NASA добилась новых успехов в исследовании Марса с помощью орбитального аппарата MRO
Орбитальный аппарат NASA Mars Reconnaissance Orbiter (MRO), находящийся на службе почти два десятилетия, продолжает устанавливать новые рекорды. Согласно данным, опубликованным в новой научной статье, с 2023 года зонд совершает необычные маневры, разворачиваясь почти вверх ногами, чтобы получить уникальные снимки поверхности Марса.
Инженеры на Земле смогли добиться того, что аппарат начал выполнять развороты на 120 градусов, хотя изначально он был рассчитан лишь на 30-градусные наклоны. Это позволило MRO получить более выгодные углы обзора для поиска жидкой воды и льда на Красной планете.
«Это доказывает, что старый космический аппарат можно научить новым трюкам, а также открыть совершенно новые области для исследования», — отметил Гарет Морган из Института планетологии в Тусоне (Аризона), один из соавторов исследования.
Новые возможности для изучения Марса
Частичный разворот орбитального аппарата — стандартная процедура, необходимая для изучения посадочных площадок, ударных кратеров и других особенностей поверхности. Однако пять научных инструментов MRO требуют индивидуальной настройки: если один из них направлен точно на поверхность, другие могут оказаться в неоптимальном положении.
«Наш аппарат уникален тем, что вся его конструкция и программное обеспечение позволяют выполнять развороты в любое время», — пояснил Рид Томас, руководитель проекта MRO в Лаборатории реактивного движения NASA в Южной Калифорнии.
Каждый такой манёвр требует недель тщательного планирования, согласования между научными группами и сложных вычислений. Специальный алгоритм контролирует положение аппарата относительно поверхности Марса, одновременно следя за тем, чтобы солнечные панели оставались направлены на Солнце и обеспечивали непрерывное энергоснабжение.
Улучшенный обзор и новые открытия
Благодаря новым, более масштабным разворотам, радиолокационный прибор SHARAD (Shallow Radar) увеличил мощность сигнала в десять раз. Это позволило ему проникать на глубину от 800 метров до 1,6 километра под поверхность Марса, обнаруживая слои песка, горных пород и воды. Эти данные крайне важны для будущих миссий с участием астронавтов, поскольку вода может использоваться не только для жизнеобеспечения, но и для производства ракетного топлива, а также изучения климата планеты.
Однако у манёвра есть существенный недостаток: при таком положении солнечные панели не могут эффективно заряжаться, поэтому аппарат может удерживать его лишь ограниченное время. По этой причине команда ограничивается одним-двумя такими разворотами в год.
«Для выполнения столь масштабных маневров требуется особый анализ, чтобы убедиться, что энергии в батареях хватит для безопасного выполнения операции», — пояснил Томас.
Преимущества для других инструментов
Изначально при проектировании MRO пришлось искать компромиссы в расположении научных приборов. Антенны SHARAD разместили в задней части аппарата, чтобы они не мешали камере HiRISE, но это ухудшало качество радиолокационных сигналов. Новый маневр разворота позволил SHARAD получить прямой обзор, значительно улучшив качество данных.
«SHARAD был рассчитан на изучение приповерхностных слоев, но некоторые регионы Марса оставались для него недоступными. Теперь у нас появилась возможность изучить их более детально», — отметил Морган.
Выиграл от новых маневров и другой прибор — Mars Climate Sounder, радиометр, изучающий атмосферу Марса. Поскольку его поворотный механизм вышел из строя, развороты всего аппарата стали единственным способом точной настройки инструмента.
«Раньше развороты ограничивали наши исследования, но теперь мы включили их в регулярное планирование — как для наблюдений, так и для калибровки», — сказал Армин Кляйнбёль из JPL, временный руководитель группы Mars Climate Sounder.