Марс Глобал Сюрвейер

редактировать
Глобальный геодезист Марса
Глобальный обзор Марса.jpg Художественная концепция Mars Global Surveyor
Тип миссии Марсианский орбитальный аппарат
Оператор НАСА  / Лаборатория реактивного движения
КОСПАР ID 1996-062А
САТКАТ нет. 24648 Отредактируйте это в Викиданных
Интернет сайт марс.jpl.nasa.gov /mgs /
Продолжительность миссии 25 лет, 6 месяцев и 15 дней (на орбите)
Свойства космического корабля
Стартовая масса 1030,5 кг (2272 фунта)
Власть 980 Вт
Начало миссии
Дата запуска 7 ноября 1996 г., 17:00  UTC ( 1996-11-07UTC17Z)
Ракета Дельта II 7925
Стартовый сайт Мыс Канаверал LC-17A
Подрядчик Боинг IDS
Конец миссии
Последний контакт 2 ноября 2006 г. ( 2006-11-03)
Дата распада 2050 г. (планируется)
Параметры орбиты
Система отсчета Ареоцентрический
Режим Солнечно-синхронный
Большая полуось 3769 км (2342 мили)
Эксцентриситет 0,008
Высота периареона 372,8 км (231,6 миль)
Высота над уровнем моря 436,5 км (271,2 мили)
наклон 92,9 градуса
Период 1,95 часа
Эпоха 10 декабря 2004 г.
Марсианский орбитальный аппарат
Орбитальная вставка 11 сентября 1997, 01:17 UTC MSD 43972 16:29 AMT
Mars Global Surveyor - патч Transparent.png Программа исследования Марса Mars Surveyor '98  → 

Mars Global Surveyor ( MGS) был американским автоматическим космическим зондом,разработанным Лабораторией реактивного движения НАСА и запущенным в ноябре 1996 года. MGS был глобальной картографической миссией, которая исследовала всю планету, от ионосферы вниз через атмосферу до поверхности. В рамках более крупной программы исследования Марса Mars Global Surveyor выполнял мониторинг атмосферы для родственных орбитальных аппаратов во время аэродинамического торможения и помогал марсоходам и посадочным модулям, определяя потенциальные места посадки и ретранслируя наземную телеметрию.

Он завершил свою основную миссию в январе 2001 г. и находился на третьем расширенном этапе миссии, когда 2 ноября 2006 г. космический корабль не ответил на сообщения и команды. Через три дня был обнаружен слабый сигнал, указывающий на то, что он перешел в безопасный режим. Попытки восстановить контакт с космическим кораблем и решить проблему не увенчались успехом, и НАСА официально завершило миссию в январе 2007 года. планета в какой-то момент после 2047 года.

Содержание

  • 1 Цели
  • 2 Хронология миссии
    • 2.1 Потеря контакта
  • 3 Обзор космического корабля
    • 3.1 Научные инструменты
  • 4 Первое полное испытание аэродинамического торможения
  • 5 результатов миссии
    • 5.1 Картирование
    • 5.2 Тест Ленсе-Тирринга
    • 5.3 Дополнительные доказательства наличия воды на Марсе
  • 6 Другие фотографии
  • 7 См. также
  • 8 ссылок
  • 9 Внешние ссылки

Цели

Во время своей основной миссии Mars Global Surveyor достиг следующих научных целей:

  1. Охарактеризуйте особенности поверхности и геологические процессы на Марсе.
  2. Определить состав, распределение и физические свойства поверхностных минералов, горных пород и льда.
  3. Определите глобальную топографию, форму планеты и гравитационное поле.
  4. Установите природу магнитного поля и нанесите на карту поле остатка земной коры.
  5. Контролируйте глобальную погоду и тепловую структуру атмосферы.
  6. Изучайте взаимодействие между поверхностью Марса и атмосферой, отслеживая особенности поверхности, расширяющиеся и удаляющиеся полярные шапки, баланс полярной энергии, а также пыль и облака по мере их миграции в течение сезонного цикла.

