مركبة استطلاع المريخ: رسم خرائط للمريخ بدقة عالية

مرحبًا المريخ ، تعال

يمر المسبار المداري لاستطلاع المريخ التابع لناسا فوق المنطقة القطبية الجنوبية للكوكب في الرسم التوضيحي لمفهوم هذا الفنان. تم تصميم تجربة الرادار الضحلة للمركبة المدارية ، وهي واحدة من ستة أدوات علمية موجودة على متنها ، لفحص البنية الداخلية للقمم الجليدية القطبية للمريخ ، بالإضافة إلى جمع معلومات على مستوى الكوكب حول طبقات الجليد والصخور وربما المياه السائلة تحت الأرض. التي يمكن الوصول إليها من السطح. يظهر فوبوس ، أحد قمري المريخ ، في الزاوية اليسرى العليا من الرسم التوضيحي. صورة (رصيد الصورة: NASA / JPL / Corby Waste)



مركبة استكشاف المريخ المدارية (MRO) هي مركبة فضائية ترسل صورًا عالية الدقة لسطح الكوكب الأحمر. تشمل بعض تحقيقاته البارزة البحث عن الجليد والماء ، وإيجاد نقطة هبوط لمركبة Mars Curiosity ، وتصوير مذنب يطير عن قرب يسمى Comet Siding Spring في عام 2014.



كما قدمت صورًا عالية الدقة لـ الانحدار المتكرر لخط ، خطوط فوهة البركان التي قد تكون بسبب ميزات الغبار أو المياه السطحية المالحة. تعمل المركبة الفضائية أيضًا كمرحلة اتصال لمركبة أوبورتيونيتي روفر وكوريوسيتي المتجولة على سطح المريخ.

أكملت MRO 50000 لفة حول المريخ في مارس 2017. في فبراير 2018 ، قالت وكالة ناسا تخطط لتشغيل المركبة الفضائية بعد منتصف عام 2020 ، وهو إنجاز غير عادي بالنظر إلى أن المهمة صممت في البداية لمدة عامين في المريخ. يرجع هذا القرار في جزء كبير منه إلى تركيز الدولارات المحدودة لبعثة المريخ على عودة العينة ، ودفع المركبة المدارية البديلة المخطط لها حتى أواخر عام 2020 ، وفقًا لـ Spaceflight Now . مع توسيع MRO لمهمتها ، ستدعم مركبة ناسا الجوالة المستقبلية 2020 Mars 2020 بالإضافة إلى مهمة عودة عينة محتملة إلى المريخ.



بينما تظهر بعض أدوات MRO والمكونات الهندسية علامات الشيخوخة ، تقوم ناسا بتنفيذ الحلول البديلة. على سبيل المثال ، تستخدم أداة تعقب النجوم للمساعدة في الحفاظ على موقف MRO ، وتقليل الاعتماد على الجيروسكوبات القديمة. بعض الصور من الكاميرا عالية الدقة HiRISE بها بعض التشويش ولا يزال السبب قيد التحقيق. فقدت أداة مطياف تسمى CRISM معظم المبردات المبردة التي جلبتها إلى المريخ ، ولكن لا يزال بإمكانها إجراء عمليات الرصد في بعض الأطوال الموجية.

أهداف التنمية والعلوم

تعد MRO جزءًا من سلسلة طويلة من مهام ناسا التي تركز على البحث عن دليل على قابلية السكن القديمة على الكوكب الأحمر. كانت فرصة الإطلاق الأولى لـ MRO (التي لم يتم تسميتها في ذلك الوقت) في عام 2003 ، وفقًا لوكالة ناسا ، لكن ناسا اختارت إرسال مركبات استكشاف المريخ (Spirit and فرصة ) إلى المريخ بدلاً من ذلك. اختارت الوكالة الذهاب مع المركبات الجوالة للسماح بالهبوط في موقعين ، وهو أمر لا توفره المركبة المدارية. في عام 2001 ، اختارت وكالة ناسا شركة لوكهيد مارتن لتكون المُنشئ الأساسي للمركبة الفضائية ، والتي تم استهدافها في عام 2005.

