una estrategia de mitigación permite que el instrumento continúe realizando la mayoría de las observaciones previstas. [28] Además, se ha observado un aumento del ruido y los consiguientes píxeles defectuosos en varios CCD del Experimento científico de imágenes de alta resolución (HiRISE). El funcionamiento de esta cámara con un tiempo de calentamiento más prolongado [a] ha aliviado el problema. Sin embargo, la causa aún se desconoce y puede regresar. [30]
El 17 de noviembre de 2006, la NASA anunció la prueba exitosa del MRO como retransmisión de comunicaciones orbitales. Utilizando el rover Spirit de la NASA como punto de origen de la transmisión, el MRO actuó como un relé para transmitir datos a la Tierra. [31] HiRISE pudo fotografiar el módulo de aterrizaje Phoenix durante su descenso en paracaídas a Vastitas Borealis el 25 de mayo de 2008 (sol 990). [32]
El orbitador siguió experimentando problemas recurrentes en 2009, incluidos cuatro reinicios espontáneos, que culminaron con un cierre de la nave espacial durante cuatro meses, de agosto a diciembre. [33] 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. En septiembre de 2010 se produjo otro reinicio espontáneo. [34]
El 3 de marzo de 2010, el MRO superó otro hito importante: transmitió más de 100 terabits de datos a la Tierra, más que todas las demás sondas interplanetarias enviadas desde la Tierra juntas. [35]
En diciembre de 2010 comenzó la primera Misión Ampliada. Los objetivos incluían explorar procesos estacionales , buscar cambios en la superficie y brindar apoyo a otras naves espaciales marcianas. Esto duró hasta octubre de 2012, después de lo cual la NASA inició la segunda misión extendida del MRO , que duró hasta octubre de 2014. [34] A partir de 2023, el MRO ha completado cinco misiones y actualmente se encuentra en la sexta. [36]
El 6 de agosto de 2012 (sol 2483), el orbitador pasó sobre el cráter Gale , lugar de aterrizaje de la misión Mars Science Laboratory, durante su fase EDL . Capturó una imagen a través de la cámara HiRISE del rover Curiosity descendiendo con su carcasa trasera y su paracaídas supersónico . [37] En diciembre de 2014 y abril de 2015, Curiosity fue fotografiado nuevamente por HiRISE dentro del cráter Gale. [38]
Otra anomalía informática ocurrió el 9 de marzo de 2014, cuando el MRO se puso en modo seguro después de un cambio no programado de una computadora a otra. El MRO reanudó sus operaciones científicas normales cuatro días después. Esto volvió a ocurrir el 11 de abril de 2015, después de lo cual el MRO volvió a tener plena capacidad operativa una semana después. [34]
La NASA informó que el MRO , [39] así como el Mars Odyssey Orbiter [40] y el orbitador MAVEN [41] tuvieron la oportunidad de estudiar el sobrevuelo del cometa Siding Spring el 19 de octubre de 2014. [42] [43] Para minimizar el riesgo Debido al daño causado por el material desprendido por el cometa, el MRO realizó ajustes orbitales el 2 de julio de 2014 y el 27 de agosto de 2014. Durante el sobrevuelo, el MRO tomó las mejores fotografías jamás vistas de un cometa desde la nube de Oort y no sufrió daños. [38]
En enero de 2015, el MRO descubrió e identificó los restos del Beagle 2 británico , que se perdió durante su fase de aterrizaje en 2003 y se pensaba que se había estrellado. Las imágenes revelaron que Beagle 2 había aterrizado de manera segura, pero uno o dos de sus paneles solares no se desplegaron por completo, lo que bloqueó la antena de radio. [38] [44] En octubre de 2016, el MRO fotografió el lugar del accidente de otra nave espacial perdida, Schiaparelli EDM , utilizando las cámaras CTX e HiRISE. [38]
El 29 de julio de 2015, el MRO fue colocado en una nueva órbita para brindar apoyo de comunicaciones durante la llegada anticipada de la misión InSight Mars Lander en septiembre de 2016. [45] El encendido del motor de la maniobra duró 75 segundos. [46] InSight se retrasó y no llegó a 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. [47]
