SHARAD ( Mars SHAllow RADar sounder) es un radar de sondeo subsuperficial embarcado en la sonda Mars Reconnaissance Orbiter (MRO). Complementa al radar MARSIS del orbitador Mars Express , [1] proporcionando capacidades de penetración menores (unos cientos de metros) pero una resolución mucho más fina (15 metros -sin ahusar- en el espacio libre). [ cita requerida ]
SHARAD fue desarrollado bajo la responsabilidad de la Agencia Espacial Italiana (ASI, Agenzia Spaziale Italiana) y proporcionado al JPL para su uso a bordo de la nave espacial Mars Reconnaissance Orbiter de la NASA en el marco de un acuerdo NASA/ASI que prevé la explotación de los datos por un equipo conjunto italiano/estadounidense. El departamento INFOCOM de la Universidad La Sapienza de Roma es responsable de las operaciones del instrumento, mientras que Thales Alenia Space Italia (anteriormente Alenia Spazio) diseñó y construyó los instrumentos. Las operaciones de SHARAD son administradas por INFOCOM desde el Centro de Operaciones SHARAD (SHOC), ubicado dentro de las instalaciones de Alcatel Alenia Space en las afueras de Roma .
SHARAD tiene como objetivo mapear el primer kilómetro debajo de la superficie de Marte , [ cita requerida ] proporcionando imágenes de capas de dispersión del subsuelo con alta resolución vertical (15 m), con la intención de localizar depósitos de agua/hielo y mapear la estructura vertical de las capas superiores del subsuelo.
SHARAD opera en una frecuencia portadora de 20 MHz, transmitiendo una señal " chirped " con un ancho de banda de 10 MHz. El ancho de pulso es de 85 μs y la frecuencia nominal de repetición de pulso es de 700,28 Hz. La potencia transmitida es de 10 W pico. La antena es un dipolo de 10 m. Se genera una apertura sintética en tierra para reducir los retornos no deseados de la superficie de los dispersores fuera del nadir en el mismo rango de los ecos del subsuelo.
SHARAD se divide físicamente en dos elementos:
El instrumento funciona a una frecuencia de pulsos fija (700,28 Hz) y el eco se recibe en el rango 1 (es decir, después del segundo pulso transmitido). Hay dos frecuencias de pulsos alternativas (superior e inferior) disponibles para hacer frente al rango orbital extendido de la misión. Un sistema de seguimiento de bucle abierto, basado en un conocimiento a priori de la topografía de la superficie, es el medio nominal para posicionar la ventana de recepción de 135 μs en la posición esperada del eco (hay disponible un rastreador de bucle cerrado como respaldo).
El procesamiento de señal a bordo del instrumento es mínimo, y consiste en una presunción coherente de los ecos recibidos (programable entre 1 y 32 en pasos de potencia de 2) para reducir la tasa de datos generados, con número de bits programable (8, 6, 4).
La señal de chirp se genera directamente en la portadora de 20 MHz mediante un generador de chirp digital y se envía al amplificador de potencia, seguido de un conmutador de transmisión/recepción y la red de adaptación . El receptor proporciona amplificación, filtrado y control de ganancia digital directamente en RF, y se digitaliza utilizando una técnica de submuestreo a una velocidad de 26,6 MHz. Un solo procesador de señal digital proporciona tanto la función de control como la de procesamiento.
El equipo industrial de instrumentos está compuesto de la siguiente manera:
Aunque los estudios iniciales se remontan a 2001, el desarrollo a gran escala no se lanzó hasta febrero de 2003. El modelo de ingeniería (EM) del instrumento se entregó a Lockheed Martin Space Systems en Denver (responsable de la nave espacial) en marzo de 2004 y se integró en el banco de pruebas del orbitador. El modelo ProtoFlight (PFM) fue entregado e integrado en el Mars Reconnaissance Orbiter en Denver en septiembre de 2004. El Mars Reconnaissance Orbiter fue lanzado desde la Estación de la Fuerza Aérea de Cabo Cañaveral el 12 de agosto de 2005, con un vehículo de lanzamiento Atlas V - Centaur , y alcanzó la órbita de Marte el 10 de marzo de 2006. La fase de aerofrenado , necesaria para alcanzar la órbita operacional, duró hasta el 30 de agosto de 2006. El 17 de septiembre de 2006, se desplegó la antena SHARAD, y la primera prueba en vuelo del radar se llevó a cabo con éxito el 19 de septiembre. SHARAD ha estado operativo desde noviembre de 2006.
El radar SHARAD penetró en los depósitos de hielo estratificado del polo norte de Marte y reveló una desviación máxima relativamente pequeña (alrededor de 100 metros) de la roca subyacente, lo que sugiere una litosfera fuerte de más de 300 kilómetros de espesor. [2] Los resultados del radar, consistentes con depósitos masivos de hielo de agua en latitudes medias, respaldan la hipótesis de un glaciar cubierto de escombros. [3]
El 22 de noviembre de 2016, la NASA informó que había encontrado una gran cantidad de hielo subterráneo en la región de Utopia Planitia de Marte utilizando SHARAD. Se ha estimado que el volumen de agua detectado es equivalente al volumen de agua del Lago Superior . [4] [5] [6]
Los cálculos del volumen de hielo de agua en la región se basaron en mediciones de SHARAD, el instrumento de radar de penetración terrestre del Mars Reconnaissance Orbiter (MRO).
Los datos del radar SHARAD, combinados para formar un modelo 3D, revelan cráteres enterrados en el casquete polar norte. Estos pueden utilizarse para datar ciertas capas. [7]
Una investigación publicada en abril de 2011 describió un gran depósito de dióxido de carbono congelado cerca del polo sur. La mayor parte de este depósito probablemente entra en la atmósfera de Marte cuando aumenta la inclinación del planeta. Cuando esto ocurre, la atmósfera se espesa, los vientos se vuelven más fuertes y áreas más grandes en la superficie pueden soportar agua líquida. [8] Después de más análisis, se descubrió que si todos estos depósitos se transformaran en gas, la presión atmosférica en Marte se duplicaría. [9] Hay tres capas de estos depósitos; cada una está cubierta con una capa de 30 metros de hielo de agua que evita que el CO2 se sublime en la atmósfera. En la sublimación, un material sólido pasa directamente a una fase gaseosa. Estas tres capas están vinculadas a períodos en los que la atmósfera colapsó cuando el clima cambió. [10]
Mapa interactivo de la topografía global de Marte . Pase el cursor tu ratónsobre la imagen para ver los nombres de más de 60 características geográficas destacadas y haga clic para acceder a ellas. Los colores del mapa base indican elevaciones relativas , según los datos del altímetro láser Mars Orbiter en el Mars Global Surveyor de la NASA . Los blancos y marrones indican las elevaciones más altas (+12 a +8 km ); seguido de rosas y rojas (+8 a +3 km ); el amarillo es0 km ; los verdes y azules son elevaciones más bajas (hasta−8 km ). Los ejes son latitud y longitud ; se indican las regiones polares .