الأهداف العلمية لـ MRO ، وفقًا لوكالة ناسا ، نكون



  • تحديد ما إذا كانت الحياة قد نشأت على كوكب المريخ ، بما في ذلك التركيز على الرواسب المعدنية والمناطق القديمة التي كانت تتدفق فيها المياه السائلة ذات مرة ؛
  • وصف مناخ المريخ ، بما في ذلك نقل الغبار والماء في الغلاف الجوي وكيفية تدفق المياه والحمم البركانية على السطح ؛
  • قم بتمييز جيولوجيا المريخ ، مع التركيز بشكل خاص على المناطق التي قد تحتوي على مياه سائلة.

لتحقيق هذه الأهداف ، يحمل MRO أدوات وتجارب متعددة . يحتوي على ثلاث كاميرات - تجربة علمية للتصوير عالي الدقة (HiRISE) وكاميرا السياق (CTX) ومصور لون المريخ (MARCI). بالإضافة إلى ذلك ، يحتوي MRO على مطياف يسمى مطياف التصوير الاستطلاعي المضغوط للمريخ (CRISM) ، ومقياس إشعاع يسمى Mars Climate Sounder (MCS) ، وجهاز رادار يسمى Shallow Radar (SHARAD).

كما أن لديها ثلاثة أدوات هندسية - حزمة اتصالات وملاحة للتحدث مع مركبات الهبوط والمركبات الجوالة على السطح ، وكاميرا ملاحة ضوئية لاختبار الملاحة بين الكواكب وحزمة تجربة لاختبار نطاق راديو قوي يسمى Ka-band at Mars. تتضمن تجربتا MRO للمنشآت العلمية حزمة تحقيق في مجال الجاذبية ومقاييس تسارع لإظهار بنية الغلاف الجوي للمريخ.

قبل الإطلاق ، وعدت وكالة ناسا بأن المركبة الفضائية سترسل المعلومات أسرع بثلاث مرات من اتصال الهاتف التقليدي ذي النطاق العريض. هذا يعني أن العلماء سيتلقون المعلومات بشكل أسرع من أي وقت مضى - وهو أمر مهم بشكل خاص عند إرسال البيانات من المركبات الفضائية والمركبات الفضائية الأخرى على سطح الكوكب الأحمر.



بالقرب من الركن الأيسر السفلي لهذا المنظر توجد منصة هبوط ثلاثية البتلات (محاطة بدائرة) تابعة لوكالة ناسا

بالقرب من الزاوية اليسرى السفلية من هذا المنظر توجد منصة هبوط ثلاثية البتلات (محاطة بدائرة) التي قادتها مركبة استكشاف المريخ سبريت التابعة لناسا في يناير 2004.(مصدر الصورة: NASA / JPL-Caltech / جامعة أريزونا)

الإطلاق والملاحظات المبكرة

أطلقت MRO في 12 أغسطس 2005 ، واختبرت قدراتها فائقة السرعة في سبتمبر ، عندما التقطت بعض الصور لقمر الأرض من على بعد 6 ملايين ميل (10 ملايين كيلومتر). ثم أرسل 75 جيجا بايت من البيانات إلى الأرض ، وهو ما يعادل حوالي 13 قرصًا مضغوطًا من المعلومات. كان هذا كمية قياسية من البيانات في ذلك الوقت.

وصلت المركبة الفضائية إلى مدار المريخ في 10 مارس 2006 ، وبدأت في إرسال الصور على الفور بينما كانت تضع نفسها في المدار الصحيح. استخدم MRO تقنية تسمى airobraking - بالفرشاة ضد الغلاف الجوي للمريخ - لضبط مداره. توفر هذه العملية الوقود والمال ، ولكنها تستغرق الكثير من الوقت. أكمل MRO المناورات الصعبة بنجاح في سبتمبر ، بعد ستة أشهر من التعديلات.

كان أحد أهداف MRO الأولى هو روفر الفرصة . كانت الفرصة ، التي تجاوزت مهمتها التي استمرت 90 يومًا لأكثر من عامين في أكتوبر 2006 ، على حافة فوهة بركان فيكتوريا. أرسل MRO صورة عالية الدقة لا تُظهر العربة الجوالة ومساراتها فحسب ، بل تُظهِر أيضًا الظل بواسطة عربة بحجم عربة الجولف على سطح المريخ.

بعد التقاط بعض الصور لتوأم الفرصة ، سبيريت ، بالإضافة إلى مركبي هبوط Viking اللذان وصلتا في عام 1976 ، حقق فريق MRO تقدمًا كبيرًا بما يكفي لبدء إصدار النتائج العلمية.

