Орбитални истраживач Марса (), или скраћено МРО (), свемирска је сонда свемирске агенције НАСА направљена да врши извиђање и истраживање Марса из орбите. Када је ушла у Марсову орбиту постала је шеста оперативна сонда у орбити планете, чиме је оборен рекорд у броју сонди које се налазе у орбити око Марса. Ову свемирску сонду вредну 720 милиона долара направила је компанија Локид Мартин уз надзор лабораторије за свемирску пропулзију (дела калифорнијског института за технологију). Лансирање је извршено 12. августа 2005. године, а 10. марта 2006. сонда је ушла у орбиту Марса. У новембру 2006. након пет месеци успоравања помоћу горње атмосфере Марса, MRO је ушао у коначну ниску орбиту и отпочео научна истраживања.
MRO има велики број научних инструмената као што су камере, спектрометар и радар, који се користе за изучавање топографије, минерала у тлу и леда на Марсу. Ова мисија олакшава долазак других тако што дневно прати временске услове, проучава могућа места за слетање и омогућава брз трансфер велике количине података са површине ка Земљи. Комуникациони систем MRO ће пренети више података од свих свемирских сонди лансираних ка другим планетама до данас.
Сонда је у марту 2016. године прославила 10 година у орбити око црвене планете. За то време направила је преко 45.000 орбита, превалила више од 1,53 милијарде километара, ка Земљи послала преко 264 TB података (>216.000 фотографија).
Пре лансирања MRO је једна од две мисије разматране за лансирање ка Марсу 2003. године, међутим, током селекције орбитер је уступио место мисији тада познатој као MER (Марс експлорејшн роверс - Ровери за истраживање Марса). Мисија орбитера је заказана за наредни могући лансирни прозор ка Марсу 2005. године и дат јој је коначан назив.
MRO је конструисан на основу веома успешне мисије Марс глобал сурвејор () да обави надгледање Марса из орбите. У раној фази конструкције било је познато само да ће летелица имати камеру велике резолуције.
У октобру 2001. године НАСА је изабрала Локид Мартин за израду летелице, а до краја те године изабрани су и сви инструменти који ће бити уграђени. Током фазе израде није било кашњења нити застоја било какве природе.
Циљеви мисије По плану мисије, научне операције требало је да трају две Земаљске године, од новембра 2006. до новембра 2008. Један од главних циљева је да се мапира пејзаж Марса помоћу камере високе резолуције како би могла да се изаберу места за слетање будућих мисија. MRO је играо кључну улогу у одабиру места за слетање мисије Феникс која је истражила поларни регион Марса. Првобитно место слетања је фотографисано камером високе резолуције и помоћу тих фотографија је откривено да је то место пуно великих стена. Ровер Марсова научна лабораторија, која је лансирана у новембру 2011, слетеће у Гејл кратер, који је такође прво испитао MRO.
мини|Инструменти који су уграђени на MRO
MRO користи своје инструменте и за изучавање климе Марса, временских услова, атмосфере и геологије, као и за потрагу за течном водом у поларним капама и испод површине. Такође, један од задатака мисије јесте и да проба да нађе остатке неуспелих мисија из прошлости укључујући Марсов поларни лендер и Бигл 2 који су се срушили негде близу поларних капа. Након завршетка примарних научних истраживања, задатак продужене мисије биће да служи као подршка другим мисијама током уласка у атмосферу, за навигацију и за пренос података са површине ка Земљи.
Лансирање и улазак у орбиту MRO је успешно лансиран 12. августа 2005. ракетом Атлас V-401 са свемирског центра Кенеди на Флориди. Последњи, Кентаур степен ракете завршио је своје сагоревање након 56 минута и убацио MRO на међупланетарну трансферну орбиту према Марсу.
MRO је крстарио међупланетарним простором седам и по месеци пре него што је стигао до Марса. Током тог пута већина научних експеримената и инструмената је тестирана и калибрисана. Да би се обезбедио правилан улазак у орбиту по доласку до Марса, планирана су четири маневра за корекцију путање, а размишљало се и о петом. Међутим, само три маневра за корекцију су била потребна тако да се уштедело гориво које се може касније искористити за продужење мисије.
