SHARAD ( Mars SHallow RADar sounder) es un radar de sondeo del subsuelo embarcado en la sonda Mars Reconnaissance Orbiter (MRO). Complementa el radar MARSIS del orbitador Mars Express , [1] proporcionando menores capacidades de penetración (unos cientos de metros) pero una resolución mucho más fina (15 metros - sin ahusamiento - en el espacio libre). [ cita necesaria ]
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 parte de una empresa conjunta. Equipo italiano/estadounidense. El departamento de INFOCOM. de la Universidad Sapienza de Roma es responsable del funcionamiento de los instrumentos, mientras que Thales Alenia Space Italia (anteriormente Alenia Spazio) diseñó y construyó los instrumentos. Las operaciones de SHARAD son gestionadas por INFOCOM desde el Centro de Operaciones SHARAD (SHOC), ubicado dentro de las instalaciones de Alcatel Alenia Space en las afueras de Roma .
SHARAD está destinado a mapear el primer kilómetro debajo de la superficie de Marte , [ cita necesaria ] proporcionando imágenes de las capas de dispersión del subsuelo con alta resolución vertical (15 m), con la intención de ubicar agua / hielo / depósitos y mapear la estructura vertical del capas superiores del subsuelo.
SHARAD opera en una frecuencia portadora de 20 MHz, transmitiendo una señal " chirriada " con un ancho de banda de 10 MHz. El ancho de pulso es de 85 μs y la frecuencia de repetición de pulso nominal 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 el suelo para reducir los retornos superficiales no deseados de los dispersores fuera del nadir en el mismo rango de los ecos del subsuelo.
SHARAD se divide físicamente en dos elementos:
El instrumento opera a PRF fija (700,28 Hz) y el eco se recibe en el rango 1 (es decir, después del segundo pulso transmitido). Hay dos PRF alternativas (superior e inferior) disponibles para abordar el rango orbital extendido de la misión. Un sistema de seguimiento de bucle abierto, basado en el conocimiento a priori de la topografía de la superficie, es el medio nominal para colocar 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 la señal a bordo del instrumento es mínimo y consiste en una suposición coherente de los ecos recibidos (programables entre 1 y 32 en potencia de 2 pasos) para reducir la velocidad de datos generada, con número de bits programables (8, 6, 4 ).
La señal de chirrido se genera directamente en la portadora de 20 MHz mediante un generador de chirrido digital y se envía al amplificador de potencia, seguido de un interruptor de transmisión/recepción y la red correspondiente . El receptor proporciona amplificación, filtrado y control de ganancia digital directamente en RF y se digitaliza mediante una técnica de submuestreo a una velocidad de 26,6 MHz. Un único 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 publicó 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 Orbiter. El modelo ProtoFlight (PFM) fue entregado e integrado en el Mars Reconnaissance Orbiter en Denver en septiembre de 2004. 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 llegó a Marte. órbita el 10 de marzo de 2006. La fase de aerofreno , necesaria para alcanzar la órbita operativa, duró hasta el 30 de agosto de 2006. El 17 de septiembre de 2006, se desplegó la antena SHARAD y se llevó a cabo con éxito la primera prueba en vuelo del radar . El 19 de septiembre. SHARAD ha estado operativo desde noviembre de 2006.
El radar SHARAD penetró en las capas de depósitos de hielo del polo norte de Marte y reveló una deflexión máxima relativamente pequeña (unos 100 metros) de la roca subyacente, lo que sugiere una fuerte litosfera de más de 300 kilómetros de espesor. [2] Los resultados de radar consistentes con depósitos masivos de hielo de agua en latitudes medias apoyan la hipótesis de un glaciar cubierto de escombros. [3]
El 22 de noviembre de 2016, la NASA informó haber 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, cuando se combinan para formar un modelo 3D, revelan cráteres enterrados en el casquete polar norte. Estos pueden usarse para fechar 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 ingresa a 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 de la superficie pueden albergar agua líquida.[8] Después de más análisis, se descubrió que si todos estos depósitos se convirtieran en gas, la presión atmosférica en Marte se duplicaría. [9] Hay tres capas de estos depósitos; cada uno está cubierto con una capa de 30 metros de hielo de agua que impide que el CO 2 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 cambió el clima. [10]
Mapa de imágenes 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 vincularlas. El color del mapa base indica elevaciones relativas , basadas en datos del altímetro láser Mars Orbiter del Mars Global Surveyor de la NASA . Los blancos y marrones indican las elevaciones más altas (+12 a +8 kilómetros ); seguido de rosas y rojos (+8 a +3 kilómetros ); el amarillo es0 kilómetros ; Los verdes y los azules son elevaciones más bajas (hasta−8 kilómetros ). Los ejes son latitud y longitud ; Se observan las regiones polares .
