Organizzazione | NASA / JPL |
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Costruttore | Lockheed Martin |
Campo | Studio su Marte |
Tipo di missione | Orbiter |
Stato | Operativo (a febbraio 2021) |
Altri nomi | MRO |
Lanciare | 12 agosto 2005 |
Launcher | Atlas V 401 |
Identificatore COSPAR | 2005-029A |
Luogo | [1] |
Messa al lancio | 2180 kg di cui 1149 kg di propellenti |
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Periapsis | 250 km |
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Apoapsis | 316 km |
Inclinazione | 93 ° |
HIRISE | Telescopio |
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CRISMO | Spettrometro per immagini a infrarossi / luce visibile |
MCS | Radiometro |
SHARAD | Radar |
Mars Reconnaissance Orbiter ( MRO ) è una missione spaziale statunitense della NASA in orbita attorno a Marte . La sonda spaziale MRO è stata lanciata il12 agosto 2005da un razzo Atlas V -401 dalla rampa di lancio di Cape Canaveral ed è entrato nell'orbita di Marte10 marzo 2006. La sonda ha cambiato la sua orbita nei successivi cinque mesi utilizzando la tecnologia airbrake per ottenere un'orbita circolare bassa.
L'obiettivo principale della missione MRO è mappare la superficie di Marte. Il grande orbiter (più di 2 tonnellate con propellenti ) deve soddisfare questo obiettivo del telescopio HIRISE che consente di ottenere immagini con una risoluzione da 20 a 30 cm . Lo strumento è completato da uno spettrometro e da un radiometro operanti in luce visibile e infrarossa oltre che da un radar che permette di determinare la composizione mineralogica del suolo, la sua geologia nonché di ricercare l'acqua intrappolata sotto forma di ghiaccio . Infine, MRO è dotato di un sistema di telecomunicazioni che dovrebbe consentirgli di trasferire enormi volumi di dati sulla Terra e di fungere da relè per i dati raccolti da lander e rover posti sulla superficie di Marte come il Mars Science Laboratory .
Arrivato in orbita attorno a Marte, MRO prende il posto di Mars Global Surveyor e diventa il quarto satellite artificiale operativo in orbita attorno al pianeta rosso con la sonda europea Mars Express e le due sonde della NASA 2001 Mars Odyssey e Mars Global Surveyor . Gli strumenti MRO hanno permesso, in particolare, di stimare il volume della calotta polare di Marte, di rilevare il ghiaccio in crateri situati ad una latitudine relativamente bassa, di osservare valanghe e di rilevare diversi tipi di minerali. La missione iniziale, che si è conclusa indicembre 2008, è stato prorogato più volte e dovrebbe rimanere operativo fino alla metà del decennio 2020.
Indagando le ragioni del guasto della sonda spaziale Mars Polar Lander ( MPL ) persa durante la fase di atterraggio sul suolo marziano, i funzionari della NASA scoprono di non avere i mezzi per garantire che il sito di atterraggio non presenti alcun rischio. Le migliori immagini fornite dalle sonde spaziali in orbita attorno a Marte ( Mars Global Surveyor e 2001 Mars Odyssey ) hanno una risoluzione spaziale di due metri. Questo livello di dettaglio non consente di identificare rocce di un metro in grado di far ribaltare un veicolo spaziale quando atterra. Non potendo fare affidamento interamente sulle foto scattate da MGS , i progettisti della missione MPL si sono quindi affidati alle statistiche di distribuzione delle rocce per selezionare il sito di atterraggio. Sebbene sia stato escluso un incidente di questo tipo per spiegare il fallimento di Mars Polar Lander , la NASA decide di sviluppare un orbiter marziano in grado di fornire immagini per eliminare questo rischio per le prossime missioni inviate al suolo di Marte. Una risoluzione di 30 centimetri viene scelta per la telecamera di bordo dal futuro orbiter marziano che si chiama Mars Reconnaissance Orbiter ( MRO ). Scienziati responsabili degli strumenti a bordo del Mars Climate Orbiter , anch'essi persi2009, chiedi a MRO di prendere una copia dello strumento principale (ribattezzato Mars Climate Sounder o MCS) per studiare l'atmosfera e il clima del pianeta. La decisione di sviluppare Mars Reconnaissance Orbiter viene presa all'inizio dell'anno2000pochi mesi dopo l'inizio del progetto rover Mars Mars Exploration Rover ( MER ) ma mentre i rover da lanciare in2003, la data di lancio di MRO per la finestra di lancio successiva è impostata in2005.
