Mars Reconnaissance Orbiter (MRO) este o navă spațială a NASA proiectată pentru a efectua explorarea planetei Marte de pe orbită.
Când MRO a intrat pe orbită, Marte era orbitată sau explorată de alte cinci sonde și sateliți: Mars Global Surveyor, Mars Express, Mars Odyssey, și două rovere; pe atunci un record al numărului de sonde aflate în apropierea lui Marte. Nava a costat 720 de milioane de dolari și a fost construită de Lockheed Martin sub supravegherea Jet Propulsion Laboratory. Ea a fost lansată la 12 august 2005 și a atins orbita marțiană la 10 martie 2006. În noiembrie 2006, la cinci luni după intrarea în atmosferă, a intrat în orbita sa finală și a și-a început activitatea științifică.
MRO conține o serie de instrumente științifice cum ar fi camere foto, spectrometre și un aparat radar, utilizate pentru a analiza formele de relief, stratigrafia, mineralele și gheața de pe Marte. Ea deschide drumul altor nave spațiale și monitorizării condițiilor meteorologice și de suprafață, studiind locurile posibile de amartizare și susținând un nou sistem de telecomunicații. Sistemul de comunicații MRO transmite mai multe date spre Pământ decât toate celelalte misiuni interplanetare la un loc și urmează să servească drept satelit de transmisie pentru viitoarele misiuni.
Înainte de lansare A fost una dintre cele două misiuni luate în calcul pentru fereastra de lansare marțiană din 2003; în timpul procesului de propunere, însă, orbiterul a pierdut împotriva a ceea ce avea să fie cunoscut sub numele de Mars Exploration Rovers. Misiunea orbiterului a fost reprogramată pentru lansare în 2005, iar NASA a anunțat numele său final, Mars Reconnaissance Orbiter, la 26 octombrie 2000.
MRO este modelat după Mars Global Surveyor, sonda realizată de NASA pentru a efectua supravegherea planetei Marte de pe orbită. Primele specificații includeau o cameră mare pentru fotografii de înaltă rezoluție ale planetei. În acest sens, Jim Garvin, omul de știință ales de NASA pentru programul explorării planetei Marte, a declarat că MRO avea să fie un „microscop pe orbită”. Satelitul avea să includă și un spectrograf pentru lumină vizibilă apropiată de infraroșu.
La 3 octombrie 2001, NASA a ales compania Lockheed Martin ca principal contractant al fabricației navei spațiale. Până la finalul lui 2001, toate instrumentele misiunii fuseseră alese. Nu au fost probleme majore pe parcursul construcției MRO, și nava a fost mutată la John F. Kennedy Space Center în ziua de 1 mai 2005 pentru a fi pregătită de lansare.
Obiectivele misiunii
thumb|right|275px|Diagramă a instrumentaţiei de la bordul MRO Operațiunile științifice ale MRO aveau să dureze doi ani pământeni, între noiembrie 2006 și noiembrie 2008. Unul dintre principalele scopuri ale misiunii a fost cel de a cartografia suprafața marțiană cu camerele sale de înaltă rezoluție pentru a alege locurile de amartizare ale viitoarelor misiuni de suprafață. MRO a jucat un rol important în alegerea locului de amartizare al misiunii Phoenix Mars Lander, care a explorat zonele arctice marțiene din Green Valley.Spaceflight Now | Delta Launch Report | Lander targets Mars' water Locul ales inițial a fost fotografiat cu camera HiRISE și s-a descoperit că este bolovănos. După analiza cu HiRISE și cu THEMIS al sondei Mars Odyssey s-a ales un nou loc. Locul amartizării Mars Science Laboratory, un rover foarte manevrabil, va fi și el analizat. MRO furnizează și date critice de navigație în timpul amartizărilor și funcționează ca releu de telecomunicații.
MRO utilizează echipamentul științific de la bord pentru studierea climei, vremii și atmosferei de pe Marte și caută semne de apă în calotele polare și în subsol. MRO caută, de asemenea, resturile navelor spațiale pierdute Mars Polar Lander și Beagle 2, După terminarea misiunii științifice, sonda și-a continuat activitatea de sistem de navigație și de comunicații pentru sondele de tip rover și lander.
