Mars Reconnaissance Orbiter

Um borð í Mars Reconnaissance Orbiter eru myndavélar, lifrófsmælar og ratsjá sem notuð eru til að rannsaka jarðmyndanir, setlög, steindir og ís á yfirborði Mars. Geimfarið fylgist líka daglega með veðrinu og aðstæðum í lofthjúpi reikistjörnunnar og rannsakar mögulega lendingarstaði fyrir komandi Marsleiðangra.

Þegar Mars Reconnaissance Orbiter komst á braut um Mars voru fimm önnur geimför starfandi á braut um reikistjörnuna eða á yfirborði hennar:Mars Global Surveyor, Mars Express, Mars Odyssey og Marsjepparnir Spirit og Opportunity. Aldrei áður höfðu fleiri geimför rannsakað reikistjörnuna í einu.

Í janúar 2010 tók Stjörnufræðivefurinn saman tuttugu ljósmyndir frá HiRISE myndavélinni um borð í MRO.

Á vef HiRISE er hægt að nálgast ljósmyndir HiRISE með íslenskum upplýsingum.

Aðdragandi

Þann 3. október 2001 valdi NASA Lockheed Martin til þess að setja geimfarið saman. Í árslok 2001 höfðu öll vísindatæki verið valin.

Mars Reconnaissance Orbiter var annar tveggja leiðangra sem til greina kom að skjóta á loft árið 2003, en laut í lægra haldi fyrir Marsjeppunum Spirit og Opportunity. Þess í stað var ákveðið að skjóta MRO á loft árið 2005.

Engin seinkun varð á smíði geimfarsins og var því komið til Kennedy geimferðamiðstöðvar NASA í Flórída þann 1. maí 2005, þar sem það var búið undir geimskot.

Markmið

Mars Reconnaissance Orbiter á að gera ítarlegri rannsóknir á yfirborði Mars en nokkurt annað brautarfar hingað til. Helsta markmið leiðangursins er að kortleggja yfirborð Mars í hárri upplausn í þeim tilgangi að finna ákjósanlega lendingastaði fyrir Marsleiðangra framtíðarinnar. Geimfarið lék mikilvægt hlutverk í vali á lendingarstaði Phoenix geimfarsins árið 2008. Myndir MRO af upprunalega lendingastaðnum sýndu að hann var þakinn hnullungum og því ófær til lendingar. Reikistjörnufræðingar velja nú að ákjósanlegum lendingastað fyrir Mars Science Laboratory jeppann með gögnum frá MRO. 

Um borð í MRO er fjöldi öflugra vísindatækja sem gera mönnum kleyft að afla upplýsinga um loftslag, veðurfar, lofthjúpinn og jarðfræði Mars.

Í upphafi leiðangurs voru helstu markmiðin að:

• Rannsaka veðurfar á Mars og hvernig það breytist samhliða árstíðaskiptum.

• Varpa ljósi á loftslagsbreytingar á Mars

• Finna jarðmyndanir á Mars sem sýna merki um fljótandi vatn, t.d. aurkeilur, árfarvegi, vatnaðar steindir o.fl.

• Finna ákjósanlega lendingarstaði fyrir Marsleiðangra framtíðarinnar

Að endingu mun MRO gegna hlutverki samskiptatungls milli jarðar og lendingarfara á Mars.^[1] 

Geimskot og koman til Mars

Mars Reconnaissance Orbiter var skotið á loft þann 12. ágúst 2005 með Atlas V eldflaug frá Canaveralhöfða í Flórída. Var þetta í fyrsta sinn sem Atlas V eldflaug var notuð til að senda geimfar út í sólkerfið. Við geimskot vóg geimfarið ríflega tvö tonn með eldsneyti, en í leiðangurslok vegur það rúmt tonn.^[2]

Þann 10. mars 2006, eftir sjö og hálfs mánaða ferðalag í geimnum, komst MRO á leiðarenda. Fljótlega eftir komuna til Mars hófst svokölluð lofthemlun (e. aerobreaking) en þá var núningur geimfarsins við lofthjúp Mars notaður til þess að koma geimfarinu á lægri næstum hringlaga braut með stuttan umferðartíma. Þetta var gert til þess að spara eldsneyti. Lofthemlunin og fínstilling brautarinnar tók rúma sex mánuði. Að lokum var MRO kominn á næstum hringlaga pólbraut í milli 250 til 316 km hæð yfir yfirborðinu.