I contributi della missione MRO sono in linea con gli obiettivi scientifici che la NASA ha assegnato al suo programma marziano:
Alla missione MRO sono assegnati i seguenti obiettivi scientifici :
Inoltre, la sonda spaziale gioca un ruolo molto importante per le missioni sulla superficie di Marte garantendo il collegamento tra le macchine poste sul suolo di Marte e la Terra.
La missione primaria di Mars Reconnaissance Orbiter deve durare due anni marziani (o quattro anni terrestri): il primo anno è dedicato alle osservazioni scientifiche garantendo il collegamento con le macchine poste sulla superficie di Marte. Nel secondo anno le priorità vengono invertite. Come gli orbitatori che l' hanno preceduto, MRO circola in un'orbita sincrona al sole : passa sopra l'equatore alle 3 del pomeriggio per favorire la ripresa di immagini che richiedono lunghe ombre. L'orbita è inferiore a Mars Global Surveyor (255 x 320 km invece di 370 km ), il che aumenta la risoluzione spaziale delle foto. Come i due orbiter marziani che l'hanno preceduto, MRO utilizza il freno aereo per raggiungere l'orbita da cui esegue queste indagini scientifiche. Questa tecnica consente di risparmiare quasi 580 kg di propellenti . La scelta della risoluzione spaziale della fotocamera principale è dibattuta: alcuni scienziati vorrebbero una risoluzione non troppo alta per avere una copertura fotografica relativamente completa del pianeta: la risoluzione più sottile prevista richiederebbe infatti 200.000 giorni di osservazione per coprire l'intera superficie di Marte. La scelta di un'alta risoluzione, ragion d'essere di MRO , viene comunque mantenuta: la fotocamera HiRISE deve fornire immagini con una risoluzione di 30 cm mentre una seconda fotocamera con una risoluzione di 6 metri ripristinerà il contesto della foto. L'orbiter trasporta anche un radar (SHARAD) ottimizzato per analizzare gli strati superficiali del terreno fino a una profondità di 1 km , uno spettrometro per immagini (CRISM) operante in luce infrarossa e visibile con una notevole risoluzione spaziale di 20 metri e un ecoscandaglio atmosferico ( MCS) che fornisce la temperatura e la pressione dell'atmosfera marziana, nonché la temperatura delle calotte polari. Per far fronte al volume di immagini di grandi dimensioni prodotte dalla sua fotocamera principale (80 volte il volume di dati generato rispetto a Mars Odyssey del 2001 ), MRO dispone di un sistema di telecomunicazioni particolarmente efficiente che utilizza per la prima volta la banda Ka in modo operativo e comprendente un antenna parabolica di 3 metri di diametro. Il satellite, che trasporta un carico utile particolarmente grande (139 kg ), pesa il doppio del Mars Global Surveyor (2.180 kg contro 1.055 kg ). Il costo della missione (circa 720 milioni di dollari con le operazioni della missione primaria) mostra che la NASA si è in parte allontanata dal dogma del più veloce, più economico, migliore .
La gestione del progetto è affidata, come le altre missioni marziane, al Jet Propulsion Laboratory della NASA, con sede in California. NelOttobre 2001, il JPL sceglie di affidare allo stabilimento di Denver della società Lockheed Martin Space Systems la costruzione della sonda spaziale. La gestione delle operazioni in volo, che richiede competenze particolari per l'altissima definizione della telecamera, è affidata anche alla Lockheed perché l'azienda ha competenze sul campo, acquisite costruendo satelliti da ricognizione. Gli strumenti scientifici sono sviluppati a Tucson , dall'Università dell'Arizona , a Laurel nel Maryland, presso il laboratorio di fisica applicata della Johns-Hopkins University , ma anche in Europa, a Roma , presso l' Agenzia Spaziale Italiana (ASI) oltre che a San Diego , California, presso il Malin Space Science Systems e il Jet Propulsion Laboratory.