Lansarea și intrarea în orbită
thumb|Lansarea rachetei Atlas V purtând Mars Reconnaissance Orbiter, 12 august 2005 11:43:00 UTC La 12 august 2005, MRO a fost lansat pe o rachetă Atlas V-401 de la Complexul de Lansări Spațiale 41 de la Baza Aeriană de la Cape Canaveral. Treapta superioară a rachetei și-a încheiat arderea într-o perioadă de cincizeci și șase de minute și a pus MRO pe orbită de transfer interplanetar către Marte.
MRO a călătorit prin spațiul interplanetar timp de șapte luni și jumătate înainte de a ajunge pe Marte. Pe drum, au fost testate și calibrate majoritatea experimentelor și instrumentelor științifice. Pentru a asigura o intrare pe orbită corectă, au fost planificate patru manevre de corectarea traiectoriei și s-a discutat o a cincea manevră pentru situații de urgență. Au fost necesare, însă, doar trei manevre de corectarea traiectoriei, combustibilul economisit fiind util pentru prelungirea misiunii MRO.
MRO și-a început intrarea în orbită apropiindu-se de Marte la 10 martie 2006, trecând peste emisfera de sud a planetei la o altitudine de 370–400 km. Toate cele șase motoare principale ale MRO au funcționat timp de 27 de minute pentru a încetini sinda de la ~2.900 m/s la ~1.900 m/s. Vaporul cu heliu sub presiune a fost mai rece decât se aștepta, ceea ce a redus presiunea din rezervorul de combustibil cu aproximativ 21 kPa. Reducerea de presiune a cauzat scăderea cu 2% a puterii motorului, dar MRO a compensat automat extinzând timpul de ardere cu 33 de secunde.
thumb|left|200px|Desen artistic cu MRO frânând În final, sonda a intrat pe o orbită polară foarte eliptică cu o perioadă de aproximativ 35,5 ore. La scurt timp după intrare, periapsa – punctul de pe orbită cel mai aproape de Marte – a fost de 3.806 km de centrul planetei (426 km de suprafață). Apoapsa – punctul de pe orbită cel mai îndepărtat de Marte – a fost la 47.972 km de centrul planetei (44.500 km de la suprafață).
La 30 martie 2006, MRO a început procesul de frânare, o procedură în trei pași care reduce la jumătate combustibilul necesar pentru a atinge o orbită mai joasă, circulară și cu o perioadă mai scurtă. Mai întâi, pe parcursul primelor cinci ocoluri ale planetei (care au durat o săptămână pe Pământ), MRO și-a folosit motoarele pentru a coborî periapsa orbitei la o altitudine mai joasă. Această altitudine depinde de densitatea atmosferei deoarece densitatea atmosferei marțiene se modifică sezonier. În al doilea pas, în timp ce efectua corecții minore ale altitudinii periapsei cu ajutorul motoarelor, MRO a a menținut altitudinea de frânare timp de 445 de orbite planetare (aproximativ 5 săptămâni de pe Pământ) pentru a reduce apoapsa orbitei la 450 km. Aceasta s-a efectuat în așa fel încât să nu se încălzească nava spațială prea mult, dar să și intre în atmosferă suficient pentru a încetini. După terminarea acestui proces, MRO și-a folosit motoarele pentru a-și mișca periapsa în afara atmosferei marțiene, la 30 august 2006.
În septembrie 2006, MRO și-a mai pornit motoarele de două ori pentru a face un acord fin al orbitei sale finale, aproape circulare, aflate la o altitudine de deasupra suprafeței marțiene. Antenele dipolare SHARAD au fost desfăcute la 16 septembrie. Toate instrumentele științifice au fost testate și majoritatea erau oprite înainte de conjuncția solară ce a avut loc între 7 octombrie și 6 noiembrie 2006. După sfârșitul conjuncției, a început „prima fază științifică”.
La 17 noiembrie 2006, NASA a anunțat reușita testului MRO ca releu orbital de comunicații. Utilizând roverul NASA „Spirit” ca punct de origine al transmisiei, MRO a acționat ca releu de transmisie a datelor către Pământ.
Eveimente și descoperiri thumb|right|Fracturile tectonice în Valles Marineris, Marte, păstrează forme de creastă pe măsură ce albiile din jur se erodează. Aceasta e o dovadă a fostelor episoade de alternație fluidă de-a lungul fracturilor și indicii ale curgerii lichidelor în trecut și a condițiilor geochimice din subsol.