Debido a la longevidad de la misión, varios componentes de MRO han comenzado a deteriorarse. Desde el inicio de la misión en 2005 hasta 2017, el MRO había utilizado una unidad de medición inercial en miniatura (MIMU) para el control de altitud y orientación. Después de 58.000 horas de uso y signos limitados de vida, el orbitador pasó a uno de respaldo que, en 2018, alcanzó las 52.000 horas de uso. Para conservar la vida útil de la copia de seguridad, la NASA cambió de MIMU a un modo "completamente estelar" para operaciones de rutina en 2018. El modo "completamente estelar" utiliza cámaras y software de reconocimiento de patrones para determinar la ubicación de las estrellas, que luego pueden ser Se utiliza para identificar la orientación del MRO . [48] Los problemas con imágenes borrosas de HiRISE y degradación de la batería también surgieron en 2017, pero desde entonces se han resuelto. [49] En agosto de 2023, las unidades electrónicas dentro del sensor CCD RED4 de HiRISE también comenzaron a fallar y están causando artefactos visuales en las fotografías tomadas. [50]
En 2017, los crioenfriadores utilizados por CRISM completaron su ciclo de vida, limitando las capacidades del instrumento a longitudes de onda visibles , en lugar de a su rango de longitud de onda completo. En 2022, la NASA anunció el cierre de CRISM en su totalidad, y el instrumento se retiró formalmente el 3 de abril de 2023, después de crear dos mapas finales, casi globales, utilizando datos anteriores y un segundo espectrómetro más limitado que no requería crioenfriadores. [38] [51] [52]
El orbitador incluye tres cámaras, dos espectrómetros y un radar junto con tres instrumentos de ingeniería y dos "experimentos de instalaciones científicas", que utilizan datos de subsistemas de ingeniería para recopilar datos científicos. Dos de los instrumentos de ingeniería se están utilizando para probar y demostrar nuevos equipos para futuras misiones. [53] El MRO toma alrededor de 29.000 imágenes por año. [54]
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 a una misión al espacio profundo , y tiene una resolución de 1 microradian , o 0,3 m (1 pie 0 pulgadas). desde una altitud de 300 km (190 millas). En comparación, las imágenes satelitales de la Tierra generalmente están disponibles con una resolución de 0,5 m (1 pie 8 pulgadas). [55] HiRISE recopila imágenes en tres bandas de colores, de 400 a 600 nm (azul-verde o B-G), de 550 a 850 nm (rojo) y de 800 a 1000 nm ( infrarrojo cercano ). [56]
Las imágenes en color rojo tienen 20.264 píxeles de ancho (6 km (3,7 millas) de ancho), y B – G y NIR tienen 4.048 píxeles de ancho (1,2 km (0,75 millas) de ancho). La computadora a bordo de HiRISE lee estas líneas al mismo tiempo que la velocidad terrestre del orbitador , y las imágenes tienen una longitud potencialmente ilimitada. Sin embargo, en la práctica, su longitud está limitada por la capacidad de memoria de 28 Gb de la computadora , y el tamaño máximo nominal es 20.000 × 40.000 píxeles (800 megapíxeles ) y 4.000 × 40.000 píxeles (160 megapíxeles) para imágenes B-G 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 . [24] [57] Para facilitar el mapeo de posibles sitios 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). [58] HiRISE fue construido por Ball Aerospace & Technologies Corp. [59]
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 en 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 potenciales. futuros lugares de aterrizaje. [60] [61] La óptica de CTX consiste en un telescopio Maksutov Cassegrain de 350 mm (14 pulgadas) de longitud focal con un CCD de matriz lineal de 5.064 píxeles de ancho. El instrumento toma fotografías de 30 km (19 millas) de ancho y tiene suficiente memoria interna para almacenar una imagen de 160 km (99 millas) de largo antes de cargarla en la computadora principal. [62] La cámara fue construida y operada por Malin Space Science Systems . CTX había cartografiado más del 99% de Marte en marzo de 2017 y ayudó a crear un mapa interactivo de Marte en 2023. [63] [64]