La struttura della sonda spaziale è realizzata in materiale composito contenente grafite rinforzata con materiale plastico, completata da pannelli alveolari in alluminio. Il serbatoio in titanio contenente il carburante utilizzato dalla sonda è la parte più importante di MRO e garantisce la rigidità dell'insieme. La massa totale è inferiore a 2.180 chilogrammi, inclusi 1.149 chilogrammi di propellenti . In origine, l'orbiter pesava 2.180 chilogrammi, ma gli ingegneri sono riusciti a ridurre il peso della sonda di 51 kg . Questo alleggerimento della struttura ha permesso di aggiungere un supplemento di idrazina , al fine di allungare la vita della sonda fino a.2014. Il carico utile ha una massa di 139 kg .
L'energia elettrica per il Mars Reconnaissance Orbiter è fornita da due pannelli solari , lunghi 5,35 metri e larghi 2,53 metri, montati su entrambi i lati del corpo della sonda. Ogni pannello solare ha una dimensione di circa 9,5 metri quadrati e dispone di 3.744 celle solari , costituite da tre strati cristallini che convertono l'energia solare in elettricità in modo più efficiente. Nel caso di MRO , queste celle sono in grado di convertire più del 26% dell'energia solare incidente e possono fornire un massimo di 2000 watt sotto i 32 V nell'orbita marziana. Ogni pannello può ruotare indipendentemente attorno a due assi (rotazione dall'alto verso il basso o da sinistra a destra) e può quindi ricevere la radiazione solare con un angolo ottimale.
Mars Reconnaissance Orbiter utilizza due batterie ricaricabili all'idruro di nichel-metallo . Le batterie vengono utilizzate come fonte di energia quando i pannelli solari non sono rivolti verso il Sole (come durante il lancio, l'inserimento orbitale o la frenata atmosferica) o quando attraversano l'ombra di Marte. Ogni batteria ha una capacità di accumulo di energia di 50 Ah , ma poiché la sonda non richiede tutta questa energia, la batteria verrà probabilmente utilizzata solo a circa il 40% della sua capacità all'inizio della missione. Questa capacità diminuisce con la loro usura e quella dei pannelli solari. Quando la tensione rimanente scende al di sotto di 20 V , il computer di bordo smetterà di funzionare.
Il computer principale di Mars Reconnaissance Orbiter è un processore RAD750 a 32 bit , composto da 10,4 milioni di transistor e il cui clock interno ha un clock a 133 MHz . Questo processore è una versione speciale del processore PowerPC 750, chiamato anche G3 , ma questa versione è rinforzata per resistere alle radiazioni spaziali. Per l'occasione è stata prodotta una scheda madre specifica. Il processore RAD750 è il successore del RAD6000 . Certo, questo processore può sembrare obsoleto se lo si confronta con un PC o un Macintosh , ma è particolarmente affidabile nello spazio, potendo funzionare anche durante le tempeste solari .
I dati scientifici sono archiviati in una memoria flash da 160 gigabit (20 gigabyte ), composta da circa 700 chip di memoria, ogni chip con una capacità di 256 Mbit . Questa capacità di archiviazione non è molto grande, considerando che il volume dei dati acquisiti sarà pesante. Infatti, una singola immagine della telecamera HiRISE può occupare fino a 28 Gigabit di dati.
Il sistema operativo della nave, VxWorks , ha molti strumenti per tracciare e gestire l'imbarcazione. Molti protocolli inclusi in VxWorks consentono di diagnosticare accuratamente eventuali errori.
I sistemi di navigazione e i sensori forniranno dati agli ingegneri (posizione dell'imbarcazione, direzione e altitudine):
Il sottosistema di telecomunicazioni utilizza una grande antenna per trasmettere i suoi dati alla frequenza comunemente usata per le sonde interplanetarie (cioè la banda X , alla frequenza di 8 GHz ). MRO innova utilizzando sperimentalmente la banda Ka , a 32 GHz , per trasmettere dati ad alta velocità. La velocità di trasmissione dei dati può raggiungere i 6 Mbit / s . Questa velocità di trasferimento dati è dieci volte superiore a quella dei precedenti orbitanti marziani. Verranno utilizzati due amplificatori per la radiofrequenza in banda X (potenza trasmessa di 100 watt , il secondo amplificatore è un dispositivo di backup). Un amplificatore in banda Ka consuma 35 watt. In totale, la sonda trasporta due transponder .
