Художественная концепция Mars Global Surveyor | |
Тип миссии | Марсианский орбитальный аппарат |
---|---|
Оператор | НАСА / Лаборатория реактивного движения |
КОСПАР ID | 1996-062А |
САТКАТ нет. | 24648 |
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 |
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.
Во время своей основной миссии Mars Global Surveyor достиг следующих научных целей:
Mars Global Surveyor также достиг следующих целей своей расширенной миссии:
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.
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.
На борту MGS летали пять научных приборов:
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.
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:
Слои в старом кратере в Аравии, сделанные MGS в рамках программы MOC Public Targeting Program. Слои могут образовываться из -за вулканов, ветра или отложений под водой. Кратеры слева представляют собой кратеры на пьедестале.
Слои в кратере, обнаруженные в бассейне кратера Скиапарелли, как видно из MGS. Изображение из четырехугольника Sinus Sabaeus.
Горы и слои в четырехугольнике Эолиды, как видно из MGS.
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.
Крупный план поверхности Фаэтонтиса, сделанный Mars Global Surveyor в рамках программы MOC Public Targeting Program. Считается, что ямы образуются из-за того, что погребенный лед превращается в газ.
Мантия драпирует большую часть площади. Обратите внимание на отсутствие валунов на скале. Область, показывающая края мантии, обведена. Изображение расположено в четырехугольнике Исмениуса Лака.
Материал мантии, как видно из MGS.
Крутой утес в четырехугольнике Исмениуса Лака с гладкой мантией, покрывающей его лицо. Снимок сделан в рамках программы MOC Public Targeting Program.
Схема больших и маленьких следов, оставленных гигантскими пылевыми вихрями, полученная Mars Global Surveyor в рамках программы MOC Public Targeting Program. Изображение расположено в четырехугольнике Эридания.
Кеплер (марсианский кратер) со следами пылевых дьяволов, сделанный Mars Global Surveyor. Кеплер — большой кратер в четырехугольнике Эридания.
Пыльный дьявол глазами MGS.
Пыльный дьявол в действии показывает тень справа. Изображение расположено в четырехугольнике Себрения.
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.
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).
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.
Многие стрики претерпели изменения за долгие годы функционирования MGS.
Дно кратера Тиконравева глазами Mars Global Surveyor. Нажмите на изображение, чтобы увидеть темные полосы и слои на склоне. Кратер Тиконравева находится в Аравийском четырехугольнике.
Темные полосы в четырехугольнике Диакрии, полученные Mars Global Surveyor в рамках программы MOC Public Targeting Program.
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.
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 водыИзображение 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.