La Mars Color Imager (MARCI) es una cámara de gran angular y de resolución relativamente baja que observa la superficie de Marte en cinco bandas visibles y dos ultravioletas . 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 millas). 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. [65] La cámara fue construida y operada por Malin Space Science Systems. Tiene una lente ojo de pez de 180 grados con siete filtros de color unidos directamente a un único sensor CCD. [66] [67] La misma cámara MARCI estaba a bordo del Mars Climate Orbiter , lanzado en 1998. [68]
El instrumento Compact Reconnaissance Imaging Spectrometer for Mars (CRISM) es un espectrómetro visible e infrarrojo cercano que se utiliza para producir mapas detallados de la mineralogía de la superficie de Marte. [69] Opera de 362 a 3920 nm, mide el espectro en 544 canales (cada uno de 6,55 nm de ancho) y tiene una resolución de 18 m (59 pies) a una altitud de 300 km (190 mi). [69] [70] CRISM se utiliza para identificar minerales y sustancias químicas indicativas de la existencia pasada o presente de agua en la superficie de Marte. Estos materiales incluyen óxidos de hierro , filosilicatos y carbonatos , que tienen patrones característicos en su energía visible-infrarroja. [71] El instrumento CRISM se cerró el 3 de abril de 2023. [51]
El Mars Climate Sounder (MCS) mira hacia abajo y horizontalmente a través de la atmósfera para cuantificar las variaciones verticales de la atmósfera . 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 tal fin. 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 reúnen en mapas meteorológicos globales diarios para mostrar las variables básicas del clima marciano : temperatura, presión, humedad y densidad del polvo . [72]
Este instrumento, suministrado por el Jet Propulsion Laboratory (JPL) de la NASA , es una versión actualizada de un instrumento más grande y pesado desarrollado originalmente en el JPL para las misiones Mars Observer de 1992 y Mars Climate Orbiter de 1998 , [73] que fracasaron.
El experimento de sonda Shallow Radar (SHARAD) a bordo del MRO está diseñado para sondear la estructura interna de los casquetes polares marcianos . También recopila información de todo el planeta sobre capas subterráneas de regolito , roca y hielo a las que se podría acceder desde la superficie. SHARAD emite ondas de radio HF entre 15 y 25 MHz , un rango que le permite resolver capas tan delgadas como 7 m (23 pies) hasta una profundidad máxima de 3 km (1,864 mi). Tiene una resolución horizontal de 0,3 a 3 km (0,2 a 1,9 millas). [74] SHARAD está diseñado para complementar el instrumento Mars Express MARSIS , que tiene una resolución más gruesa pero penetra a una profundidad mucho mayor. Tanto SHARAD como MARSIS fueron fabricados por la Agencia Espacial Italiana . [75]
Además de su equipo de imágenes, MRO lleva tres instrumentos de ingeniería. El paquete de comunicaciones Electra es una radio UHF definida por software que proporciona una plataforma flexible para la evolución de las capacidades de retransmisión. [76] 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 espaciales controlados por protocolo de 1 kbit/s a 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. [77] [78] La información Doppler para los vehículos que se aproximan se puede utilizar para apuntar al descenso final o para recrear la trayectoria de descenso y aterrizaje. La información Doppler sobre vehículos aterrizados permite a los científicos determinar con precisión la ubicación en la superficie de los módulos de aterrizaje y vehículos exploradores de Marte. Las dos naves espaciales Mars Exploration Rover (MER) utilizaron una radio de retransmisión UHF de generación anterior que proporcionaba funciones similares a través del orbitador Mars Odyssey. La radio Electra ha transmitido información hacia y desde la nave espacial MER, el módulo de aterrizaje Phoenix y el rover Curiosity . [79]
Durante la fase de crucero, el MRO también utilizó el paquete experimental de telecomunicaciones de banda K para demostrar una forma de comunicarse con la Tierra que consume menos energía. [81]
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 de MRO . Aunque esto no es crítico, se incluyó como prueba tecnológica para futuras órbitas y aterrizajes de naves espaciales. [82] La cámara de navegación óptica se probó con éxito en febrero y marzo de 2006. [83]