Nella sonda sono integrate anche due antenne più piccole a basso guadagno, per comunicazioni a bassa velocità (verranno utilizzate in situazioni critiche, durante il lancio o l'inserimento nell'orbita marziana). Queste antenne non hanno bisogno di essere puntate verso la Terra, possono trasmettere ed emettere in qualsiasi direzione.
Per proporsi da sola, la sonda include venti motori a razzo monopropellenti che bruciano tutti idrazina , un carburante che produce gas spontaneamente, senza un sistema di accensione, passando sopra un catalizzatore . MRO trasporta 1220 kg di idrazina, il 70% dei quali viene utilizzato durante la manovra di inserzione in orbita. L'idrazina viene iniettata nei motori essendo pressurizzata dall'elio immagazzinato in un apposito serbatoio. I motori sono di tre tipi:
Sono inclusi anche quattro giroscopi , al fine di orientare con precisione il satellite, ad esempio quando si acquisiscono immagini ad altissima risoluzione, dove il minimo "falso movimento" dell'orbiter potrebbe causare la sfocatura dell'immagine. Ogni giroscopio viene utilizzato per il movimento assiale. Il quarto giroscopio può sostituire uno qualsiasi degli altri tre in caso di possibile guasto. Ogni giroscopio pesa 10 kg e può ruotare molto velocemente (fino a 6000 giri al minuto ).
Sei strumenti scientifici sono a bordo della nave, oltre a due strumenti che, utilizzando i dati raccolti dai sottosistemi della nave, rappresentano una massa totale di 139 kg . A bordo sono inoltre presenti tre dimostratori tecnologici per un possibile utilizzo in future missioni. Gli obiettivi principali della missione Mars Reconnaissance Orbiter sono la ricerca di possibili risorse acquifere, la caratterizzazione dell'atmosfera e la geologia marziana.
L' (HiRISE High Resolution Imaging Science Experiment ) telecamera consiste di un telescopio 50 cm di diametro e una lunghezza focale di 12 m , che nel 2016 rimane il più grande macchina mai montato su una sonda spaziale. La sua risoluzione spaziale al suolo raggiunge i 30 cm da un'altitudine di 300 km . Il rilevatore è composto da 14 sensori CCD da 2048 x 128 pixel , di cui 10 hanno un filtro rosso e gli altri quattro hanno un filtro blu, verde e vicino infrarosso . Scatta foto in tre bande di colore: blu-verde, rosso e infrarosso. Per facilitare la mappatura di potenziali siti di atterraggio , la telecamera HiRISE può produrre immagini stereo. Possiamo così stimare il rilievo di un sito con una precisione di 0,25 m . La massa dello strumento è stata limitata a 65 kg utilizzando plastica rinforzata con fibra di carbonio e specchi in vetro leggero per la sua struttura . Ogni immagine ad alta risoluzione ha una dimensione di 28 megabit.
Confronto della risoluzione della fotocamera MRO HiRISE con quella del suo predecessore MGS
La fotocamera HiRISE.
La telecamera HiRISE viene preparata prima di essere collegata alla sonda.
CTX o Context Imager fornisce immagini monocromatiche , che possono coprire fino a 40 km di larghezza, con una risoluzione di 8 metri per pixel. Lo strumento CTX deve lavorare in sincronia con le altre due telecamere presenti sulla sonda, per fornire mappe che permettano di collocare le immagini di HiRISE e MARCI nel loro contesto globale.
MARCILa fotocamera MARCI (acronimo di Mars Color Imager ) fornisce immagini in 5 bande di colore visibili e in due bande ultraviolette . MARCI viene utilizzato per creare una mappa globale di Marte al fine di caratterizzare le variazioni giornaliere, stagionali e annuali del clima marziano. MARCI permette di produrre bollettini meteorologici giornalieri.