في كانون الأول (ديسمبر) 2006 ، ركزت بعض أول أرصاد وصور الرادار الخاصة بـ MRO على طبقات الجليد بالقرب من القطبين. قال كين هيركينهوف ، من هيئة المسح الجيولوجي الأمريكية ، في بيان صحفي صدر في ذلك الشهر: 'تسجل هذه الرواسب تغيرات مناخية حديثة نسبيًا على المريخ ، مثل العصور الجليدية الأخيرة على الأرض'.

لكن صور MRO عالية الدقة تعرضت للتهديد لفترة وجيزة. في فبراير 2007 ، ذكرت وكالة ناسا أن كاميرا HiRISE كانت تواجه مشكلات مع 'البكسل السيئ' وضوضاء الصورة الأخرى في بعض أجهزة الكشف بالكاميرا. بدت المشكلة في البداية وكأنها تزداد سوءًا مع مرور الوقت ، لكن ناسا تتبعت المشكلة إلى عيب في التصميم وقالت إنها اتخذت خطوات ناجحة لمعالجتها. حدثت إحدى أولى مواطن الخلل في 'الوضع الآمن' في MRO في مارس 2007 ، عندما أجبرته مشكلة فنية على التبديل إلى جهاز كمبيوتر احتياطي مؤقتًا.

البحث عن المياه والميزات الغريبة ومواقع الهبوط

خلال الجزء الأول من مهمتها ، تضمن جزء من عمل MRO البحث عن مواقع هبوط مناسبة لـ Curiosity ؛ كان الهدف النهائي هو Gale Crater ، حيث هبطت Curiosity بأمان في عام 2012. واستكشفت أرضية الحفرة واعتبارًا من منتصف عام 2018 ، تشق طريقها حاليًا إلى أعلى جبل قريب يسمى Aeolis Mons (Mount Sharp) بحثًا عن أدلة قديمة على المياه.

كما نقلت MRO معلومات من المركبة الفضائية سبيريت وأوبورتيونيتي وفينيكس. عندما فقد فينيكس الاتصال بالأرض في عام 2008 ، التقط MRO صورة تظهر الجليد والأضرار التي لحقت بالمركبة الفضائية. فقدت Spirit الاتصال بالأرض نهائيًا في عام 2010 ، لكن الفرصة ظلت تعمل على السطح حتى يونيو 2018 على الأقل ، عندما حجبت عاصفة ترابية ضوء الشمس ووضعت العربة الجوالة في وضع الطاقة المنخفضة.

في عام 2007 ، فحص MRO اثنين من الأخاديد المريخية تم تصويرهما سابقًا بواسطة Mars Global Surveyor. تكهن الباحثون في وقت سابق بأن التغييرات في الأخاديد جاءت من تدفق المياه ، لكن صور MRO الجديدة الأكثر وضوحًا كشفت أن هذه التغييرات من المحتمل أن تكون من 'الانهيارات الأرضية للمواد الجافة السائبة'.

رسم توضيحي لمركبة استكشاف المريخ بناءً على التصميم النهائي.

رسم توضيحي لمركبة استكشاف المريخ بناءً على التصميم النهائي.

في وقت لاحق من ذلك العام ، بثت MRO صورًا لميزات محيرة على سطح المريخ أطلق عليها العلماء اسم 'العناكب' و 'جلد السحلية'. قال الباحثون إن الأشكال الغريبة ربما كانت بسبب غاز ثاني أكسيد الكربون الذي ظهر في الربيع وشكل التضاريس. من المحتمل أن تكون 'المراوح' الساطعة للمواد التي تم رصدها على السطح عبارة عن صقيع من ثاني أكسيد الكربون.

جاء أحد أعظم اكتشافات MRO في عام 2008 ، عندما رصدت المركبة صخورًا غنية بالطين في مورث فاليس. تحتوي هذه القناة ، الواقعة في النصف الشمالي من الكوكب الأحمر ، على عدة أنواع مختلفة من الطين تغطي بعضها البعض. قال العلماء إن هذا ربما حدث عندما اختلط الماء بالبازلت في المرتفعات الشمالية.

