NASA's nieuwste bezoeker van de Rode Planeet, de Mars Reconnaissance Orbiter, is nog steeds bezig zijn baan te verkleinen, op weg naar zijn laatste wetenschappelijke baan. Na 11 weken aerobraking is deze afstand teruggebracht tot ongeveer 20.000 km (12.000 mijl). Controllers schatten dat het ruimtevaartuig de komende 12 weken nog 400 keer door de atmosfeer van Mars moet vliegen om zijn baanmanoeuvres te voltooien. De uiteindelijke baan om de kaart zal ongeveer 255 tot 320 km (160 tot 200 mijl) boven het oppervlak van Mars liggen.
NASA's nieuwste ruimtevaartuig op Mars heeft de omvang en de duur van elke baan al met meer dan de helft verminderd, slechts 11 weken in een proces van 23 weken om zijn baan te verkleinen. Door andere indicatoren ligt het leeuwendeel van de baan in het verschiet.
'De banen worden steeds korter. We hebben er tot nu toe ongeveer 80 voltooid, maar we hebben er nog ongeveer 400 te gaan, en het tempo versnelt echt tegen het einde '', zegt Dan Johnston, plaatsvervangend missiemanager bij Mars Reconnaissance Orbiter bij het Jet Propulsion Laboratory, Pasadena, Californië.
Als aanvulling op de dagelijkse aandacht van navigators, ingenieurs en wetenschappers, is de orbiter begonnen met het gebruik van ongekende smarts aan boord om enkele van zijn eigen houdingsmanoeuvres tijdens elke baan te plannen.
De huidige fase van de Mars Reconnaissance Orbiter-missie, genaamd "aerobraking", begon eind maart met het ruimtevaartuig in een patroon van zeer langgerekte, 35 uur durende banen. Volgens de huidige plannen zal het begin september eindigen, zodra honderden voorzichtige duikjes in de atmosfeer van Mars de baan hebben aangepast tot bijna cirkelvormige lussen van twee uur. Na wat brandwonden aan de motor, het inzetten van een radarantenne en andere overgangstaken, bevindt het ruimtevaartuig zich vervolgens in de juiste baan en configuratie om in november zijn belangrijkste wetenschappelijke fase te beginnen.
Tijdens de tweejarige wetenschappelijke fase zal Mars Reconnaissance Orbiter Mars onderzoeken van ondergrondse lagen naar de top van de atmosfeer. Het zal zijn schotelantenne met een diameter van 3 meter (10 voet) gebruiken om gegevens naar de aarde te pompen met een snelheid die 10 keer hoger is dan die van een eerdere Mars-missie. Naast het verstrekken van informatie over de geschiedenis en de omvang van het water van Mars, zal de orbiter toekomstige landingsplaatsen beoordelen voor NASA-robots die in 2007 en 2009 worden gelanceerd.
Toen het ruimtevaartuig voor het eerst in een baan rond Mars kwam, was het verste punt van de planeet ongeveer 45.000 kilometer (28.000 mijl). Na 11 weken aerobraking is deze afstand teruggebracht tot ongeveer 20.000 kilometer (12.000 mijl). In elke baan sinds begin april is het dichtst bij Mars gelegen deel van de baan door de bovenste atmosfeer gegaan, gewoonlijk op ongeveer 105 kilometer (65 mijl) boven het oppervlak van de planeet. De weerstand die ontstaat door interactie van de atmosfeer met ruimtevaartuigen, vertraagt het vaartuig.
'Onze grootste uitdaging is de variabiliteit van de atmosfeer', zei Johnston. "Het is niet ongebruikelijk om een verandering van 35 procent te krijgen in hoeveel sleep het ruimtevaartuig ervaart van de ene pas naar de andere. We moeten elke pas zorgvuldig in de gaten houden en voorbereid zijn om de hoogte indien nodig te wijzigen in een veilige voor de volgende pas. ”
Terwijl de orbiter zich boven de atmosfeer bevindt, kan hij zijn antenne op de aarde richten en zijn zonnepanelen op de zon. Voordat het bij elke doorgang de atmosfeer binnenkomt, draait het zodat de achterkant van de zonnepanelen en de antenne in de rijrichting wijzen. Een innovatief vermogen van de ingebouwde software van Mars Reconnaissance Orbiter stelt het in staat om de tijd te berekenen die nodig is om zichzelf te heroriënteren voor de volgende pas. Deze functie, genaamd "periapsis timing schatter", werd in mei geactiveerd.
Jim Graf van JPL, projectmanager van Mars Reconnaissance Orbiter, zei: "In het verleden moesten de tijden voor het omkeren naar de aerobraking-houding op de grond worden berekend en voor elke pas naar het ruimtevaartuig worden gestuurd. Nu kan het ruimtevaartuig dat zelf doen. Dit zal vooral handig zijn wanneer het ruimtevaartuig op het punt komt dat het meerdere sleeppassen per dag doet. ”
Mars Reconnaissance Orbiter is de derde NASA Mars-missie - na Mars Global Surveyor in 1997 en Mars Odyssey in 2001 - om aerobraking te gebruiken om in een gewenste, bijna cirkelvormige baan te komen. De strategie maakt het mogelijk om het ruimtevaartuig te lanceren met veel minder brandstof dan nodig zou zijn als alleen raketmotoren worden gebruikt om te vertragen in de gewenste baan. Elke sleeppass deze maand vertraagt Mars Reconnaissance Orbiter met gemiddeld ongeveer 2 meter per seconde (4,5 mijl per uur), wat anders ongeveer een kilo brandstof zou kosten.
Overgangsactiviteiten gedurende de twee maanden tussen het einde van het aerobraking en het begin van de belangrijkste wetenschappelijke fase omvatten het uitklappen van twee 5 meter (16 voet) lengtes antenne voor een tot de grond doordringend radarinstrument, waarbij de lensdop van een mineraal- het identificeren van een spectrometerinstrument en het karakteriseren van de prestaties van alle instrumenten in verschillende gebruiksmodi. Van begin oktober tot begin november staat Mars bijna achter de zon gezien vanaf de aarde. Communicatie met alle ruimtevaartuigen op Mars zal gedurende delen van die periode onbetrouwbaar zijn, dus het bevel wordt tot een minimum beperkt.
Aanvullende informatie over Mars Reconnaissance Orbiter is online beschikbaar op http://www.nasa.gov/mro. De missie wordt beheerd door JPL, een afdeling van het California Institute of Technology, Pasadena, voor het NASA Science Mission Directorate, Washington. Lockheed Martin Space Systems, Denver, is de hoofdaannemer van het project en heeft het ruimtevaartuig gebouwd.
Oorspronkelijke bron: NASA / JPL News Release
