science >> Wetenschap >  >> Astronomie

NASA's Odyssey-orbiter markeert 20 historische jaren van het in kaart brengen van Mars

Een zee van donkere duinen, gebeeldhouwd door de wind in lange lijnen, omringt de noordelijke poolkap en beslaat een gebied zo groot als Texas in deze afbeelding in valse kleuren van NASA's Mars Odyssey, het langst werkende Mars-ruimtevaartuig in de geschiedenis. Krediet:NASA/JPL-Caltech/ASU

NASA's Mars Odyssey-ruimtevaartuig uit 2001 werd 20 jaar geleden op 7 april gelanceerd. waardoor het het oudste ruimtevaartuig is dat nog steeds op de Rode Planeet werkt. de orbiter, die zijn naam ontleent aan Arthur C. Clarke's klassieke sci-fi-roman "2001:A Space Odyssey" (Clarke zegende het gebruik ervan vóór de lancering), werd gestuurd om de samenstelling van het Marsoppervlak in kaart te brengen, een venster naar het verleden bieden, zodat wetenschappers konden samenvatten hoe de planeet evolueerde.

Maar het heeft veel meer gedaan dan dat, het blootleggen van troven waterijs, dienen als een cruciale communicatieverbinding voor andere ruimtevaartuigen, en helpen de weg vrij te maken, niet alleen voor veiligere landingen, maar ook voor toekomstige astronauten.

Hier is een gedeeltelijke lijst van de vele prestaties van Odyssey.

Marsijs in kaart brengen

De twee decennia aan gegevens van Odyssey zijn een zegen geweest voor onderzoekers die werken aan het bepalen waar waterijs op de planeet is opgesloten. De watercyclus op Mars begrijpen - een planeet die ooit veel natter was, zoals de aarde - biedt inzicht in de manier waarop het in de loop van de tijd is veranderd:hoe beweegt water zich tegenwoordig over de planeet? Heeft de kanteling van de planeet invloed op waar ijs stabiel is? Odyssey's ontdekkingen hebben geholpen om die vragen weg te nemen.

"Vóór Odyssee, we wisten niet waar dit water op de planeet was opgeslagen, " zei projectwetenschapper Jeffrey Plaut van NASA's Jet Propulsion Laboratory in Zuid-Californië, die de Odyssey-missie leidt. "We hebben het voor het eerst vanuit een baan om de aarde gedetecteerd en later bevestigd dat het daar was met behulp van de Phoenix-lander."

Opslag van waterijs is ook nodig om astronauten te helpen overleven op Mars en om hun ruimtevaartuig van brandstof te voorzien. (In feite, astronauten waren de focus van een instrument aan boord van de Odyssey dat meet met hoeveel ruimtestraling ze te maken zouden krijgen voordat het in 2003 stopte met werken.) De orbiter vindt het waterijs met behulp van zijn gammastralingsspectrometer (GRS) detector, die heeft bewezen een capabele jager te zijn van waterstof aan de oppervlakte - een proxy voor waterijs. De GRS meet de hoeveelheid verschillende elementen op het oppervlak van Mars en dient ook als een knooppunt in NASA's interplanetaire gammastraaluitbarsting (GRB) detectienetwerk, die bronlocaties van GRB's identificeert voor follow-up astronomische waarnemingen.

Waar is Mars van gemaakt?

Kijk naar bijna elke kaartstudie van het oppervlak van Mars, en het bevat waarschijnlijk Odyssey-gegevens. Voor vele jaren, de meest complete wereldkaarten van Mars zijn gemaakt met de infraroodcamera van Odyssey, het Thermal Emission Imaging System genoemd, of THEMIS. De camera meet dag en nacht de oppervlaktetemperatuur, waardoor wetenschappers kunnen bepalen welke fysieke materialen, zoals steen, zand, of stof, bestaan. De gegevens onthullen de aanwezigheid van deze materialen op basis van hoe ze opwarmen of afkoelen in de loop van een Marsdag.