Mars Global Surveyor также достиг следующих целей своей расширенной миссии:

  1. Непрерывный мониторинг погоды для формирования непрерывного набора наблюдений с помощью марсианского разведывательного орбитального аппарата НАСА, который достиг Марса в марте 2006 года.
  2. Изображение возможных мест посадки космического корабля Phoenix 2007 года и марсохода Curiosity 2011 года.
  3. Наблюдение и анализ ключевых участков, представляющих научный интерес, таких как участки обнажения осадочных пород.
  4. Продолжался мониторинг изменений на поверхности из-за ветра и льда.

Хронология миссии

  • 7 ноября 1996 года: запуск с мыса Канаверал.
  • 11 сентября 1997 г.: прибытие на Марс, начало вывода на орбиту.
  • 1 апреля 1999 г.: Начался этап первичного картирования.
  • 1 февраля 2001 г.: Началась первая расширенная фаза миссии.
  • 1 февраля 2002 г.: Начался второй расширенный этап миссии.
  • 1 января 2003 г.: Началась эстафетная миссия.
  • 30 марта 2004 г.: MGS сфотографировала марсоход Spirit вместе с гусеницами его колес, показав его первые 85 солов пути. Место посадки марсохода Spirit и следы, сделанные MGS.
  • 1 декабря 2004 г.: Началась миссия по науке и поддержке.
  • Апрель 2005 г.: MGS стал первым космическим кораблем, сфотографировавшим другой космический корабль на орбите вокруг планеты, отличной от Земли, когда он сделал два изображения космического корабля Mars Odyssey и одно изображение космического корабля Mars Express. Снимок космического корабля Mars Odyssey, сделанный Mars Global Surveyor. Mars Express глазами Mars Global Surveyor
  • 1 октября 2006 г.: Началась расширенная фаза миссии еще на два года.
  • 2 ноября 2006 г.: космический корабль терпит ошибку при попытке переориентировать солнечную панель, и связь потеряна.
  • 5 ноября 2006 г.: были обнаружены слабые сигналы, указывающие на то, что космический корабль ожидает инструкций. Сигнал отключился позже в тот же день.
  • 21 ноября 2006 г.: НАСА объявляет, что космический корабль, вероятно, завершил свою эксплуатационную карьеру.
  • 6 декабря 2006 г.: НАСА публикует снимки, сделанные MGS недавно обнаруженного овражного отложения, что позволяет предположить, что вода все еще течет на Марсе.
  • 13 апреля 2007 г.: НАСА публикует предварительный отчет о причинах потери связи с MGS.

Потеря контакта

2 ноября 2006 года НАСА потеряло связь с космическим кораблем после того, как приказало ему настроить солнечные батареи. Прошло несколько дней, прежде чем был получен слабый сигнал о том, что космический корабль перешел в безопасный режим и ожидает дальнейших указаний.

21 и 22 ноября 2006 г. MGS не удалось передать сообщение марсоходу Opportunity на поверхности Марса. В ответ на это осложнение руководитель программы исследования Марса Фук Ли заявил: «На самом деле, мы рассмотрели наиболее вероятные возможности для восстановления связи, и мы сталкиваемся с вероятностью того, что удивительный поток научных наблюдений с Mars Global Surveyor закончился.."

13 апреля 2007 года НАСА объявило, что потеря космического корабля была вызвана ошибкой в ​​обновлении параметров системного программного обеспечения космического корабля. Космический корабль был разработан для хранения двух идентичных копий системного программного обеспечения для резервирования и проверки ошибок. Последующие обновления программного обеспечения столкнулись с человеческим фактором, когда два независимых оператора обновляли отдельные копии с разными параметрами. За этим последовало корректирующее обновление, которое по незнанию включало ошибку памяти, которая привела к потере космического корабля.