في وقت لاحق من ذلك العام ، بعثت المركبة الفضائية إلى الوراء دليلًا على انتشار الأوبال (أو السيليكا المائية) عبر المريخ - بطاقة دعوة كبيرة للمياه. وفقًا للعلماء ، كان الماء على الكوكب الأحمر موجودًا مؤخرًا منذ ملياري سنة ، أي بعد مليار سنة مما كان يعتقد سابقًا.

في عام 2009 ، علقت وكالة ناسا العمليات العلمية لعدة أشهر بسبب عمليات إعادة التعيين المتكررة للكمبيوتر المداري. أرسلت وكالة ناسا ترقية برمجية إلى المركبة المريضة. بعد ذلك ، قام المديرون بإخراج MRO بعناية من الوضع الآمن لاستئناف العمل في 16 ديسمبر.

أدى اكتشاف عام 2010 لرواسب ضخمة من ثاني أكسيد الكربون المجمدة في القطب الجنوبي للعلماء إلى الاعتقاد بأن الجليد الجاف يدخل الغلاف الجوي عندما يزيد المريخ من ميل محوره.

تُظهر الكثبان الرملية في المنطقة القطبية الشمالية للمريخ تغييرات كبيرة بين صورتين تم التقاطهما في 25 يونيو 2008 و 21 مايو 2010 بواسطة وكالة ناسا.

يُظهر الكثبان الرملية في المنطقة القطبية الشمالية من المريخ تغيرات كبيرة بين صورتين تم التقاطهما في 25 يونيو 2008 و 21 مايو 2010 بواسطة مركبة استكشاف المريخ المدارية التابعة لناسا.(مصدر الصورة: NASA / JPL-Caltech / Univ. of Ariz./JHUAPL)

نوابض جانبية للمذنب وثاني أكسيد الكربون والمزيد من الملاحظات عالية الدقة

تستمر الصور عالية الدقة للسطح في الظهور من MRO ، بما في ذلك ملاحظات عناكب الجليد و الكثبان الرملية في عام 2014. تعلم العلماء أيضًا أشياء جديدة حول جو المريخ بإذن من المركبة الفضائية. مع تغير ميل الكوكب ، تتأثر المياه السائلة الموجودة على السطح أيضًا بالإضافة إلى عدد وشدة العواصف الترابية الشهيرة على المريخ. شهدت MRO الانهيارات الجليدية ، شياطين الغبار وكسور الصخور من المدار ، مما يعطي مشاهد عن قرب للتغيرات على المريخ على مدى عدة سنوات.

بعثت المركبة الفضائية صوراً مذهلة لـ Comet Siding Spring عندما طار الزائر السماوي قريبًا نسبيًا من الكوكب في أكتوبر 2014. وصفت ناسا صور المذنب ، التي أزيزت على بعد 86000 ميل (138000 كيلومتر) ، في ذلك الوقت بأنها ' أعلى المناظر دقة التي تم الحصول عليها على الإطلاق لمذنب قادم من سحابة أورت على أطراف النظام الشمسي.

ساعدت صور MRO للسطح العلماء الأوروبيين اكتشف مسار ExoMars Schiaparelli الفاشلة الهبوط خلال اقترابها في عام 2016. في نفس العام ، عثرت المركبة الفضائية أيضًا على مقبرة مهمة بيغل 2003 ، وهي مركبة فضائية أوروبية أخرى لم تصل بأمان إلى السطح.

في عام 2017 ، شاهدت المركبة الفضائية أدلة كثيرة على الانفجارات البركانية على أرضية Valles Marineris ، وهو نظام كانيون كبير يمتد ما يقرب من خمس محيط الكوكب الأحمر.

تستمر الأدلة على وجود جليد الماء في التراكم ، بما في ذلك تم الإعلان عن تلميحات من الجليد في منحدرات المريخ في عام 2017 ، وصفائح واسعة من جليد المياه الجوفية ، مما يوفر موردًا محتملاً لبعثات المريخ المستقبلية. في يونيو 2018 ، أظهرت صور من MRO عاصفة ترابية تغطي الكوكب بأكمله. مع وصول القليل من ضوء الشمس إلى السطح ، أوقفت العاصفة عمليات المركبة التي تعمل بالطاقة الشمسية ، لكن المركبة كيوريوسيتي التي تعمل بالطاقة النووية استمرت في إجراء الملاحظات العلمية.