CRISMOIl CRISM ( acronimo per Compact ricognizione Imaging spettrometri per Mars ) di imaging spettrometro osserva in infrarosso e luce visibile . Produce mappe dettagliate della mineralogia della superficie marziana. Questo strumento ha una risoluzione di 18 metri a una distanza orbitale di 300 km . Funziona a lunghezze d'onda comprese tra 400 e 4050 nm , misurando il loro spettro utilizzando 560 canali larghi 6,55 nm ciascuno.
MCSIl radiometro MCS ( Mars Climate Sounder ) analizza l'atmosfera marziana su 9 bande di frequenza, incluso un canale che va dal vicino ultravioletto al vicino infrarosso (da 0,3 a 3 µm ) e otto canali nel medio infrarosso (da 12 a 50 µm) ). I vari canali consentono allo strumento di misurare i livelli di temperatura, pressione, vapore acqueo e polvere su tutto lo spessore dell'atmosfera tra il suolo e un'altitudine di 80 km . Osserva il lembo dell'atmosfera. Lo strumento è montato su un doppio giunto cardanico che gli consente di avere due gradi di libertà. L'MCS permette di distinguere le caratteristiche degli strati dell'atmosfera con una risoluzione verticale di 5 km . Le misurazioni effettuate sono assemblate per produrre mappe di temperatura giornaliere e globali che mostrano le variazioni spaziali e temporali dell'atmosfera di Marte al fine di stabilire un modello di circolazione globale dell'atmosfera marziana. MCS permette di seguire l'evoluzione delle calotte polari determinando le proprietà delle calotte glaciali e misurando la temperatura della loro superficie. MCS ha una massa di 8 kg e include due telescopi di 4 cm di apertura con una lunghezza focale di f / 1.7. Lo strumento è già stato a bordo di due sonde spaziali - Mars Observer e poi Mars Climate Observer (sotto il nome PMIRR ( Pressure Modulator Infrared Radiometer ) - ma non ha restituito risultati a causa della perdita di questi due dispositivi.
SHARADSHARAD ( Shallow Subsurface Radar ) è un radar di seconda generazione che deve sondare il sottosuolo del pianeta completando la copertura del radar MARSIS a bordo di Mars Express . La presenza dello strumento è in gran parte legata alla scoperta dei calanchi da parte di Mars Global Surveyor la cui formazione potrebbe essere legata alla presenza di falde acquifere situate a poche centinaia di metri di profondità, oppure allo scioglimento di ricchi depositi di ghiaccio d'acqua. Tuttavia, il radar MARSIS è ottimizzato per determinare la struttura della superficie del pianeta a una profondità di pochi chilometri e come tale non fornisce informazioni utilizzabili per gli strati superficiali a poche centinaia di metri dal suolo. SHARAD emette onde ad una frequenza superiore a MARSIS (centrata su 20 MHz con una larghezza di banda di 10 MHz ) ed è, da parte sua, ottimizzata per analizzare il primo chilometro di spessore con una risoluzione verticale di 15 metri e una risoluzione spaziale di 0,3- 1 km lungo la pista terrestre del satellite) per 3-6 km . Consente inoltre l'analisi di depositi sedimentari come quelli trovati nelle regioni delle calotte polari marziane di Terra Meridiani , Candor Chasma o del cratere Holden , valli fluviali, crateri sepolti e complessi vulcanici. Lo strumento è fornito dall'Agenzia Spaziale Italiana con partecipazione americana.