Первоначально космический аппарат предназначался для наблюдения за Марсом в течение 1 марсианского года (примерно 2 земных года ). Однако, основываясь на огромном количестве возвращенных ценных научных данных, НАСА трижды продлевало миссию. MGS остается на стабильной околополярной круговой орбите на высоте около 450 км, и ожидалось, что он рухнет на поверхность планеты в какой-то момент примерно после 2047 года во время своего первоначального запуска, проведя к тому времени пятьдесят лет на орбите красного цвета. планета. Это сделано для предотвращения заражения марсианской поверхности микробами, которые могут прилипнуть к космическому кораблю.

Обзор космического корабля

Космический корабль, изготовленный на заводе Lockheed Martin Astronautics в Денвере, представляет собой коробку прямоугольной формы с крыловидными выступами ( солнечными панелями ), отходящими с противоположных сторон. При полной загрузке топливом во время запуска космический корабль весил 1060 кг (2337 фунтов). Большая часть его массы приходится на коробчатый модуль, занимающий центральную часть космического корабля. Этот центральный модуль состоит из двух меньших прямоугольных модулей, установленных друг на друга, один из которых называется модулем оборудования и содержит электронику космического корабля, научные инструменты и компьютер миссии 1750A. В другом модуле, называемом двигательным, находятся ракетные двигатели и топливные баки. Миссия Mars Global Surveyor стоила около 154 миллионов долларов на разработку и создание и 65 миллионов долларов на запуск. Операции миссии и анализ данных стоят примерно 20 миллионов долларов в год.

Научные инструменты

Камера марсианского орбитального аппарата ТЭС

На борту MGS летали пять научных приборов:

  • Камера Mars Orbiter Camera (MOC), управляемая Malin Space Science SystemsMars Orbiter Camera (MOC), первоначально известная как Mars Observer Camera, использовала 3 инструмента: узкоугольную камеру, которая делала (черно-белые) изображения с высоким разрешением ( обычно от 1,5 до 12 м на пиксель), а также красные и синие широкоугольные изображения для контекста (240 м на пиксель) и ежедневные глобальные изображения (7,5 км на пиксель). MOC вернул более 240 000 изображений, охватывающих периоды в 4,8 марсианских года, с сентября 1997 года по ноябрь 2006 года.
  • Лазерный высотомер Mars Orbiter (MOLA) - MOLA был разработан для определения глобальной топографии Марса. Он работал как высотомер, пока в июне 2001 года не закончился срок службы части лазера. Затем прибор работал как радиометр до октября 2006 года. Топографическая карта Марса высокого разрешения, основанная на исследованиях лазерного альтиметра Mars Global Surveyor, проведенных Марией Зубер и Дэвидом Смитом. Север находится наверху. Примечательные особенности включают вулканы Фарсис на западе (включая гору Олимп ), долину Маринер к востоку от Фарсис и бассейн Эллады в южном полушарии.
  • Термоэмиссионный спектрометр (TES) — этот прибор картировал минеральный состав поверхности путем сканирования теплового излучения.
  • Магнитометр и электронный рефлектометр (MAG/ER). Этот инструмент использовался для исследования магнитных полей планеты и определения того, что Марс не имеет глобального магнитного поля, а имеет множество небольших локализованных полей.
  • Сверхстабильный осциллятор (USO/RS) — точные измерения часов этого устройства использовались для картирования вариаций гравитационного поля.
  • Mars Relay (MR) - антенна Mars Relay поддерживала марсоходы Mars Exploration Rover для передачи данных обратно на Землю в сочетании с буфером памяти Mars Orbiter Camera объемом 12 МБ.

Первое полное испытание аэродинамического торможения

Космический корабль был запущен с меньшей ракеты Delta II, что потребовало ограничений по весу космического корабля. Чтобы достичь почти круговой орбиты, необходимой для миссии, при сохранении топлива команда разработала серию маневров аэродинамического торможения. Аэродинамическое торможение было успешно предпринято миссией Magellan на Венере, но первое полное испытание новой процедуры должно было быть проведено MGS.

Первоначально MGS вышла на высокоэллиптическую орбиту, на которую ушло 45 часов. Орбита имела перицентр 262 км (163 мили) над северным полушарием и апоапсис 54 026 км (33 570 миль) над южным полушарием, что далеко от требуемой почти круговой орбиты.

