El Mars Reconnaissance Orbiter (MRO) de la NASA ha comenzado a observar estrellas adicionales para ayudar a la agencia espacial a lograr avances en la exploración de Marte durante la próxima década.

La nave espacial ya ha trabajado más del doble de la vida útil prevista de la misión desde su lanzamiento en 2005. La NASA planea seguir usándola después de mediados de la década de 2020. Mayor dependencia de un rastreador de estrellas, y menos en giroscopios envejecidos, es una de las formas en que la misión se está adaptando para extender su longevidad. Otro paso es sacarle más vida útil a las baterías. El servicio extendido de la misión proporciona retransmisión de datos de los activos en la superficie de Marte y observaciones con sus instrumentos científicos. a pesar de cierta degradación de las capacidades.

"Sabemos que somos un elemento crítico para que el Programa Marte apoye otras misiones a largo plazo, por lo que estamos encontrando formas de prolongar la vida útil de la nave espacial, "dijo el Gerente del Proyecto MRO, Dan Johnston, del Laboratorio de Propulsión a Chorro de la NASA, Pasadena, California. "En operaciones de vuelo, nuestro énfasis está en minimizar el riesgo para la nave espacial mientras llevamos a cabo un ambicioso plan científico y programático ". JPL se asocia con Lockheed Martin Space, Denver, en el funcionamiento de la nave espacial.

A principios de febrero MRO completó su prueba final de intercambio completo utilizando solo navegación estelar para detectar y mantener la orientación de la nave espacial, sin giroscopios ni acelerómetros. El proyecto está evaluando la prueba reciente y planea cambiar indefinidamente a este modo "totalmente estelar" en marzo.

Desde el lanzamiento de MRO en 2005 hasta que la capacidad "totalmente estelar" se cargó como un parche de software el año pasado, la nave espacial siempre usaba una unidad de medición inercial, que contenía giroscopios y acelerómetros, para el control de actitud. En Marte, La actitud del orbitador cambia casi continuamente, con relación al Sol y otras estrellas, ya que gira una vez por órbita para mantener sus instrumentos científicos apuntando hacia Marte.

La nave espacial lleva una unidad de medida inercial de repuesto. La misión cambió de la unidad principal a la de repuesto después de aproximadamente 58, 000 horas de uso, cuando la primaria comenzó a mostrar signos de vida limitada hace varios años. El repuesto muestra una progresión de vida normal después de los 52, 000 horas, pero ahora necesita conservarse para cuando más se necesite, mientras que el rastreador de estrellas maneja la determinación de la actitud para las operaciones de rutina.

El rastreador de estrellas que también tiene una copia de seguridad a bordo, utiliza una cámara para obtener imágenes del cielo y un software de reconocimiento de patrones para discernir qué estrellas brillantes se encuentran en el campo de visión. Esto permite que el sistema identifique la orientación de la nave espacial en ese momento. La repetición de las observaciones varias veces por segundo con mucha precisión proporciona la velocidad y la dirección del cambio de actitud.

"En modo estelar, podemos hacer ciencia normal y relevo normal, ", Dijo Johnston." La unidad de medición inercial se enciende solo cuando es necesario, como durante el modo seguro, maniobras de ajuste orbital, o cobertura de comunicaciones durante eventos críticos alrededor de un aterrizaje en Marte. "El modo seguro es un estado de precaución en el que la nave espacial ingresa cuando detecta condiciones inesperadas. El control de actitud preciso es entonces esencial para mantener las comunicaciones con la Tierra y mantener la matriz solar orientada hacia el Sol para obtener energía.

Para prolongar la vida útil de la batería, el proyecto está acondicionando las dos baterías para mantener más carga, reducir la demanda de las baterías, y planea reducir el tiempo que el orbitador pasa a la sombra de Marte, cuando la luz del sol no puede alcanzar los paneles solares. La nave espacial usa sus baterías solo cuando está en la sombra, actualmente durante unos 40 minutos de cada órbita de dos horas.

Las baterías se recargan mediante los dos grandes paneles solares del orbitador. La misión ahora carga las baterías más que antes, para aumentar su capacidad y vida útil. Ha reducido la atracción sobre ellos, en parte ajustando las temperaturas del calentador antes de que la nave entre en sombras. El ajuste precalienta las partes vitales mientras la energía solar está disponible para que los calentadores se agoten en las baterías, mientras está en la sombra, puede ser reducido.