мини|лево|Аерокочење кроз атмосферу
MRO је започео улазак у орбиту приласком Марсу 10. марта 2006. и прелетом изнад његове јужне полулопте на висини од 370–400 -{km}-. Свих шест главних мотора упаљени су током 27 минута да би успорили летелицу са ~2.900 -{m/s}- на ~1.900 -{m/s}-. Резервоар хелијума је био хладнији од очекиваног, што је смањило притисак у резервоару за око 21 -{kPa}-. Ово смањење притиска је утицало да потисак мотора опадне за 2%, али је MRO аутоматски компензовао и продужио рад мотора за 33 секунде. Након овог процеса MRO је ушао у издужену елиптичну поларну орбиту са периодом ротације од око 35,5 часова. MRO је 30. марта 2006. године започео процес аерокочења, поступак из три етапе који дупло смањује количину горива потребну да се постигне нижа, кружна орбита са краћим периодом ротације. У септембру су се мотори још једном упалили да се дотера орбита у скоро кружну, 250 са 316 -{km}- изнад површине планете.
Инструменти Фотографски научни експеримент високе резолуције мини|лево|Структура камере -{HiRISE}-
Камера -{HiRISE}- () је телескоп рефлектујућег типа пречника 0,5 -{m}-, највећи икада послат на мисију у дубоки свемир и има резолуцију од 1 микрорадијана или 0,3 -{m}- са висине од 300 -{km}-. У поређењу, сателитски снимци Земље су доступни у резолуцији 0,5 -{m}-, а сателитски снимци у Гугл Земљи су доступни у резолуцији од 1 -{m}-. -{HiRISE}- снима фотографије у три таласне дужине, 400 до 600 -{nm}- (плава - зелена или П-З), 550 до 850 -{nm}- (црвена) и 800 до 1.000 -{nm}- (инфрацрвена - ИЦ).
мини|-{HiRISE}- слика „лица“ на Марсу
Црвене слике у боји су 20.264 пиксела (6 -{km}- широке), док су П-З и ИЦ 4.048 пиксела (1,2 -{km}- широке). -{HiRISE}--ов компјутер чита ове линије у складу са брзином у односу на површину планете тако да су слике у теорији неограничене у дужину. Практично међутим, слике су ограничене меморијским капацитетом компјутера од 28 гигабајта и номинална максимална величина је 20.000 × 40.000 пиксела (800 мегапиксела) и 4.000 × 40.000 пиксела (160 мегапиксела) за П-З и ИЦ слике. Свака слика величине 16,4 гигабајта се компресује на 5 гигабајта пре слања ка Земљи. Да би се олакшало мапирање потенцијалних места за слетање будућих мисија -{HiRISE}- може да произведе стерео парове слика из којих се може израчунати висина појединих области до ±0,25 m. -{HiRISE}- инструмент је конструисала корпорација Бол ероспејс енд текнолоџиз.
Камера контекста -{CTX}- () пружа црно-беле фотографије (500 до 1.000 -{nm}-) са резолуцијом пиксела до око 6 -{m}-. -{CTX}- је дизајнирана да обезбеди додатне мапе за детаљнија надгледања -{HiRISE}--а и -{CRISM}--а, а такође се користи за израду мозаика великих области површине Марса, надгледање одређених области током времена и праћење промена тих области, као и за стерео надгледање (-{3D}-) кључних региона и потенцијалних места за слетање. Оптички део инструмента се састоји од Максутов Касегрејн телескопа жижне даљине 350 -{mm}- са ЦЦД сензором резолуције 5.064 пиксела. Инструмент снима фотографије тла ширине 30 -{km}- и има довољно унутрашње меморије да складишти фотографију дужине 160 -{km}- пре него што је учита у главни рачунар. Камеру је направио и њом управља Малин спејс сајенс системс. -{CTX}- је мапирао 50% површине Марса до фебруара 2010. године.
Фотографисање Марса у боји мини|-{MARCI}- камера у боји. -{MARCI}- () је широкоугаона камера ниске резолуције која посматра Марс у пет видљивих и две ултраљубичасте таласне дужине. Сваког дана, -{MARCI}- услика 84 фотографије и произведе глобалну мапу са резолуцијом пиксела од 1 до 10 -{km}-. Ова мапа обезбеђује дневни временски извештај за Марс, помаже у карактеризацији сезонских и годишњих промена и мапира присуство водене паре и озона у атмосфери. Камеру је направио и њом управља Малин спејс сајенс системс.