После выхода на орбиту MGS выполнила серию изменений орбиты, чтобы опустить перицентр своей орбиты в верхнюю часть марсианской атмосферы на высоте около 110 км (68 миль). Во время каждого атмосферного прохода космический корабль замедлялся из-за атмосферного сопротивления. Это замедление привело к тому, что космический корабль потерял высоту при следующем проходе через апоцентр орбиты. MGS планировала использовать эту технику аэродинамического торможения в течение четырех месяцев, чтобы снизить верхнюю точку своей орбиты с 54 000 км (33 554 миль) до высоты около 450 км (280 миль).

Примерно через месяц после начала миссии было обнаружено, что давление воздуха из атмосферы планеты заставляет одну из двух солнечных панелей космического корабля изгибаться назад. Рассматриваемая панель получила небольшое повреждение вскоре после запуска, степень которого не стала очевидной до тех пор, пока она не подверглась воздействию атмосферных сил. MGS пришлось поднять из атмосферы, чтобы предотвратить дальнейшее повреждение солнечной панели, и необходимо было разработать новый план миссии.

С мая по ноябрь 1998 года аэродинамическое торможение было временно приостановлено, чтобы позволить орбите перейти в правильное положение по отношению к Солнцу и обеспечить оптимальное использование солнечных панелей. Хотя сбор данных во время аэродинамического торможения не входил в первоначальный план миссии, все научные инструменты оставались функциональными и получили огромное количество данных в течение этого «неожиданного бонусного периода наблюдения». Команда смогла оценить больше информации об атмосфере за определенный период времени, а не за ожидаемые фиксированные периоды времени 02:00 и 14:00, а также собрать данные во время трех близких сближений с Фобосом.

Наконец, с ноября 1998 г. по март 1999 г. возобновилось аэродинамическое торможение, в результате чего верхняя точка орбиты сократилась до 450 км (280 миль). На этой высоте MGS облетала Марс каждые два часа. Аэродинамическое торможение должно было прекратиться в то же время, когда орбита переместится в правильное положение по отношению к Солнцу. В желаемой ориентации для картографических операций космический корабль всегда пересекал дневной экватор в 14:00 (по местному марсианскому времени), двигаясь с юга на север. Эта геометрия была выбрана для повышения общего качества научной отдачи.

Результаты миссии

Отображение

Космический корабль облетал Марс каждые 117,65 минут на средней высоте 378 км (235 миль). Почти полярная орбита (наклонение = 93°), почти идеально круглая, переместилась от южного полюса к северному менее чем за час. Высота была выбрана так, чтобы орбита была солнечно-синхронной, чтобы все изображения одних и тех же объектов поверхности, сделанные космическим кораблем в разные даты, были сделаны при одинаковых условиях освещения. После каждого витка космический корабль смотрел на планету под углом 28,62° к западу, потому что Марс вращался под ней. По сути, для MGS всегда было 14:00, поскольку он перемещался из одного часового пояса в другой точно так же быстро, как Солнце. После семи солов и 88 витков космический корабль примерно повторит свой предыдущий путь со смещением на 59 км к востоку. Это гарантировало в конечном итоге полное покрытие всей поверхности.

В своей расширенной миссии MGS сделал гораздо больше, чем просто изучил планету прямо под собой. Он обычно выполнял бочки и тангажи, чтобы получить изображения с надира. Маневры по крену, называемые ROTO (Roll Only Targeting Opportunities), поворачивали космический корабль влево или вправо от его наземной траектории, чтобы снимать изображения под углом до 30 ° от надира. Можно было добавить маневр тангажа, чтобы компенсировать относительное движение между космическим кораблем и планетой. Это называлось CPROTO (возможность нацеливания на компенсацию тангажа) и позволяло получать изображения с очень высоким разрешением с помощью бортовой MOC (марсианской орбитальной камеры).

В дополнение к этому MGS может делать снимки других тел, находящихся на орбите, таких как другие космические корабли и спутники Марса. В 1998 году он получил изображение того, что позже было названо монолитом Фобоса, найденного на изображении MOC 55103.