Rannsóknir og gagnaöflun hófust formlega snemma í nóvember 2006. Geimfarið hefur þegar safnað meiri gögnum en nokkurt annað geimfar sem sent hefur verið út í geiminn hingað til. Á geimfarinu er þriggja metra breitt loftnet, það stærsta sem sent hefur verið til Mars, sem gerir því kleyft að senda tífalt meiri gögn á mínútu en fyrri Mars-kannar.^[3]

Vísindatæki

Um borð í Mars Reconnaissance Orbiter eru sex mælitæki^[4], þar á meðal þrjár myndavélar, sem eiga að rannsaka lofthjúpinn, yfirborðið og það sem leynist í efstu lögunum undir því. Ein myndavélanna er sú öflugasta sem send hefur verið til annarrar reikistjörnu og gæti greint fótbolta á yfirborðinu. Önnur myndavél á að útbúa kort af reikistjörnunni í tíu sinnum meiri upplausn en áður og þriðja myndavélin mun fylgjast með veðurfarinu. Í farinu er auk þess litrófsmælir sem á að nema steinefni á yfirborðinu, sem hafa myndast í tengslum við vatn, á svæðum á stærð við handboltavöll. Ratsjá verður notuð til að skyggnast undir yfirborðið og kanna berg-, ís- og vatnslög (ef vatnslög eru til staðar).

Á braut verða breytingar á vatnsgufu í mismunandi hæð mældar og jafnvel staðsett svæði þar sem vatnsgufa streymir upp í lofthjúpinn, ef það á sér stað á Mars. Auk þess verður fylgst með breytingum á vatni og ryki í lofthjúpnum og veðurmælingar gerðar á hverjum degi.

Fylgst verður með hreyfingu geimfarsins á braut um reikistjörnuna, en þannig er hægt að kortleggja uppbyggingu efri hluta lofthjúpsins og þyngdarsvið Mars.

HiRISE

HiRISE myndavélin í Mars Reconnaissance Orbiter

HiRISE (High Resolution Imaging Science Experiment) er myndavél um borð í Mars Reconnaissance Orbiter. HiRISE er 0,5 metra breiður sjónauki með stórri CCD myndavél sem gefur 0,3 metra upplausn úr 300 km hæð. Til samanburðar eru gervihnattamyndirnar í Google Earth með 1 metra upplausn úr sambærilegri hæð. HiRISE er stærsta og öflugasta myndavél sem send hefur verið út í sólkerfið.

HiRISE er fær um að greina afar fín smáatriði í jarðmyndunum - gljúfrum, giljum, sprungum, setlögum og árfarvegum - á yfirborði Mars.

HiRISE sér þrjár mismunandi bylgjulengdir ljóss: 400-600 nm (blá-græn), 550-850 nm og 800-1000 nm (nær-innrautt). Ein ljósmynd frá HiRISE, tekin með rauðri síu, er 20.000 x 126.000 pixlar eða 2520 megapixlar. Blá-grænar og nær-innrauðar myndir eru öllu minni eða 4000 x 126.000 pixlar (504 megapixlar). Óþjöppuð ljósmynd frá HiRISE er 28 Gb. Allar myndirnar eru þjappaðar áður en þær eru sendar til jarðar, venjulega niður í 11,2 Gb.^[5]

Þann 6. október 2006 tók HiRISE fyrstu ljósmyndina af Marsjeppanum Opportunity við barm Viktoríugígsins á Meridianisléttunni.

Þann 25. maí 2008 ljósmyndaði HiRISE pólkannann Phoenix er hann var á leið inn til lendingar. Var þetta í fyrsta sinn sem geimfar tók ljósmynd af öðru geimfari á leið í gegnum lofthjúp annarrar reikistjörnu.

Á vefsíðu HiRISE eru þúsundir ljósmynda öllum aðgengilegar. Hér er vefsíða HiRISE á íslensku.

CRISM

CRISM litrófsritinn í MRO. Verkfræðingur til samanburðar.

CRISM (Compact Reconnaissance Imaging Spectrometer for Mars) er litrófsmælir um borð í Mars Reconnaissance Orbiter. CRISM er ætlað að finna steindafræðileg sönnunargögn um tilvist vatns á Mars á fyrndinni. Það gerir CRISM með því að skoða litróf ljóssins sem endurvarpast af yfirborði Mars.

Allar steindir gefa frá sér ákveðið litróf, nokkurs konar fingrafar, sem segir okkur til um efnasamsetningu og myndun steindarinnar. CRISM kortleggur nákvæmlega dreifingu steinda og efna á borð við járn, oxíð, blaðsíliköt og karbónöt sem öll eiga það sammerkt að geta myndast í vatni eða af völdum vatns. Þar að auki fylgist CRISM með ís og ryki í lofthjúpnum sem hjálpar okkur að öðlast betri skilning á loftslaginu og árstíðabreytingum. 

CRISM mælir sýnilega og innrauða rafsegulgeislun á 362 til 3920 nanómetra bylgjulengd (á 6,55 nm millibili), eða 544 mismunandi liti sem endurvarpast af yfirborðinu. CRISM hefur 18 metra upplausn úr 300 km hæð.^[6]

Vefsíða CRISM.

