Questa illustrazione mostra la navicella spaziale MAVEN e il lembo di Marte. Credito:Goddard Space Flight Center della NASA
La missione Mars Atmosphere and Volatile Evolution (MAVEN) della NASA, vecchia di 4 anni, si sta imbarcando in una nuova campagna per restringere la sua orbita attorno a Marte. L'operazione ridurrà il punto più alto dell'orbita ellittica della navicella spaziale MAVEN da 3, 850 a 2, 800 miglia (6, 200 a 4, 500 chilometri) sopra la superficie e prepararlo ad assumersi ulteriori responsabilità come satellite di trasmissione dati per il rover Mars 2020 della NASA, che lancerà il prossimo anno.
"La navicella spaziale MAVEN ha svolto un lavoro fenomenale insegnandoci come Marte ha perso la sua atmosfera e fornendo altre importanti intuizioni scientifiche sull'evoluzione del clima marziano, " disse Jim Watzin, direttore del programma di esplorazione di Marte della NASA. "Ora lo stiamo reclutando per aiutare la NASA a comunicare con il nostro prossimo rover su Marte e i suoi successori".
Sebbene la nuova orbita di MAVEN non sarà drasticamente più corta della sua orbita attuale, anche questo piccolo cambiamento migliorerà significativamente le sue capacità di comunicazione. "È come usare il cellulare, " ha detto Bruce Jakosky, Ricercatore principale MAVEN dell'Università del Colorado, Masso. "Più ti avvicini a un ripetitore, più forte è il tuo segnale."
Un forte segnale dell'antenna per le telecomunicazioni non è l'unico vantaggio di un'orbita più stretta. In arrivo quasi 1, 000 miglia (circa 1, 500 chilometri) più vicino consentirà inoltre all'orbiter MAVEN di girare intorno a Marte più frequentemente, 6,8 orbite per giorno terrestre rispetto a 5,3 in precedenza, e quindi di comunicare più frequentemente con i rover su Marte. Pur non conducendo le comunicazioni di rilancio, MAVEN continuerà a studiare la struttura e la composizione dell'atmosfera superiore di Marte. "Stiamo pianificando una vigorosa missione scientifica nel lontano futuro, " ha detto Jakosky.
Piano aerofrenante per MAVEN. (sinistra) Attuale orbita MAVEN intorno a Marte:6, 200 chilometri (~3, 850 miglia) alla massima altitudine, e un periodo orbitale di circa 4,5 ore. (al centro) Processo di aerofrenatura:MAVEN esegue una serie di orbite di "immersione profonda" avvicinandosi a circa 125 chilometri (~ 78 miglia) da Marte all'altitudine più bassa, causando trascinamento dall'atmosfera per rallentare il veicolo spaziale. Su circa 360 orbite nell'arco di 2,5 mesi, questa tecnica riduce l'altitudine della navicella a circa 4, 500 chilometri (~2, 800 miglia) e il suo periodo orbitale a circa 3,5 ore. (a destra) Orbita post-aerofrenata, con altitudine ridotta e periodo orbitale più breve. Credito:Studio di visualizzazione scientifica della NASA/Kel Elkins e Dan Gallagher
La missione MAVEN è stata progettata per durare due anni nello spazio, ma la navicella funziona ancora normalmente. Con la missione di gestire il suo carburante fino al 2030, La NASA prevede di utilizzare la capacità di inoltro di MAVEN il più a lungo possibile. L'orbiter MAVEN trasporta un ricetrasmettitore radio ad altissima frequenza, simile ai ricetrasmettitori trasportati su altri orbiter marziani, che gli consente di trasmettere dati tra la Terra e i rover o i lander su Marte. La navicella spaziale MAVEN ha già servito occasionalmente come collegamento di comunicazione della NASA con il rover Curiosity.
Nei prossimi mesi, Gli ingegneri MAVEN utilizzeranno una tecnica di navigazione nota come aerobraking, come l'applicazione dei freni su un'auto, per sfruttare la resistenza dell'atmosfera superiore del Pianeta Rosso per rallentare gradualmente la navicella spaziale, orbita per orbita. Questa è la stessa resistenza che sentiresti se mettessi la mano fuori dal finestrino di un'auto in movimento.
Sulla base del tracciamento del veicolo spaziale da parte del team di navigazione presso il Jet Propulsion Laboratory della NASA a Pasadena, California, e alla Lockheed Martin di Littleton, Colorado, gli ingegneri inizieranno ad abbassare con attenzione la parte più bassa dell'orbita del veicolo spaziale nell'alta atmosfera marziana nei prossimi due giorni attivando i suoi propulsori. L'astronave circonderà Marte a questa quota più bassa circa 360 volte nei prossimi 2,5 mesi, rallentando leggermente ad ogni passaggio attraverso l'atmosfera. Anche se può sembrare un processo che richiede tempo, l'aerofrenatura è il modo più efficiente per cambiare la traiettoria del veicolo spaziale, disse Jakosky:"L'effetto è lo stesso che se accendessimo un po' i nostri propulsori su ogni orbita, ma in questo modo, usiamo pochissimo carburante."
Fortunatamente, il team ha una vasta esperienza nell'utilizzo del veicolo spaziale a queste quote più basse. In nove precedenti occasioni durante la missione, Gli ingegneri MAVEN hanno immerso l'orbiter negli stessi obiettivi di altitudine per l'aerofrenatura per effettuare misurazioni dell'atmosfera marziana. Come risultato di questi "tuffi profondi" e di altre misurazioni, La NASA ha appreso che il vento solare e le radiazioni hanno privato Marte della maggior parte della sua atmosfera, cambiando il primo clima del pianeta da caldo e umido all'ambiente secco che vediamo oggi. MAVEN ha anche scoperto due nuovi tipi di aurore su Marte e la presenza di atomi metallici carichi nella sua atmosfera superiore che ci dicono che molti detriti stanno colpendo Marte che potrebbero influenzare il suo clima.
Il ricercatore principale di MAVEN ha sede presso il Laboratorio di fisica dell'atmosfera e dello spazio dell'Università del Colorado, Masso. L'università ha fornito due strumenti scientifici e guida le operazioni scientifiche, così come l'istruzione e la divulgazione pubblica, per la missione. Il Goddard Space Flight Center della NASA a Greenbelt, Maryland, gestisce il progetto MAVEN e ha fornito due strumenti scientifici per la missione. Lockheed Martin ha costruito il veicolo spaziale ed è responsabile delle operazioni di missione. Anche l'Università della California presso lo Space Sciences Laboratory di Berkeley ha fornito quattro strumenti scientifici per la missione. Il Jet Propulsion Laboratory della NASA a Pasadena, California, fornisce navigazione e supporto Deep Space Network, così come l'hardware e le operazioni del relè di telecomunicazioni Electra.