Аппарат NASA Mars Reconnaissance Orbiter (MRO), который работает почти два десятилетия, продолжает устанавливать новые рекорды. Как указано в новой научной работе, начиная с 2023 года зонд выполняет необычные маневры, поворачиваясь почти вверх ногами для получения уникальных изображений поверхности Марса.
Благодаря усилиям инженеров на Земле, аппарат стал способен выполнять развороты на 120 градусов, в то время как изначально его конструкция предусматривала лишь 30-градусные наклоны. Такая модификация позволила MRO получить более оптимальные углы обзора для поиска жидкой воды и льда на Марсе.
«Это свидетельствует о том, что даже устаревшие космические аппараты способны к обучению новым функциям и могут быть использованы для изучения неизведанных областей », — подчеркнул Гарет Морган, сотрудник Института планетологии в Тусоне (Аризона) и один из авторов данной работы.
Новые возможности для изучения Марса
Стандартная процедура – частичный разворот орбитального аппарата – нужна для изучения посадочных площадок, ударных кратеров и других особенностей рельефа. Однако для корректной работы пяти научных инструментов MRO требуется индивидуальная настройка: если один из них ориентирован точно на поверхность, остальные могут оказаться расположены неоптимально.
«В чем особенность нашего аппарата, так это возможность выполнять развороты в любой момент благодаря его конструкции и программному обеспечению », — пояснив Рид Томас, керівник проєкту MRO в Лабораторії реактивного руху NASA в Південній Каліфорн.
Для выполнения каждого подобного маневра требуются недели кропотливого планирования, координации между научными коллективами и сложные расчеты. Специальный алгоритм управляет положением аппарата по отношению к поверхности Марса, при этом он отслеживает ориентацию солнечных панелей относительно Солнца для обеспечения постоянного электропитания.
Улучшенный обзор и новые открытия
Увеличение мощности сигнала радиолокационного прибора SHARAD (Shallow Radar) благодаря новым, более масштабным разворотам достигло десятикратного увеличения. Теперь он способен проникать на глубину от 800 метров до 1,6 километра под марсианскую поверхность, выявляя слои песка, горных пород и воды. Полученные данные имеют первостепенное значение для перспективных миссий с участием астронавтов, поскольку вода может быть использована не только для поддержания жизни, но и для производства ракетного топлива, а также для исследования климата планеты.
Несмотря на преимущества, данный маневр имеет и значительный недостаток: в таком положении солнечные панели не способны эффективно поглощать энергию, что ограничивает время удержания аппарата. В связи с этим, команда проводит не более одного-двух таких разворотов в год.
«Для осуществления таких масштабных действий необходим специальный анализ, чтобы гарантировать наличие достаточного количества энергии в батареях для безопасного проведения операции », — пояснил Томас.
Преимущества для других инструментов
При проектировании системы MRO изначально потребовались компромиссные решения в отношении расположения научного оборудования. Антенны SHARAD были размещены в задней части аппарата, чтобы избежать помех для камеры HiRISE, однако это негативно сказалось на качестве радиолокационных сигналов. Благодаря новому маневру разворота, SHARAD получил возможность прямой ориентации, что существенно повысило качество получаемых данных.
«SHARAD предназначался для исследования верхних слоев грунта, однако некоторые районы Марса оказались для него недоступными. В настоящее время у нас есть возможность более детально их исследовать », — отметил Морган.
Новые маневры оказались полезны и для прибора Mars Climate Sounder, радиометра, предназначенного для изучения атмосферы Марса. Из-за неисправности поворотного механизма, для точной настройки инструмента стали использовать развороты всего аппарата.
«Ранее наши исследования были ограничены разворотами, однако теперь мы внедрили их в регулярное планирование, как для наблюдений, так и для калибровки », — пояснил Армин Кляйнбёль из Лаборатории реактивного движения, временно возглавляющий группу Mars Climate Sounder.