|
Tilbage til Mars Den kraftigste Mars orbiter,
der nogensinde har fløjet, opsendes for at finde vand, fremtidige
landingssteder Craig Covault
NASA Jet Propulsion Laboratory
og Lockheed Martin vil kommandere Mars Reconnaissance
Orbiter (MRO) gennem en kritisk
banekorrektionsmanøvre denne uge (22-29 august,
2005, o.a.). Hold på jorden forbereder også MRO til instrument
kalibreringsprøver mens rumfartøjet rejser mod Mars med en samling sensorer,
der har den højeste opløsning, som nogensinde er affyret til en anden planet.
MRO vil lave intensive observationer af Mars’ overflade, undergrund og
atmosfære. Dens billeder vil også blive brugt til at foretage den første
udvælgelse af potentielle bemandede landingssteder på Mars. Drevet frem med 7
miles pr. sekund fra Jorden den 12. august, 2005 af en Atlas V raket, er
missionen til $720 millioner mere vigtig end
nogensinde efter de nylige nøgleopdagelser af Spirit
og Opportunity roverne, Odyssey,
Surveyor og European Mars Express orbitere. Områder, som vil være specifikke overflademål
med hensyn til eksisterende is og klipper, der er ændret af vand, er
fornyligt blevet fundet af Odyssey og Mars Express.
Og MRO vil blive brugt til at sætte overfladekemi data, sendt tilbage af de
to rovere, i en bredere sammenhæng, sagde Richard Zurek,
MRO chefforsker på JPL. MRO markerer en vigtig overgang fra disse
”udforsknings” missioner til en ny fase med ”intensiv Mars undersøgelse,”
siger Doug McCuistion,
Mars udforsknings program direktør ved NASA hovedkvarteret.
Lockheed Martin rumfartøjet er mere end 1,5
million miles fra Jorden denne uge på det, der skal blive en kurvende
310-million-miles bane til at ankomme i et indledende Mars kredsløb i marts
2006. Når den er i et højt elliptisk kredsløb, vil den bruge 512 luftbremse
manøvrer til at dale til et 190 miles videnskabeligt kredsløb til november
2006. MROs Mars Color
Imager instrument, som skal returnere Mars overflade farve og atmosfære data,
er allerede blevet vendt mod Jorden for at kalibrere dets infrarøde evner til
senere brug ved Mars. Den 8. september skal adskillige af rumfartøjets andre
instrumenter rettes mod Jordens Månen til brug som et fjernt kalibreringsmål.
MRO flyvningen er den sjette opsendelse af den nye Lockheed Martin Atlas V
her og den første for NASA eller den amerikanske regering. En Atlas V vil
også blive brugt til at opsende New Horizons missionen til Pluto i januar
2006. Atlas V 401 versionen, der blev brugt til flyvningen, havde en masse på
740.000 pund ved starten og et Centaur øvre trin
med en enkelt Pratt & Whitney RL 10 oxygen/hydrogen motor. Den 188 fod
høje raket havde ingen faststof boostere, så kun
dens russiske RD-180 oxygen/petroleum motor med to dyser drev det første
trin. Missionen markerede den tredje brug af denne 401 version, sagde Mike
Jensen, vice præsident og chef teknisk officer for International Launch Services. ILS solgte missionen
til NASA for $90 millioner. Fartøjet lettede på næsten 900.000 pund tryk kl.
7:43 a.m. EDT 12. august, 2005, en dag efter et
lynpåført software problem forårsagede en afbrydelse af opsendelsen. Det
første trin drev fartøjet indtil 4 minutter inde i flyvningen og udbrænding
af RD 180’en over det Carribiske Hav. Så tændte Centaur’en for at anbringe det øvre trin og MRO stakken i
en 115 X 92 miles parkeringsbane med en hældning på omkring 39 grader. Så
drev fartøjet, indtil det nåede det sydlige Indiske Ocean, hvor Centaur’en blev tændt igen for at accelerere det 4.796
pund tunge rumfartøj til 25.000 miles i timen. Jordens undslippelseshastighed.
Rumfartøjsadskillelse skete ud for det nordvestlige Australien 58 minutter
efter opsendelsen. Øjeblikkeligt herefter skubbede fjedre rumfartøjet væk fra
Centaur’en, MROs
styreraketter blev brugt til at afdæmpe en planlagt 0,3-grader-pr.-sekund
rotationshastighed. Dette var som forberedelse til udfoldningssekvensen for
solpanelerne.
Med solpaneler, der rækker 45 fod, er MRO den største orbiter,
der nogensinde er sendt til Mars. Paneludfoldningen tog 15 min. og efterfulgtes
af rotation og hævning af rumfartøjets 10-fods-diameter høj-forstærknings
antenne, hvilket giver MRO en højde på 21 fod. Antennen vil sætte MRO i stand
til at transmittere data til Jorden med 5,6 mbs.