Монолит Фобоса (справа от центра), сделанный MGS (изображение MOC 55103) в 1998 году.

Проанализировав сотни снимков марсианской поверхности в высоком разрешении, сделанных космическим кораблем, группа исследователей обнаружила, что выветривание и ветры на планете создают формы рельефа, особенно песчаные дюны, удивительно похожие на те, что в некоторых пустынях на Земле.

Другие открытия этой миссии:

  • Было обнаружено, что планета имеет слоистую кору до глубины 10 км и более. Для создания слоев необходимо было выветрить, транспортировать и отложить большое количество материала.
  • Северное полушарие, вероятно, так же покрыто кратерами, как и южное полушарие, но кратеры в основном погребены под землей.
  • Многие особенности, такие как ударные кратеры, были захоронены, а затем недавно эксгумированы.
  • Кратер, который был погребен в другой эпохе и теперь подвергается эрозии, как это видно из Mars Global Surveyor в рамках программы MOC Public Targeting Program. Изображение расположено в четырехугольнике Ноахиса.

  • Лавовые потоки когда-то были засыпаны, теперь обнажаются эти плитчатые потоки.

  • Кратер был засыпан, сейчас его эксгумируют эрозией. Изображение расположено в четырехугольнике Исмениуса Лака.

  • Северное полушарие кажется гладким, но кратеры покрыты. Здесь частично обнажается группа кратеров. Изображение расположено в четырехугольнике Себрения.

  • Большие площади Марса покрыты мантией, покрывающей все, кроме самых крутых склонов. Мантия иногда гладкая, иногда ямчатая. Некоторые считают, что ямы образовались из-за утечки воды в результате сублимации (превращение льда непосредственно в пар) погребенного льда.
  • Было замечено, что остаточная шапка южного полюса похожа на швейцарский сыр с отверстиями, как правило, глубиной в несколько метров. Дыры становятся больше с каждым годом, поэтому этот регион или полушарие может нагреваться. Однако утверждения о том, что это представляет собой глобальную тенденцию, представляют собой сопоставление региональных данных с набором планетарных данных и результатов MOC с TES и радионаукой (см. Ниже).
  • Изменения южного полюса с 1999 по 2001 год, как их видит Mars Global Surveyor. Обратите внимание, как за два года выросли отверстия типа швейцарского сыра.

  • Земля швейцарского сыра глазами MGS. Самая большая гора на изображении имеет высоту 4 метра.

  • Слои швейцарского сыра. Есть яркий верхний слой и более темный нижний слой.

  • Крупный план местности со швейцарским сыром. Полигональный рисунок, вероятно, был образован неглубокими желобами.

  • Тепловой эмиссионный спектрометр осуществляет наблюдения в инфракрасном диапазоне для изучения атмосферы и минералогии. TES обнаружил, что планетарный климат Марса похолодал со времен Викинга, и почти вся поверхность Марса покрыта вулканическими породами.
  • Керауниус Толус, один из многих вулканов, обнаруженных на Марсе.

  • Лава течет в четырехугольнике Фарсис.

  • На изображении показаны как молодые, так и старые потоки лавы из подножия горы Олимп. Плоская равнина – более молодой поток. Более старый поток имеет каналы с дамбами по краям. Наличие дамб довольно часто встречается во многих лавовых потоках.

  • Небольшой вулкан в четырехугольнике Phoenicis Lacus. Изображение охватывает расстояние длиной 1,9 мили (3,1 км).

  • В некоторых районах были обнаружены сотни валунов размером с дом. Это указывает на то, что некоторые материалы достаточно прочны, чтобы держаться вместе даже при движении вниз по склону. Большинство валунов появилось в вулканических регионах, поэтому они, вероятно, образовались из выветрившихся потоков лавы.
  • По всему изображению разбросаны валуны размером с дом.

  • Эти валуны находятся рядом с марсианским вулканом Аскрей Монс. Вулканы на Марсе, вероятно, образуют твердые валуны, состоящие из базальта, устойчивого к эрозии в нынешних условиях Марса.