Strumento | genere | Caratteristiche | Obiettivi scientifici | Gestore dello strumento |
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CRISMO | Spettrometro per immagini | Larghezza dell'andana 11 km Risoluzione spaziale 20 m / pixel 514 bande spettrali tra 0,4 e 4 micron Risoluzione spettrale 7 nm |
Composizione e morfologia della superficie regionale e locale |
Scott Murchie Laboratorio di fisica applicata Johns Hopkins University |
CTX | telecamera | Larghezza dell'andana 30 km Immagine pancromatica (meno blu) Risoluzione spaziale 6 m / pixel |
Morfologia e stratigrafia regionale | Michael Malin University of Arizona |
HiRISE | Fotocamera ad alta risoluzione | Larghezza dell'andana 6 km ( rosso) e 1,2 km (blu, verde) Immagine a colori Risoluzione spaziale da 0,3 a 1 m / pixel |
Processi geologici e stratigrafici Morfologia |
Alfred MacEwen University of Arizona |
MARCI | Fotocamera grandangolare | Nuvole atmosferiche, nebbia, ozono e albedo di superficie 7 bande spettrali (da 0,28 a 0,8 micron) |
Meteorologia planetaria Cambiamenti di superficie |
Michael Malin Malin Space Science Systems |
MCS | Ecoscandaglio atmosferico | Temperatura, acqua, polvere, profilo di CO 2 Copertura verticale da 0 a 80 km Risoluzione verticale 5 km Bilanciamento della radianza ai poli |
Struttura dell'atmosfera Processi polari |
Daniel JM Cleese Jet Propulsion Laboratory |
SHARAD | Radar | Sounding fino a 1 km di profondità Risoluzione verticale da 10 a 20 m Risoluzione spaziale 1 x 5 km |
Struttura del terreno fino a 1 km di profondità |
Roberto Seu Agenzia Spaziale Italiana |
Le variazioni nel campo gravitazionale marziano possono causare variazioni di velocità per la sonda MRO . La velocità della sonda verrà misurata utilizzando lo spostamento Doppler dell'orbiter, il cui segnale viene rimandato sulla Terra.
Studio della struttura dell'atmosfera marzianaDegli accelerometri molto sensibili sono integrati con l'orbiter. Consentono di determinare la densità atmosferica per deduzione. Non è ancora noto se questo esperimento avrà luogo solo durante la fase di frenata atmosferica (quando MRO si trova a un'altitudine inferiore, in aree più dense dell'atmosfera), o durante tutta la missione.
Electra è un trasmettitore radio UHF ad alta frequenza progettato per comunicare con veicoli spaziali fissi o mobili situati sulla superficie di Marte, come il rover Curiosity , il lander InSight , ecc. Grazie a Electra, l'arrivo e la posizione delle sonde su Marte sono più precisi.
La telecamera di navigazione ottica scatterà istantanee delle lune di Marte, Phobos e Deimos con le stelle sullo sfondo, per determinare l' orbita di MRO in modo più accurato. Questa esperienza non è essenziale per il corretto funzionamento della missione, è stata inclusa in modo che gli ingegneri possano testare nuove tecniche di avvistamento nello spazio. Gli inserimenti in orbita e gli atterraggi delle sonde possono essere più precisi.
Utilizzando la banda KaIl sistema di telecomunicazioni standard per lo scambio di dati tra le sonde spaziali e la Terra si basa sull'utilizzo della banda di X . MRO è la prima missione spaziale a trasmettere operativamente i propri dati utilizzando la banda Ka . Ciò consente la trasmissione dei dati a una velocità notevolmente superiore.
MRO ha guidato la sua missione scientifica per un periodo iniziale di due anni, dopo essere stato posto in un'orbita circolare attraverso la tecnica dell'aerobraking sviluppata dalla NASA. Questo per rallentare gradualmente la nave abbassando l'orbita della nave al suo picco in modo che passi attraverso l'atmosfera superiore di Marte. Il trascinamento generato viene utilizzato per abbassare gradualmente l'orbita fino a raggiungere l'orbita di destinazione. La missione scientifica vera e propria non è iniziata fino a quando non sono stati effettuati tutti i test tecnici (inNovembre 2006). Dopo la sua missione di due anni, la sonda ha continuato le sue osservazioni scientifiche, mentre svolgeva il ruolo di relè di comunicazione per i veicoli spaziali posizionati sulla superficie di Marte.
Il lancio di MRO , inizialmente previsto per10 agosto 2005, è stato rinviato due volte, a seguito di incidenti tecnici (in particolare a causa di un piccolo problema sullo stadio Centaur del razzo Atlas V. La sonda è stata finalmente lanciata con successo venerdì12 agosto 2005dalla rampa di lancio di Cape Canaveral da un razzo Atlas V , equipaggiato con lo stadio superiore Centaur . MRO ha navigato nello spazio per sette mesi prima di raggiungere Marte. Potrebbero essere apportate quattro correzioni di rotta, in modo che la sonda possa eseguire il suo inserimento orbitale senza problemi una volta che si è avvicinata il più possibile a Marte.