Компактан спектрометар за извиђање Марса мини|лево|-{CRISM}- инструмент -{CRISM}- () инструмент је спектрометар видљиве и инфрацрвене (ВИЦ) светлости који се користи да направи детаљне мапе површинске минералогије Марса. Ради на опсегу од 370 до 3.920 -{nm}- таласне дужине, мери спектар у 544 канала (сваки 6,55 -{nm}- широк), и има резолуцију од 18 -{m}- са висине од 300 -{km}-. -{CRISM}- се користи за идентификацију минерала и хемикалија које указују на тренутно или прошло постојање воде на површини Марса. У ове минерале спадају гвожђе, оксиди, силикати и карбонати, који имају карактеристичне шаблоне своје видљиве – инфрацрвене енергије.
Извиђач Марсове климе -{MCS}- () је спектрометар са једним видљивим – инфрацрвеним каналом (0,3 до 3,0 -{μm}-) и осам инфрацрвених (12 до 50 -{μm}-) канала. Ови канали су изабрани због мерења температуре, притиска, водене паре и нивоа прашине. -{MCS}- посматра атмосферу на хоризонту Марса (виђену са позиције летелице) разлажући је у вертикалне делове и извршава мерења унутар сваког дела у сегментима од по 5 -{km}-. Ова мерења се склапају у дневни временски извештај да би се показале основне променљиве у атмосфери: температура, притисак, влажност и концентрација прашине.
Потповршински радар плитког продора мини|Уметниково виђење - MRO користи -{SHARAD}- да „завири“ испод површине -{SHARAD}- () је радар чије зрачење продире плитко испод површине Марса. Конструисан је тако да изучи унутрашњу структуру Марсових поларних капа. Такође прикупља податке са целокупне површине планете о подземним слојевима леда, стена и потенцијално течне воде која би могла да буде доступна са површине. -{SHARAD}- користи високофреквентне радио-таласе између 15 и 25 -{MHz}-, опсег који омогућава да се разазнају слојеви од свега 7 -{m}- до максималне дубине од 1 -{km}-. Постиже хоризонталну резолуцију од 0,3 до 3 -{km}-. -{SHARAD}- је конструисан да ради у сарадњи са МАРСИС радаром, уграђеним на сонду Марс експрес Европске свемирске агенције, који има мању резолуцију, али продире до много веће дубине у тло. Оба радара је конструисала Италијанска свемирска агенција.
Технички инструменти Поред оптичких инструмената, MRO поседује још доста техничких инструмената. Пакет за истраживање гравитационог поља () детектује варијације у магнетном пољу Марса мерећи промене у брзини кретања летелице. Те промене брзине се откривају при мерењу Доплеровог ефекта код радио-сигнала примљених на Земљи. Овај пакет такође садржи осетљиве акцелерометре који се користе за утврђивање густине атмосфере планете при процесу аерокочења.
Електра је радио ултрависоке фреквенције дефинисан софтвером који се користи за комуникацију са другим летелицама при прилазу, слетању и операцијама на површини. Уз протоколом контролисану везу између летелица од 1 -{kbit/s}- до 2 -{Mbit/s}-, Електра такође пружа прикупљање Доплерових података, снимање методом отворене петље и услуге тачног времена веома велике прецизности. Доплерове информације код летелица које су на путу ка Марсу могу бити коришћене за прецизније усмеравање при уласку у атмосферу или за подешавање трајекторије при слетању на површину. Доплерове информације о летелицама које су слетеле ће такође помоћи научницима да прецизно одреде положај лендера и ровера на површини Марса. МЕР ровери користе претходну генерацију УХФ радио трансмисије која им пружа сличне могућности кроз Марс Одисеј орбитер.
Електра радио је коришћен за трансмисију података са ровера Спирит и Опортјунити али је тек почео да ради пуним капацитетом по доласку мисије Феникс. Пошто је Електра радио дефинисан софтвером до нивоа модема, нова модулација, кодовање или функције протокола се могу додавати или ажурирати док је летелица у орбити око Марса.
Оптичка камера за навигацију () фотографише месеце Марса, Фобос и Деимос, и њиховим кретањем у односу на звезде у позадини тачно одређује орбиту MRO летелице. Иако сликање месеца није критично за мисију, укључено је као тест технологије за будуће орбитере и слетање лендера.
Инжењерски подаци Структура