El círculo cercano de la órbita de MRO se mantiene casi en el mismo ángulo con el Sol, mientras Marte orbita alrededor del Sol y gira debajo de la nave espacial. Por diseño, a medida que el orbitador pasa sobre el lado iluminado por el sol del planeta durante cada órbita, el suelo debajo de él está a medio camino entre el mediodía y la puesta del sol. Al cambiar la órbita a más tarde en la tarde, los administradores de la misión podrían reducir la cantidad de tiempo que la nave espacial pasa a la sombra de Marte en cada órbita. La nave espacial Mars Odyssey de la NASA, mayor que MRO, Hizo esto con éxito hace unos años. Esta opción para extender la vida útil de la batería no se usaría hasta después de que MRO haya respaldado los aterrizajes de nuevas misiones a Marte en 2018 y 2021 al recibir transmisiones durante los eventos críticos de llegada de los módulos de aterrizaje.

"Contamos con que Mars Reconnaissance Orbiter permanecerá en servicio durante muchos años más, "dijo Michael Meyer, científico principal del Programa de Exploración de Marte de la NASA en la sede de la agencia en Washington. "No es solo el relé de comunicaciones que proporciona MRO, tan importante como eso es. También son las observaciones de instrumentos científicos. Nos ayudan a comprender los posibles sitios de aterrizaje antes de que se visiten. e interpretar cómo los hallazgos en la superficie se relacionan con el planeta en su conjunto ".

MRO continúa investigando Marte con los seis instrumentos científicos del orbitador, una década después de lo que se planeó inicialmente como una misión científica de dos años, seguida de una misión de relevo de dos años. Más de 1, 200 publicaciones científicas se han basado en observaciones de MRO. Los equipos que operan los dos instrumentos nombrados con mayor frecuencia en los trabajos de investigación, la cámara del Experimento científico de imágenes de alta resolución (HiRISE) y el espectrómetro de imágenes de reconocimiento compacto para Marte (CRISM), se enfrentan a desafíos, pero están listos para continuar brindando valiosas observaciones.

Por ejemplo, Algunas imágenes de HiRISE tomadas en 2017 y principios de 2018 muestran un ligero desenfoque que no se veía anteriormente en la misión. La causa está bajo investigación. El porcentaje de imágenes de resolución completa con desenfoque alcanzó un máximo del 70 por ciento en octubre pasado, aproximadamente en el momento en que Marte se encontraba en el punto de su órbita más alejado del Sol. Desde entonces, el porcentaje ha disminuido a menos del 20 por ciento. Incluso antes de que se vieran las primeras imágenes borrosas, Las observaciones con HiRISE suelen utilizar una técnica que cubre más área terrestre a la mitad de la resolución. Esto todavía proporciona una resolución más alta que cualquier otra cámara en órbita alrededor de Marte (alrededor de 2 pies (60 centímetros) por píxel) y ha aparecido poca borrosidad en las imágenes resultantes.

Usando dos espectrómetros, CRISM puede detectar una amplia gama de minerales en Marte. El espectrómetro de longitud de onda más larga requiere enfriamiento para detectar firmas de muchos minerales, incluidos algunos asociados con el agua, como los carbonatos. Para hacer esto durante la misión científica principal de dos años, CRISM utilizó tres enfriadores criogénicos, uno a la vez, para mantener los detectores a menos 235 Fahrenheit (menos 148 Celsius) o más fríos. Una década después, dos de los enfriadores criogénicos ya no funcionan. El último se ha vuelto poco confiable, pero todavía está en evaluación después de los 34, 000 horas de funcionamiento. Sin un refrigerador criogénico, CRISM todavía puede observar algo de luz infrarroja cercana en longitudes de onda valiosas para detectar minerales de óxido de hierro y sulfato que indican ambientes húmedos pasados ​​en Marte.

La cámara de contexto (CTX) continúa como lo ha hecho durante toda la misión, agregando cobertura casi global y buscando cambios en la superficie. El Shallow Radar (SHARAD) continúa explorando el subsuelo de Marte, buscando capas y hielo. Dos instrumentos para estudiar la atmósfera, el Mars Color Imager (MARCI) y el Mars Climate Sounder (MCS), continúan construyéndose en casi seis años de Marte (aproximadamente 12 años terrestres) de registro del tiempo y el clima.