L'inserimento orbitale è avvenuto quando la sonda MRO si è avvicinata a Marte, per la prima volta10 marzo 2006. La sonda è passata sotto l'emisfero meridionale del pianeta, a un'altitudine compresa tra 370 e 400 chilometri (190 miglia). I sei motori principali della sonda hanno bruciato il loro carburante per 27 minuti per ridurre la velocità della sonda da 2.900 m / s (6.500 miglia orarie) a 1.900 m / s (4.250 miglia orarie). Questa inserzione orbitale ha posizionato la sonda in un'orbita polare molto ellittica. Il periasso , cioè il punto in cui la navicella si avvicina di più alla superficie, è di 300 chilometri (180 miglia). L' apoapse , il punto più lontano della superficie, è di 45.000 chilometri (28.000 miglia). La sonda impiega quindi 35 ore per completare un'orbita completa.
L' aerobraking è iniziato subito dopo l'inserimento orbitale, per dare alla sonda un'orbita più bassa e più veloce. Questa frenata consente di risparmiare carburante (quasi il 50%). La frenata atmosferica si è svolta in tre fasi:
Dopo questa fase di frenata, gli ingegneri apportano ulteriori regolazioni all'orbita, per una o due settimane, grazie ai motori. Queste correzioni vengono effettuate prima di una congiunzione solare avvenuta tra i7 ottobre e il 8 novembre 2006. In effetti, durante questo periodo, Marte è passato dietro il Sole per gli osservatori terrestri. Dopo questa fase di frenata atmosferica, sono iniziate le operazioni scientifiche. L'orbita di lavoro oscilla tra 255 chilometri (sopra il Polo Sud) e 320 chilometri (sopra il Polo Nord di Marte).
Le attività scientifiche si svolgono su un periodo nominale di due anni. Dopodiché, è iniziata la missione estesa. La sonda Mars Reconnaissance Orbiter ha raccolto dati per prepararsi alle successive missioni della NASA, tra cui il lander Phoenix , lanciato nel 2007 e il rover Mars Science Laboratory , lanciato nel 2011. Le telecamere MRO sono state utilizzate per scegliere i siti per gli atterraggi più favorevoli per questi robot, rendendoli possibile trovare il miglior compromesso tra rischi e risultati scientifici. Le capacità particolarmente importanti della sonda MRO come relè per la trasmissione di dati tra Marte e la Terra giocano un ruolo essenziale per le missioni presenti a terra. MRO è stato anche in grado di fornire dati importanti durante le fasi di atterraggio dei rover MER e MSL.
Il 25 maggio 2008, la fotocamera HiRISE riesce a fotografare la sonda spaziale Phoenix mentre scende agganciata sotto il suo paracadute verso il sito di atterraggio situato nella regione di Vastitas Borealis .
Estensione della missione (novembre 2008 -)La sonda spaziale completa la sua missione primaria entro dicembre 2008. La missione MRO è in fase di estensione di due anni con l'obiettivo di studiare i cambiamenti sulla superficie di Marte (dune, cavità sulla superficie delle calotte polari, ecc.). Il6 agosto 2009, MRO è entrato in modalità sopravvivenza per la terza volta nel 2009 e per la settima dal suo lancio. Va di nuovo in modalità sopravvivenza26 agostoe gli ingegneri decidono di interrompere tutte le operazioni per determinare l'origine di questi ripetuti incidenti. La sonda spaziale non tornerà operativa fino a quando8 dicembredopo aver scaricato una nuova versione del software di bordo. Nelaprile 2010, l'orbiter ha ancora 290 kg di propellente, di cui 120 kg sono riservati alle manovre destinate ad accompagnare la missione Mars Science Laboratory . MRO consuma circa 10 kg all'anno, il che consente di prevedere di estendere la sua missione oltre il 2020. Durante l'estate del 2011, uno dei 14 CCD della telecamera HiRISE si rompe, riducendo la larghezza dell'andana da 6 km a 5,4 km . Tre anni dopo aver fotografato Phoenix, MRO rinnova la sua impresa6 agosto 2012per l'atterraggio al Mars Science Laboratory .