En la nave espacial también se realizan dos investigaciones científicas adicionales. El paquete de investigación del campo gravitacional 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 del MRO recibidas en la Tierra. Los datos de esta investigación se pueden utilizar para comprender la geología del subsuelo de Marte, determinar la densidad de la atmósfera y rastrear los cambios estacionales en la ubicación del dióxido de carbono depositado en la superficie. [84]
La Investigación de la Estructura Atmosférica utilizó acelerómetros sensibles a bordo para deducir la densidad atmosférica in situ de Marte durante el frenado aerodinámico. Las mediciones ayudaron a comprender mejor las variaciones estacionales del viento, los efectos de las tormentas de polvo y la estructura de la atmósfera. [85]
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 Planetario y Lunar 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. [86]
La estructura está hecha principalmente de compuestos de carbono y placas de aluminio alveolar. 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 . [87] La masa total de la nave espacial es inferior a 2180 kg (4810 lb) con una masa seca sin combustible inferior a 1031 kg (2273 lb). [88]
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 arriba-abajo o izquierda-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) cubiertos con 3744 células fotovoltaicas individuales. [89] [77] Sus células solares de alta eficiencia son capaces de convertir más del 26% de la energía que recibe del Sol directamente en electricidad y están conectadas entre sí para producir una salida total de 32 voltios . Mientras orbitan alrededor de Marte, los paneles juntos producen entre 600 y 2000 [b] vatios de potencia; [90] [77] [8] por el contrario, los paneles generarían 6.000 vatios en una órbita terrestre comparable al estar más cerca del Sol. [89] [77]
MRO tiene dos baterías recargables de níquel-hidrógeno que se utilizan para alimentar la nave espacial cuando no está orientada hacia el Sol. Cada batería tiene una capacidad de almacenamiento de energía de 50 amperios hora (180 kC ). No se puede utilizar toda la gama de baterías debido a limitaciones 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 a largo plazo de los satélites. Los planificadores prevén que sólo se necesitará el 40% de la capacidad de las baterías durante la vida útil de la nave espacial. [89]
La computadora principal de MRO es un procesador RAD750 de 32 bits , 133 MHz, 10,4 millones de transistores , una versión reforzada contra la radiación de un procesador PowerPC 750 o G3 con una placa base especialmente diseñada . [91] El software del sistema operativo es VxWorks y cuenta con amplios protocolos de protección y monitoreo de fallas. [92]
Los datos se almacenan en un módulo de memoria flash de 160 Gbit (20 GB ) que consta de más de 700 chips de memoria, cada uno con una capacidad de 256 Mbit . En realidad, esta capacidad de memoria no es 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. [92]
Cuando se lanzó, el subsistema de telecomunicaciones de MRO era el mejor sistema de comunicación digital enviado al espacio profundo y por primera vez utilizaba turbocódigos de capacidad próxima . Fue más poderosa que cualquier misión anterior al espacio profundo y es capaz de transmitir datos más de diez veces más rápido que las misiones anteriores a Marte. [93] Junto con el paquete de comunicaciones Electra, el sistema consta de una antena muy grande (3 m (9,8 pies)), que se utiliza para transmitir datos a través de la Red del Espacio Profundo a través de frecuencias de banda X a 8,41 GHz . También demuestra el uso de la banda K a a 32 GHz para velocidades de datos más altas. [94] La velocidad máxima de transmisión desde Marte puede llegar a 6 Mbit/s, pero tiene un promedio de entre 0,5 y 4 Mbit/s. [93] La nave espacial lleva dos amplificadores de tubo de onda viajera (TWTA) de banda X de 100 vatios (uno de los cuales es de respaldo), un amplificador de banda Ka de 35 vatios y dos transpondedores pequeños de espacio profundo (SDST). [95] [96]