Góður staður til að leita eftir lífi? Hér sést óseyri í Jazero gígnum á Mars þar sem eitt sinn var ef til vill stöðuvatn fyrir rúmum þremur milljörðum ára. Sjá má árfarveginn og hvernig áin dreifir úr sér og myndar óseyri. Græni liturinn sýnir leir, fíngert set sem flyst með vatni, og gæti geymt vísbendingar um líf. Mynd: NASA/JPL/JHUAPL/MSSS/Brown University

CTX

CTX (Context Imager) er myndavél um borð í Mars Reconnaissance Orbiter sem sýnir þau smáatriði sem HiRISE og CRISM mynda í samhengi við umhverfi sitt á Mars. CTX, sem er Maksutov-Cassegrain sjónauki með 350mm brennivídd, tekur svarthvítar ljósmyndir af 30 km breiðum landsvæðum með 6 metra upplausn. Á CTX er 5064 pixla CCD-myndaflaga sem safnar sýnilegu ljósi með 500 til 800 nm bylgjulengd.^[7]

Vefsíða CTX.

SHARAD

SHARAD (Shallow Subsurface Radar) er ratsjá sem skyggnist undir yfirborðið í leit að fljótandi vatni eða ís á allt að eins km dýpi. SHARAD sendir útvarpsbylgjur (15-25 MHz) í átt að yfirborðinu og hlustar eftir endurvarpinu. Þetta hátíðnibil gerir SHARAD kleyft að kortleggja vatn undir yfirborðinu á allt að eins km dýpi og greina meira en 10 metra þykk jarðlög.^[8]

Vefsíða SHARAD.

MCS

Mars Climate Sounder um borð í MRO

MCS (Mars Climate Sounder) er litrófsmælir sem notaður er til að fylgjast með hitastigi, rakastigi, rykmagni og loftþrýstingi í lofthjúpi Mars. Með þessum mælingum geta veðurfræðingar daglega útbúið þrívítt veðurkort fyrir Mars. Gerðar eru athuganir allt árið svo hægt sé að draga upp mynd af breytilegu rykmagni, rakastigi og hitastigi í lofthjúpnum samfara árstíðabreytingum. Þessar upplýsingar gera mönnum kleyft að spá fyrir um veðrið á Mars.

Hljóðgjafi (e. sounder) er tæki sem mælir breytingar á hitastigi eða samsetningu lofthjúpsins með hæð. MCS hefur níu rásir, eina sýnilega/nær-innrauða (0,3 til 3,0 μm) og átta fjar-innrauðar (12 til 50 μm). Sýnilega/nær-innrauða rásin sýnir hvernig sólarorkan verkar við lofthjúpinn og yfirborðið og hjálpar okkur að skilja loftslag Mars. Fjar-innrauðu rásirnar sýna hitastig, loftþrýsting, rakastig og rykmagn.^[9]

Vefsíða MCS.

MARCI

MARCI 

(Mars Color Imager) er myndavél sem fylgist daglega með rykstormum, breytingum á pólhettunum, ryki, ósoni og koltvíoxíði í lofthjúpnum. Á hverjum degi sendir myndavélin veðurfréttir frá Mars og búa til hnattrænt kort til að fylgjast með daglegum, árstíðabundum og árlegum breytingum á loftslagi Mars.^[10]

Vefsíða MARCI.

Myndir

Á vef HiRISE má nálgast ljósmyndir með skýringum á íslensku.

Tilvísanir

1. Mars Reconnaissance Orbiter: Science Summary. Sótt 18.01.2010
2. Mars Reconnaissance Orbiter: The Mission Summary. Sótt 18.01.2010
3. Mars Reconnaissance Orbiter: Science Operations. Sótt 18.01.2010
4. Mars Reconnaissance Orbiter: Spacecraft Parts: Instruments. Sótt 18.01.2010
5. MRO HiRISE Instrument Parameters. Sótt 18.01.2010
6. CRISM Instrument Overview. Sótt 18.01.2010
7. Mars Reconnaissance Orbiter Context Camera: Instrument Description. Sótt 18.01.2010
8. Mars Reconnaissance Orbiter Instruments. Planetary.org. Sótt 18.01.2010
9. Mars Climate Sounder Team Website. Planetary.org. Sótt 18.01.2010
10. MRO Mars Color Imager: Instrument Description. Sótt 18.01.2010

Hvernig vitna skal í þessa grein

• Sævar Helgi Bragason (2010). Mars Reconnaissance Orbiter. Stjörnufræðivefurinn. http://www.stjornuskodun.is/solkerfid-large/geimferdir/mars-reconnaissance-orbiter (sótt: DAGSETNING).