La NASA deve avere diversi orbiter marziani durante il decennio del 2020, per essere in grado di trasmettere i dati raccolti dai suoi rover che lavorano sulla superficie ( Marte 2020 , Curiosity, ecc.). Tuttavia, le macchine disponibili, in particolare MRO, stanno invecchiando. All'inizio del 2018, l'agenzia spaziale americana ha deciso di adottare misure per prolungare il più possibile la vita di MRO, in particolare per garantire la ritrasmissione dei dati daMarzo 2020. Il controllo dell'assetto MRO si basa nel normale funzionamento su inerziale , ne trasporta due copie. La prima unità, giunta a fine vita dopo 58.000 ore di utilizzo, è stata sostituita diversi anni fa dall'unità di standby, che a inizio 2018 aveva 52.000 ore di utilizzo. Per conservare quest'ultima, arrivando quasi al termine della sua potenzialità teoriche e che restano essenziali per correzioni orbitali, modalità di sopravvivenza o manovre eccezionali dovute per esempio l'arrivo di un nuovo veicolo spaziale, la NASA ha deciso di utilizzare per il funzionamento normale del finder stella invece dell'unità inerziale. Questa apparecchiatura utilizza una telecamera per identificare le stelle nel suo campo visivo e determinare l'orientamento del veicolo spaziale.
Un altro componente critico di MRO sono le due batterie, anch'esse a rischio di guasto. Questi vengono richiamati ogni volta che il pianeta Marte si trova tra il Sole e MRO, o circa 40 minuti durante ciascuna orbita di due ore. Per prolungare la loro durata, si è deciso di aumentare il loro carico, di accendere le resistenze di riscaldamento - responsabili del mantenimento della temperatura della navicella negli intervalli corretti quando passa all'ombra di Marte - prima di questa fase, per ridurre l'uso di la batteria durante l'eclissi e infine modificare l'orbita di MRO per ridurre la durata del passaggio sul lato notturno del pianeta. Questo cambiamento dell'orbita, consistente nello spostare indietro il tempo di passaggio sopra l'equatore, ha un impatto sulle osservazioni: riduzione della lunghezza dei periodi dell'anno in cui i poli possono essere osservati, realizzazione e interpretazione osservazioni più difficili del stesso sito per rilevare le modifiche. L'invecchiamento ha già messo fuori servizio uno dei due spettrometri CRISM all'inizio del 2018, il cui funzionamento richiede un crio - raffreddatore : le tre apparecchiature di questo tipo sono state messe fuori servizio.
Tracce di flusso osservate dallo strumento HiRISE .
Tracce lineari sul versante marziano.
Sulle foto scattate delle strisce nere 3 dicembre 2006dallo strumento HiRISE di MRO nell'area di Acheron Fossae .
Quando hanno origine sulla cresta delle dune marziane, le striature nere danno l'illusione, a bassa risoluzione, di filari di alberi sparsi tra i cespugli. Foto scattata a nord di Utopia Planitia , ai margini della calotta polare boreale.
Cratere a piedistallo con strisce scure a sud-ovest di Amazonis Planitia .
Sentieri lasciati da vortici di polvere .
Cratere da impatto recente di 30 metri di diametro (meno di 3 anni) fotografato novembre 2013dalla fotocamera HiRISE .
Valanga innescata dal disgelo nella calotta polare e fotografata in Febbraio 2008. La nuvola detritica è lunga circa 200 metri e la scogliera è alta 700 metri e inclinata di circa 60 °. La sua parte superiore è ricoperta di anidride carbonica congelata.
Strati sulle pendici del Chasma Boreale, una valle che sprofonda nella calotta polare. L'immagine è di 1 km da destra a sinistra e anche il dislivello è di 1 km
Il satellite Phobos di Marte visto su23 marzo 2008ad una distanza di 6.800 km dallo strumento HiRISE .
Cratere Stickney , 9 km di diametro, visto dallo strumento HiRISE .