La 29 septembrie 2006, MRO a realizat prima imagine de înaltă rezoluție de pe orbita sa științifică. Această imagine are o rezoluție suficientă pentru a separa puncte de 90 cm în diametru.
La 6 octombrie 2006, NASA a publicat fotografii detaliate ale craterului Victoria împreună cu roverul Opportunity aflat pe marginea acestuia.Mars orbiter looks down on rover
În noiembrie 2006, au început să apară probleme de funcționare la două dintre instrumentele MRO. În interiorul Mars Climate Sounder (MCS), un mecanism de tact a funcționat greșit de mai multe ori, cauzând deplasarea câmpului vizual. Până în decembrie, s-au suspendat operațiunile normale ale acestui instrument, deși o strategie de rezervă permite acestuia să efectueze majoritatea observațiilor pentru care a fost construit. O creștere a zgomotului și a numărului de pixeli eronați a fost observată la câțiva senzori CCD ai camerei High Resolution Imaging Science Experiment (HiRISE). Operarea acestei camere cu un timp de încălzire mai mare a ameliorat această problemă.
HiRISE a continuat să transmită imagini ce au permis descoperiri legate de geologia marțiană. Cea mai de seamă dintre acestea este anunțul observării unor caracteristici ale terenului care indică prezența și acțiunea dioxidului de carbon lichid sau a apei la suprafață planetei Marte în trecutul geologic recent. HiRISE a reușit să fotografieze landerul Phoenix în timpul coborîrii parașutate spre Vastitas Borealis la 25 mai 2008.
Instrumente
Pe orbiter sunt incluse trei camere, două spectrometre și un radar împreună cu două „instrumente științifice”, care utilizează date de la alte subsisteme pentru culegerea de date științifice. Trei experimente tehnologice au testat echipamente pentru misiunile viitoare. It is expected MRO will obtain about 5,000 images a year.
Camera HiRISE
thumb|Structura camerei HiRISE|left
Camera High Resolution Imaging Science Experiment este un telescop cu reflexie de 0,5 m reflecting telescope, cel mai mare purtat într-o misiune în spațiul îndepărtat, și are o rezoluție unghiulară de 1 microradian (μrad), sau 0,3 m de la o altitudine de 300 km. Prin comparație, imaginile din satelit ale Pământului sunt în general disponibile la o rezoluție de 0,5 m, iar imaginile din satelit de la Google Maps sunt disponibile la 1 m."Google Earth FAQ" Google Earth Website. HiRISE realizează imagini în trei benzi de culoare, 400–600 nm (albastru-verde sau B-G), 550–850 nm (roșu) și 800–1.000 nm (infraroșul apropiat sau NIR). thumb|250px|right|Imagine a HiRISE cu „chipul de pe Marte” de la Cydonia Mesa
Imaginile în culoare roșie au 20.264 pixeli lățime (6 km), iar cele B-G și NIR sunt de 4.048 pixeli (1,2 km). Dimensiunea fișierelor imagine este limitată doar de capacitatea de memorie a calculatorului, de 28 gigabiți, și dimensiunea nominală maximă este de 20.000 × 40.000 de pixeli (800 megapixeli) pentru roșu și 4.000 × 40.000 pixels (160 megapixeli) pentru B-G și NIR. Fiecare imagine de 16,4 Gb este comprimată la 5 Gb înainte de transmisie și de publicarea pe site-ul web HiRISE în format JPEG 2000. (PDF) (PDF) Pentru a facilitata cartografierea punctelor de amartizare potențiale, HiRISE poate produce perechi stereoscopice de imagini din care se pot extrage informații despre topografia locurilor cu o precizie de 0,25 m. HiRISE a fost construit de Ball Aerospace & Technologies Corp.
Camera CTX
Camera Context (CTX) furnizează imagini în tente de gri (alb-negru, 500–800 nm) cu o rezoluție de 1 pixel la 6 m. CTX este proiectat pentru a oferi hărți contextuale ale observațiilor mai detaliate efectuated de HiRISE și CRISM. Optica CTX constă dintr-un telescop Maksutov Cassegrain cu distanță focală de 350 mm și un senzor CCD cu o lățime de 5.064 pixeli similar cu cel al instrumentului HiRISE. Instrumentul face fotografii de 30 km lățime și are memorie internă suficientă pentru a stoca o imagine cu o lungime de 160 km înainte de a o transfera în calculatorul principal.
Camera MARCI
thumb|Mars Color Imager|right