MRO探测器入轨十年:绕火星45000圈拍照21.6万
2006年的3月10日,美国探测飞船火星勘测轨道飞行器(以下简称MRO)进入火星轨道。如今这艘飞船仍在工作,10年里它总共绕火星45000周,发回264Tbits(即33TB)的数据,拍摄了21.6万张照片,为七项火星任务选择着陆点,自离开地球总飞行里程达9.56亿英里(约15.38亿公里)。美国宇航局的科学家称MRO已经成当前火星探索项目(Mars Exploration Program)的重要基石。
在MRO入轨火星十周年之际,美国宇航局网站刊文盘点了这艘探测飞船的科学成就。以下是文章主要内容:
MRO十年数字:10年里总共绕火星45000周,发回264Tbits(即33TB)的数据,拍摄了21.6万张照片,为七项火星任务选择着陆点,自离开地球总飞行里程达9.56亿英里(约15.38亿公里)。
十年前的这个星期 ,大型探测飞船火星轨道勘察飞行器(MRO)开始环绕火星飞行,大大的提升了人类对火星的认知。这艘探测器以前所未有的细节,揭示火星是一颗数十亿年前曾有多样的潮湿环境、如今依然活跃的红色星球。
去年,美国宇航局宣布现在的火星可能存在季节性的液态水,这是MRO诸多重大科学发现之一。这一发现运用到MRO的三项重要能力:分辨率足以识别一条狭窄车道的伸缩镜头,追踪火星数年季节变化所需的长期工作寿命,以及能够绘制地表化学成分地图的成像光谱仪。其他的科学成果则运用到MRO的更多能力,包括地下地质结构辨识、大气层扫描、火星全球日常天气观测。
在完成既定的主要科学任务后,MRO又继续工作了七年多,至今其配备的六大科学探测设备仍工作正常。
MRO项目的科学家里奇·祖瑞克(Rich Zurek)说:“火星是一颗过去变化巨大的行星,MRO能够帮助我们了解到,这个星球还将不断地发生怎样的改变。”
MRO的探测数据增进了我们对火星过去三个不同时期的认知。对年代最古老的火星地表观测显示,这颗红色星球曾拥有多种不同的水环境,其中一些尤为适合生命生存。在更近期的时候,火星上的水则以气态,在极地冰层和低纬度的冰雪层之间循环,造成冰层中出现层状图案,这与类似地球冰川期的周期性变化有关。今天的火星依然活跃,新生的陨坑、雪崩、沙尘暴、季节性消融和凝结的干冰层(二氧化碳冰)、夏季渗出的浓盐水,都是其活动表现。
MRO还为登陆的火星车(如好奇号)和固定着陆器(如凤凰号)提供了三方面的关键保障。通过它的探测,NASA的科学家得以评估挑选潜在的着陆点,帮助火星车选择合适路线和目的地。此外,MRO还和奥德赛探测器(2001年开始环绕火星)一道,充当太空通信中继站,将这些着陆机器人的回传数据发给美国宇航局在地球上的深空网络天线(Deep Space Network),极大程度的提高了火星表面探测任务的效率。
值得一提的是,未来美国宇航局还希望将人类送上火星,MRO已经为此在寻找合适的着陆地点。
祖瑞克说:“MRO依然是研究火星的强大的武器。入轨之后,六大科学设备持续十年的工作,及其为现在和将来的火星任务提供的基础支持,使MRO成当前火星探索项目(Mars Exploration Program)的重要基石。”
2015年12月12日,在MRO探测器临近入轨火星十周年时,这艘探测飞船上的HiRISE相机拍摄下盖尔陨坑南部地表的特殊纹理。
抵达火星
经过7个月的飞行,2006年3月10日,MRO六台最大的火箭发动机点火27分钟,从而减速以被火星引力俘获。此前,这些发动机仅使用过一次,在MRO的首次变轨中曾点火15秒。MRO还有一些较小的发动机,用于轨道调整。
抵达火星后的前3周里,MRO以一个瘦长的轨道环绕火星,环绕一周35小时,距火星可远达4.3万公里。随后的6个月中,MRO数百次精确的调整其与火星顶层大气的倾角,从而利用大气摩擦逐渐减速。通过这种“大气制动(aerobraking)”的方式调整轨道后,2006年9月,MRO开始以接近圆形的轨道运行,环绕一周约2小时,轨道高度在250-316公里之间。
MRO配备有一对大型太阳能板,宽度与一辆校车相当。除了在大气制动过程起到增加阻力的作用,这对太阳能板还能为MRO提供2千瓦的电力。由于电力供应充足,MRO可以通过直径3米的主天线,回传大量数据。MRO目前已经发回地球264Tbits(即33TB,1Bytes=8bit)的数据,远远超过以往和现在的其他行星探测任务的数据总量。
为了揭示火星的细节, 这艘由洛克希德-马丁公司空间系统分部制造的探测飞船需要能够发送海量数据。举例来说,探测器的HiRISE高分辨率成像科学设备(HiRISE)传回的图片已经覆盖2.4%的火星表面,面积相当于2个阿拉斯加,分辨率足以识别火星表面桌子大小的物体。环境相机 (CTX)已经拍摄了95%的火星表面,能够分辨网球场大小的目标。小型侦察影像频谱仪 (CRISM)在多个可见光波段及红外波段拍摄了98%的火星表面,分辨率达100-200米,能够提供这些区域的化学成分信息。(编译/dogstar)