Het netto-effect van twee decennia van al dat in kaart brengen? Wetenschappers hebben de gegevens niet alleen gebruikt om valleinetwerken en kraters in kaart te brengen, ze hebben ook zandsteen kunnen spotten, ijzerrijke rotsen, zouten, en meer - bevindingen die een dieper inzicht geven in het verhaal van Mars. "Het is moeilijk te overschatten hoe de THEMIS-wereldkaart leemten in onze kennis heeft opgevuld, " zei Laura Kerber van JPL, Odyssey's plaatsvervangend projectwetenschapper.

Als een meteoriet kort voordat hij de grond raakt in tweeën breekt, de typische komvorm van een enkele inslagkrater wordt verdubbeld. Dit beeld is van NASA's Mars Odyssey, een van een 'All Star' set. Krediet:NASA/JPL-Caltech/ASU

Veiliger landen

THEMIS heeft meer dan 1 miljoen afbeeldingen teruggestuurd sinds het om Mars begon te cirkelen. De afbeeldingen en kaarten die het heeft gemaakt, benadrukken de aanwezigheid van gevaren, zoals topografische kenmerken en rotsblokken, maar ze helpen ook de veiligheid van toekomstige astronauten te waarborgen door de locatie van bronnen zoals waterijs te tonen. Dit helpt de wetenschappelijke gemeenschap van Mars en NASA bij het beslissen waar ze landers en rovers naartoe sturen, inclusief de Perseverance-rover, die op 18 februari landde, 2021.

Routine belt naar huis

Van jongs af aan, Odyssey heeft gediend als een langeafstandscallcenter voor NASA's rovers en landers, hun gegevens terugsturen naar de aarde als onderdeel van het Mars Relay Network. Het idee van Mars-relais gaat terug tot de jaren 70, toen de twee Viking-landers wetenschappelijke gegevens en afbeeldingen via een orbiter terug naar de aarde stuurden. Een orbiter kan radio's of antennes dragen die meer gegevens kunnen terugsturen dan een ruimtevaartuig aan de oppervlakte. Maar Odyssey maakte het proces routine toen het begon met het overbrengen van gegevens van en naar NASA's Spirit en Opportunity-rovers.

"Toen de tweelingrovers landden, het succes van het doorgeven van gegevens met behulp van de UHF-frequentie was een gamechanger, " zei Chris Potts van JPL, Odyssey's missiemanager.

Elke dag, de rovers zouden ergens anders heen kunnen gaan en nieuwe beelden terug naar de aarde kunnen sturen. Door een relais zoals Odyssey, wetenschappers kregen eerder meer gegevens, terwijl het publiek meer Mars-afbeeldingen kreeg om enthousiast over te zijn. Odyssey heeft meer dan 18, 000 estafettesessies. Tegenwoordig, het deelt de communicatietaak met NASA's Mars Reconnaissance Orbiter en MAVEN, samen met de ESA (European Space Agency) Trace Gas Orbiter.

Candy-Colored moons

Odyssey has done such a thorough job of studying the Martian surface that scientists have started turning its THEMIS camera to capture unique views of Mars' moons Phobos and Deimos. As with the Martian surface, studying each moon's thermophysics helps scientists determine the properties of materials on their surfaces. Such information can offer glimpses into their past:It's unclear whether the moons are captured asteroids or chunks of Mars, blasted off the surface by an ancient impact.

toekomstige missies, like the Japanese Space Agency's Martian Moons eXploration (MMX) spacecraft, will seek to land on these moons. In de verre toekomst, missions might even create bases on them for astronauts. And if they do, they'll rely on data from an orbiter that began its odyssey at the start of the millennium.

THEMIS was built and is operated by Arizona State University in Tempe. Odyssey's Gamma Ray Spectrometer was provided by the University of Arizona, Tucson, Los Alamos National Laboratory, and the Russian Space Research Institute. The prime contractor for the Odyssey project, Lockheed Martin Space in Denver, developed and built the orbiter. Mission operations are conducted jointly from Lockheed Martin and from JPL, een divisie van Caltech in Pasadena.