  • Наблюдались тысячи темных полос на склонах. Большинство ученых считают, что они возникают в результате лавины пыли. Однако некоторые исследователи считают, что в этом может быть замешана вода.

Тест Ленсе-Тирринга

Основная статья: Перетаскивание кадра

Данные MGS использовались для проверки общерелятивистской прецессии Ленсе-Тирринга, которая состоит из небольшой прецессии плоскости орбиты пробной частицы, движущейся вокруг центральной вращающейся массы, такой как планета. Интерпретация этих результатов обсуждалась.

Еще одно свидетельство наличия воды на Марсе

Основная статья: Вода на Марсе

Были обнаружены сотни оврагов, образовавшихся из жидкой воды, возможно, в недавнее время.

  • Группа оврагов на северной стене кратера, лежащего к западу от кратера Ньютон (41,3047 градуса южной широты, 192,89 градуса восточной долготы). Изображение сделано Mars Global Surveyor, MOC Public Targeting Program. Изображение расположено в четырехугольнике Фаэтона.

  • Овраги в кратере Эридания в четырехугольнике, к северу от большого кратера Кеплер. Также присутствуют особенности, которые могут быть остатками старых ледников. Один справа имеет форму языка. Фотография сделана в рамках программы MOC Public Targeting Program.

  • Овраги на одной из стен кратера Кайзер. Овраги обычно встречаются только в одной стенке кратера.

  • Полноцветное изображение оврагов на стене Gorgonum Chaos. Изображение расположено в четырехугольнике Фаэтона.

Несколько каналов на Марсе показали внутренние каналы, которые предполагают устойчивые потоки жидкости. Самый известный – в Нанеди Валлес. Другой был найден в долине Ниргал.

Внутренний канал на полу Нанеди Валлес, что говорит о том, что вода текла в течение довольно длительного периода. Изображение из четырехугольника Lunae Palus.

6 декабря 2006 г. НАСА опубликовало фотографии двух кратеров в Terra Sirenum и Centauri Montes, которые, по-видимому, показывают наличие проточной воды на Марсе в какой-то момент между 1999 и 2001 гг. вклад в наши знания о Марсе и вопрос о том, существует ли вода на планете.

Доказательства возможного недавнего стока воды

Другие фотографии

  • Изображение возможного CO 2гейзеры, сделанные Mars Global Surveyor и опубликованные 16 октября 2000 года.

  • Поверхность Марса, сделанная Mars Global Surveyor.

  • Поверхность Марса, сделанная Mars Global Surveyor.

  • Поверхность Марса, сделанная Mars Global Surveyor 10 августа 1999 года.

  • Слои в стене каньона в четырехугольнике Копрате, снятые Mars Global Surveyor в рамках программы MOC Public Targeting Program.

  • Полосатая или ирисковая местность в Элладе глазами Mars Global Surveyor. Происхождение в настоящее время неизвестно.

  • Яркие лучи, вызванные ударом, выбрасывают яркий нижний слой. Некоторые яркие слои содержат гидратированные минералы. Снимок сделан Mars Global Surveyor. Расположение - четырехугольник Мемнония.

  • Фотография места посадки марсохода Opportunity, сделанная Mars Global Surveyor, на которой видна « дыра в одном ».

  • Перевернутые каналы в четырехугольнике Эолиды. Считается, что русла ручьев приобрели приподнятый вид после того, как были отложены и зацементированы грубые материалы.

  • Дельта в кратере Эберсвальде. Район представляет большой интерес для геологов. Доказательства прошлой микробной жизни могут быть найдены в этом месте.

  • Павонис Монс, расположенный на экваторе в четырехугольнике Фарсида.

Смотрите также

Рекомендации

Внешние ссылки

Последняя правка сделана 2024-01-05 08:14:03
Содержание доступно по лицензии CC BY-SA 3.0 (если не указано иное).
Обратная связь: support@alphapedia.ru
Соглашение
О проекте