También hay dos antenas más pequeñas de baja ganancia para comunicaciones de menor velocidad durante emergencias y eventos especiales. Estas antenas no tienen platos de enfoque y pueden transmitir y recibir desde cualquier dirección. Son un importante sistema de respaldo para garantizar que siempre se pueda acceder a MRO , incluso si su antena principal apunta en dirección opuesta a la Tierra. [97] [98]
El subsistema de banda K a se utilizó para mostrar cómo un sistema de este tipo podría ser utilizado por las naves espaciales en el futuro. Debido a la falta de espectro en la banda X de 8,41 GHz, futuras misiones de alta velocidad al espacio profundo utilizarán la banda K a de 32 GHz . La Red de Espacio Profundo (DSN) de la NASA implementó capacidades de recepción en banda K a en sus tres complejos (Goldstone, Canberra y Madrid) a través de su subred de antena de guía de ondas de haz (BWG) de 34 m. [94] También se planificaron pruebas de banda K a 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. [99] Si este amplificador falla, se perderán todas las comunicaciones de banda X de alta velocidad. El enlace descendente K a es el único respaldo restante para esta funcionalidad, y dado que la capacidad de banda K a de uno de los transpondedores SDST ya falló, [100] (y el otro podría tener el mismo problema) el JPL decidió detener todos los transpondedores K a. demostraciones en banda A y mantener en reserva la capacidad restante. [101]
En 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 gestionadas por el Laboratorio de Propulsión a Chorro de la NASA durante los últimos 10 años. [102]
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 monopropulsor de hidracina . La presión del combustible se regula añadiendo gas helio presurizado desde un tanque externo. El setenta por ciento del propulsor se utilizó para la inserción orbital, [103] y tiene suficiente propulsor para seguir funcionando hasta la década de 2030. [104]
MRO tiene 20 propulsores de motores de cohetes a bordo. Seis grandes propulsores 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 módulo de aterrizaje Mars Surveyor 2001 . 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 pequeños propulsores producen cada uno 0,9 N (0,20 lb f ) de empuje para el control de actitud durante las operaciones normales. [103]
También se utilizan cuatro ruedas de reacción para un control preciso de la actitud durante actividades que requieren una plataforma muy estable, como imágenes de alta resolución, en las que incluso pequeños movimientos pueden provocar que la imagen se vea borrosa. Cada rueda se utiliza para un eje de movimiento. La cuarta rueda es de respaldo en caso de que falle una de las otras tres ruedas. Cada rueda pesa 10 kg (22 lb) y puede girar a una velocidad de hasta 100 Hz o 6000 rpm . [103] [105]
Para determinar la órbita de la nave espacial y facilitar las maniobras, se colocan 16 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 utilizadas para mapear la posición de las estrellas catalogadas , proporcionan a la NASA un conocimiento completo en 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 en su velocidad lineal inducido no gravitacionalmente. Cada MIMU es una combinación de tres acelerómetros y tres giroscopios de anillo láser . 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. También ha sido diseñado específicamente para minimizar las vibraciones en la nave espacial, a fin de permitir que sus instrumentos tomen imágenes sin distorsiones causadas por las vibraciones. [106] [107] [108]
El costo total del MRO hasta el final de su misión principal fue de $716,6 millones . De esta cantidad, 416,6 millones de dólares se gastaron en el desarrollo de naves espaciales, aproximadamente 90 millones de dólares en su lanzamiento y 210 millones de dólares en cinco años de operaciones de la misión. Desde 2011, los costos operativos anuales de MRO son, en promedio, 31 millones de dólares al año, cuando se ajustan a la inflación. [109]