Sammenlignet med kun 1 kbs. for
de nuværende amerikanske orbitere. Det store
Ka-bånd kommunikationssystem vil også lade MRO
blive det primære relæ for Phoenix landeren, som er planlagt til opsendelse i
2007, og Mars Science Laboratory roveren, som forventes opsendt i 2009. Som
planlagt indenfor få minutter efter adskillelsen samlede en Japanese Aerospace Exploration Agency jordstation MROs signal op for at bekræfte dens helbred i starten.
Disse data blev sendt til JPL, som da kontaktede MRO direkte med Goldstone Deep Space Network stationen omkring 25 min.
efter opsendelsen. Under NASAs planetbeskyttelsespolitik var Centaur’ens indsættelsesmål på opsendelsesdagen forskudt
lidt væk fra kursen til Mars, så det øvre trin ikke ville risikere at ramme
og forurene planeten. For at anbringe MRO på en direkte kurs til Mars skal
dens seks 30-punds-tryk, hydrazin-drevne hovedmotorer udføre en 8 sekunders
banekorrektions brænding den 27. august. Dette er for at accelerere
rumfartøjet med 4 meter pr. sekund og også afprøve motorerne, der vil være
kritiske for at bremse ind i et yderst elliptisk Mars kredsløb i marts 2006.
Hovedmotorerne på MRO har en unik historie. De blev oprindeligt integreret
med Phoenix Mars lander rumfartøjet som nedstignings- og landingsmotorer, før
det rumfartøj faldt i dødsriget efter Mars Polar Lander nedstyrtningen i
1999. MRO programmet kannibaliserede motorerne fra Phoenix, så de tager nu
til Mars på en orbiter i stedet for en lander.
Phoenix, som nu er godkendt til opsendelse om to år, får et andet sæt
nedstigningsmotorer.
MRO skal opnå billeder med meget højere opløsning, sammensætning og vejrdata
end nuværende Mars orbitere. Det mere detaljerede
grundlag af data vil blive brugt til avancerede Mars videnskabsstudier og til
at fokusere de næste 15-20 års Mars robotlander planlægning. Med evnen til at
opløse overfladeegenskaber så små som 1 meter definitivt og karakterisere
fordelingen af klipper så små som basketbolde, vil
MRO være særlig vigtig til at udpege sikre landingssteder for både Phoenix og
Mars Science Laboratory. Den sensor, som vil gøre dette, er Ball Aerospace HiRise High-Resolution Imaging Science Instrument, det
kraftigste instrument ombord. HiRise
er et 1.200-megapixel instrument, siger Alfred McEven,
principal investigator fra University
of Arizona. At se et enkelt billede fra HiRise ved
dets maksimale opløsning ville kræve et netværk på 1.200 typiske
hjemmecomputerskærme, sagde han. Instrumentet har 14 CCD detektorer,
essentielt 14 separate sort og hvid og infrarøde kameraer i en enkelt pakke. HiRise vil arbejde i forbindelse med wide-area
Context Camera udviklet
af Malin Space Science Systems. Begyndende den 8. september, 2005 vil HiRise starte med at tage billeder af Månen og bestemte
stjerner for at kalibrere disse detektorer. MROs
fem gange så store evne til at tage billeder i forhold til de ældre orbitere forventes at afsløre ”en helt ny Mars,” særligt
rollen af det potentielle livs-kritiske vand på planeten, siger Zurek.
Den vil vise geologiske kendetegn så små som Eagle Crater, hvor Opportunity
roveren gjorde historiske opdagelser af langtidstilstedeværelsen af vand i
det mindste i det snævre område. MRO vil bruge sine høj-opløsning og spektrale evner til at finde lignende pletter rundt
omkring på planeten, sagde han. Dette vil være særlig vigtigt for at følge op
på den Europæiske Mars Express’ data. Den har allerede fundet ”hundreder” af
områder, der ser ud til at være ændret af vand, der var til stede længe nok
til at efterlade distinkte salt-relaterede kendetegn, sagde Scott Murchie, principal investigator
for MROs Compact Reconnaissance
Imaging Spectrometer. Instrumentet er en hyperspektral billeddanner udviklet af Applied Physics Laboratory på Johns Hopkins University.
Disse pladser vil være specifikke mål for MROs Crism instrument, der vil have 20 gange så høj opløsning
som det europæiske instrument, sagde Murchie. MROs italienske Shallow Subsurface Radar vil også give vigtige data om
undergrunden, som vil være et supplement til dybere radar billeddannelse af
Mars Express radaren, der viser egenskaber, der kan være is. Denne
information vil være vigtig til at placere underjordisk is, der allerede er
detekteret af Odyssey og sandsynligvis detekteret
af Mars Express radaren. Tilstedeværelsen af underjordisk is er kritisk for
studier af liv på Mars. ”Vi er kun begyndt at ’skrabe overfladen’ af
underjordisk is på Mars,” sagde Zurek.
Første billede fra lav bane omkring Mars: http://www.nasa.gov/mission_pages/MRO/multimedia/mro-20060929a.html Fra Back
to Mars, Aviation Week & Space
Technology, 22/29 august 2005, ss. 28-30.
www.nasa.gov/mission_pages/MRO/main/index.html
|
