Der neueste Besucher der NASA auf dem Roten Planeten, der Mars Reconnaissance Orbiter, ist immer noch dabei, seine Umlaufbahn auf dem Weg zu seiner endgültigen wissenschaftlichen Umlaufbahn zu verkleinern. Nach 11 Wochen Aerobraking-Betrieb wurde diese Entfernung auf etwa 20.000 km (12.000 Meilen) reduziert. Die Fluglotsen schätzen, dass das Raumschiff in den nächsten 12 Wochen noch 400 Mal durch die Marsatmosphäre fegen muss, um seine Orbitalmanöver abzuschließen. Die endgültige Umlaufbahn der Kartierung wird ungefähr 255 bis 320 km über der Marsoberfläche liegen.
Das neueste Raumschiff der NASA auf dem Mars hat bereits die Größe und Dauer jeder Umlaufbahn um mehr als die Hälfte reduziert, nur 11 Wochen in einem 23-wöchigen Prozess der Verkleinerung seiner Umlaufbahn. Nach anderen Indikatoren liegt der Löwenanteil der Arbeit vor uns.
„Die Umlaufbahnen werden immer kürzer. Wir haben bisher ungefähr 80 davon fertiggestellt, aber wir haben noch ungefähr 400 vor uns, und das Tempo beschleunigt sich gegen Ende wirklich “, sagte Dan Johnston, stellvertretender Missionsmanager des Mars Reconnaissance Orbiter im Jet Propulsion Laboratory der NASA in Pasadena, Kalifornien.
Ergänzend zu den täglichen Aufmerksamkeiten von Navigatoren, Ingenieuren und Wissenschaftlern hat der Orbiter damit begonnen, beispiellose Smarts an Bord zu verwenden, um einige seiner eigenen Einstellungsmanöver während jeder Umlaufbahn zu planen.
Die aktuelle Phase der Mars Reconnaissance Orbiter-Mission, genannt "Aerobraking", begann Ende März mit dem Raumschiff in einem Muster von sehr langgestreckten Umlaufbahnen von 35 Stunden. Sie wird nach aktuellen Plänen Anfang September enden, sobald Hunderte von vorsichtigen Einbrüchen in die Marsatmosphäre die Umlaufbahn auf nahezu kreisförmige zweistündige Schleifen eingestellt haben. Nach einigen Verbrennungen des Ausbesserungsmotors, dem Einsatz einer Radarantenne und anderen Übergangsaufgaben befindet sich das Raumschiff in der richtigen Umlaufbahn und Konfiguration, um im November seine wissenschaftliche Hauptphase zu beginnen.
Während der zweijährigen Wissenschaftsphase wird der Mars Reconnaissance Orbiter den Mars von den unterirdischen Schichten bis zur Spitze der Atmosphäre untersuchen. Mit seiner Antenne mit einem Durchmesser von 3 Metern (10 Fuß) werden Daten bis zum Zehnfachen des Tempos einer früheren Marsmission nach Erde gepumpt. Neben Informationen zur Geschichte und Ausdehnung des Marswassers wird der Orbiter potenzielle Landeplätze für NASA-Roboter bewerten, die 2007 und 2009 starten.
Als das Raumschiff zum ersten Mal in die Umlaufbahn um den Mars eintrat, war sein vom Planeten am weitesten entfernter Punkt etwa 45.000 Kilometer (28.000 Meilen). Nach 11 Wochen Aerobraking-Betrieb wurde diese Entfernung auf etwa 20.000 Kilometer reduziert. Auf jeder Umlaufbahn seit Anfang April hat der dem Mars am nächsten gelegene Teil der Umlaufbahn die obere Atmosphäre durchlaufen, normalerweise etwa 105 Kilometer über der Oberfläche des Planeten. Der Widerstand, der durch die Wechselwirkung der Atmosphäre mit Oberflächen von Raumfahrzeugen erzeugt wird, verlangsamt das Fahrzeug.
"Unsere größte Herausforderung ist die Variabilität der Atmosphäre", sagte Johnston. "Es ist nicht ungewöhnlich, dass sich der Luftwiderstand des Raumfahrzeugs von einem Durchgang zum nächsten um 35 Prozent ändert." Wir müssen jeden Durchgang sorgfältig überwachen und darauf vorbereitet sein, die Höhe für den nächsten Durchgang bei Bedarf auf einen sicheren zu ändern. “
Während sich der Orbiter über der Atmosphäre befindet, kann er seine Antenne zur Erde und seine Sonnenkollektoren zur Sonne richten. Bevor es bei jedem Durchgang in die Atmosphäre gelangt, dreht es sich so, dass die Rückseiten der Sonnenkollektoren und der Antenne in Fahrtrichtung zeigen. Dank der innovativen Fähigkeit der Onboard-Software von Mars Reconnaissance Orbiter kann der Zeitpunkt berechnet werden, zu dem er sich für den nächsten Durchgang neu orientieren muss. Diese Funktion, die als "Periapsis-Timing-Schätzer" bezeichnet wird, wurde im Mai aktiviert.
Jim Graf von JPL, Projektmanager für Mars Reconnaissance Orbiter, sagte: „In der Vergangenheit mussten die Zeiten für die Umstellung auf Aerobraking am Boden berechnet und für jeden Durchgang an das Raumschiff gesendet werden. Jetzt kann das Raumschiff das selbst tun. Dies ist besonders hilfreich, wenn das Raumschiff den Punkt erreicht, an dem es mehrere Drag-Pässe pro Tag ausführt. “
Mars Reconnaissance Orbiter ist nach Mars Global Surveyor im Jahr 1997 und Mars Odyssey im Jahr 2001 die dritte Marsmission der NASA, bei der mithilfe von Aerobraking eine gewünschte, nahezu kreisförmige Umlaufbahn erreicht wird. Die Strategie ermöglicht es, das Raumschiff mit viel weniger Treibstoff zu starten, als dies erforderlich wäre, wenn nur Raketentriebwerke zum Abbremsen in die gewünschte Umlaufbahn verwendet würden. Jeder Drag Pass in diesem Monat verlangsamt den Mars Reconnaissance Orbiter um durchschnittlich 2 Meter pro Sekunde (4,5 Meilen pro Stunde), was andernfalls den Verbrauch von etwa einem Kilogramm Kraftstoff erfordern würde.
Zu den Übergangsaktivitäten in den zwei Monaten zwischen dem Ende des Aerobraking und dem Beginn der wichtigsten wissenschaftlichen Phase gehört das Entfalten von zwei 5-Meter-Antennenlängen für ein bodendurchdringendes Radarinstrument, wobei der Objektivdeckel von einem Mineral entfernt wird. Identifizierung des Spektrometerinstruments und Charakterisierung der Leistung aller Instrumente in verschiedenen Verwendungsarten. Von Anfang Oktober bis Anfang November befindet sich der Mars von der Erde aus gesehen fast hinter der Sonne. Die Kommunikation mit allen Raumfahrzeugen auf dem Mars wird während Teilen dieses Zeitraums unzuverlässig sein, so dass das Kommandieren minimiert wird.
Weitere Informationen zum Mars Reconnaissance Orbiter finden Sie online unter http://www.nasa.gov/mro. Die Mission wird von JPL, einer Abteilung des California Institute of Technology, Pasadena, für die NASA Science Mission Directorate, Washington, verwaltet. Lockheed Martin Space Systems, Denver, ist der Hauptauftragnehmer für das Projekt und hat das Raumschiff gebaut.
Originalquelle: NASA / JPL-Pressemitteilung