Un artículo publicado en la revista Science en septiembre de 2009 [110] informó que algunos cráteres nuevos en Marte han excavado hielo de agua relativamente pura. Después de quedar 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 se confirmó mediante CRISM. El hielo se encontró en cinco localizaciones, tres de las cuales estaban en el cuadrilátero de Cebrenia . Estas ubicaciones son 55°34′N 150°37′E / 55,57°N 150,62°E / 55,57; 150,62 ; 43°17′N 176°54′E / 43,28°N 176,9°E / 43,28; 176,9 ; y 45°00′N 164°30′E / 45°N 164,5°E / 45; 164,5 . Otros dos están en el cuadrilátero de Diacria : 46°42′N 176°48′E / 46,7°N 176,8°E / 46,7; 176,8 y 46 ° 20'N 176 ° 54'E / 46,33 ° N 176,9 ° E / 46,33; 176,9 . [111] [112]
Los resultados del radar de SHARAD sugirieron que las zonas denominadas plataformas de desechos lobulados (LDA) contienen grandes cantidades de hielo de agua. De interés de la época de los Viking Orbiters, estos LDA son plataformas de material que rodean los acantilados. Tienen una topografía convexa y una pendiente suave; esto sugiere que el flujo se aleja del empinado acantilado fuente. Además, las plataformas de escombros lobulados pueden mostrar líneas superficiales al igual que los glaciares de roca en la Tierra. [113] SHARAD ha proporcionado pruebas sólidas de que los LDA en Hellas Planitia son glaciares que están cubiertos por una fina capa de escombros (es decir, rocas y polvo); Se observó una fuerte reflexión 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 las dos reflexiones). [114] Basado en 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 (latitud alta). [115] [116]
Utilizando datos de Mars Global Surveyor , Mars Odyssey y MRO , los científicos han encontrado depósitos generalizados 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 dispersos en grandes áreas de la superficie marciana. Generalmente, los cloruros son los últimos minerales en salir de la solución . Los carbonatos, sulfatos y sílice deberían precipitarse delante de ellos. Los exploradores de Marte han encontrado sulfatos y sílice en la superficie. Los lugares con minerales de cloruro pueden haber albergado alguna vez varias formas de vida. Además, en estas zonas se podrían conservar vestigios de vida antigua. [117]
En 2009, un grupo de científicos del equipo CRISM informó sobre nueve a diez clases diferentes de minerales formados en presencia de agua. En muchos lugares se encontraron diferentes tipos de arcillas (también llamadas filosilicatos). Los filosilicatos identificados incluyeron esmectita de aluminio, esmectita de hierro/magnesio, caolinita , prehnita y clorita . Alrededor de la cuenca de Isidis se encontraron rocas que contienen carbonato . Los carbonatos pertenecen a una clase en la que podría haberse desarrollado la vida. Se encontró que las áreas alrededor de Valles Marineris contenían sílice hidratada y sulfatos hidratados. Los investigadores identificaron sulfatos hidratados y minerales férricos en Terra Meridiani y en Valles Marineris. Otros minerales encontrados en Marte fueron jarosita , alunita , hematita , ópalo y yeso . De dos a cinco de las clases de minerales se formaron con el pH adecuado y suficiente agua para permitir que la vida creciera. [118]
El 4 de agosto de 2011 (sol 2125), la NASA anunció que MRO había detectado rayas oscuras en las pendientes , conocidas como líneas de pendiente recurrentes causadas por lo que parecía ser agua salada que fluía en la superficie o el subsuelo de Marte. [119] El 28 de septiembre de 2015, este hallazgo fue confirmado en una conferencia de prensa especial de la NASA. [120] [121] En 2017, sin embargo, investigaciones adicionales sugirieron que las rayas oscuras fueron creadas por granos de arena y polvo que se deslizaban por las pendientes, y no por el agua que oscurecía el suelo. [122]
Este artículo incorpora material de dominio público de sitios web o documentos de la Administración Nacional de Aeronáutica y del Espacio .
Este artículo incorpora texto de esta fuente, que se encuentra en el dominio público .Christopher P. McKay, astrobiólogo del Centro de Investigación Ames de la NASA, no cree que los RSL sean un lugar muy prometedor para buscar.
Para que el agua sea líquida, debe ser tan salada que nada pueda vivir allí, afirmó.
"La respuesta corta para la habitabilidad es que no significa nada", dijo.
