화성정찰위성
Mars Reconnaissance Orbiter![]() 화성 정찰 궤도선 | |
임무유형 | 화성궤도선 |
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교환입니다. | 나사/제트추진연구소 |
COSPARID | 2005-029A |
SATCAT no. | 28788 |
웹사이트 | mars nasa |
임무지속시간 | 발사 후 18년 1개월 14일 (화성에서 17년 6개월 16일 (6238솔) |
우주선 특성 | |
제조자 | Lockheed Martin / University of Arizona / Applied Physics Laboratory / 이탈리아 우주국 / Malin 우주 과학 시스템 |
발사질량 | 2,180kg (4,810lb)[1] |
건괴 | 1,031kg (2,273lb) |
탑재체질량 | 139kg (306lb) |
힘 | 600~2000와트 |
미션시작 | |
출시일자 | 2005년 8월 12일 11:43:00 ( | ) 11 UTC
로켓 | 아틀라스 V 401 |
발사장 | 케이프 커내버럴 SLC-41 |
청부업자 | 록히드 마틴 |
궤도 매개변수 | |
기준계 | 아레센트릭 |
레짐 | 태양동기식[2] |
성향 | 93도[2] |
기간 | 111분 |
화성궤도선 | |
안와삽입 | 2006년 3월 10일 21:24:00 UTC MSD 46990 12:48 AMT |
![]() 화성 정찰 궤도선 임무의 공식 휘장 |
화성 정찰 궤도선(MRO)은 나사의 화성 탐사 프로그램의 일환으로 화성에 있는 물의 존재를 탐색하고 화성에 대한 임무를 지원하기 위해 설계된 우주선입니다.2005년 8월 12일 11:43 UTC에 케이프 커내버럴에서 발사되어 2006년 3월 10일 21:24 UTC에 화성에 도달했습니다.2006년 11월, 6개월간의 에어로브레이크 끝에 최종 과학 궤도에 진입했고 주요 과학 단계를 시작했습니다.
임무의 목적은 화성의 기후를 관찰하는 것, 지질학적 힘을 조사하는 것, 미래의 착륙 장소에 대한 정찰을 제공하는 것, 그리고 지상 임무로부터 지구로 돌아오는 데이터를 중계하는 것을 포함합니다.이러한 목적을 지원하기 위해, MRO는 3대의 카메라, 2대의 분광기 그리고 1대의 지하 레이더를 포함한 다양한 과학 장비를 운반합니다.2023년 7월 29일 현재, MRO는 450 테라비트 이상의 데이터를 반환했으며, NASA의 화성 착륙선의 안전한 착륙 장소를 선택하는 데 도움을 주었고, 새로운 분화구에서 순수한 물 얼음을 발견했으며, 화성 표면에 한때 물이 흘렀다는 추가 증거를 발견했습니다.[3]
이 우주선은 의도된 설계 수명을 훨씬 넘어선 화성에서 계속해서 작동하고 있습니다.지상 임무를 위한 고속 데이터 중계기로서의 중요한 역할 때문에 NASA는 최소한 2020년대 후반까지 임무를 가능한 한 오래 지속할 계획입니다.2023년 9월 26일 현재, MRO는 6238솔(17년 6개월 16일) 동안 화성에서 활동하고 있으며, 2001년 Mars Odyssey, Mars Express에 이어 세 번째로 오래 화성 궤도를 도는 우주선입니다.
출시전
1999년 화성 기후 궤도선과 화성 극지 착륙선 임무가 실패한 후, NASA는 화성 탐사 프로그램을 재구성하고 다시 계획했습니다.2000년 10월 NASA는 계획된 임무의 수를 줄이고 "물을 따라라"라는 새로운 주제를 도입한 화성 계획을 발표했습니다.이 계획에는 2005년에 발사될 예정인 화성 정찰 궤도선(MRO)이 포함되어 있습니다.[4]
2001년 10월 3일, 나사는 록히드 마틴을 우주선 제작의 주 계약자로 선정했습니다.[5]2001년 말까지 임무의 모든 기구들이 선정되었습니다.MRO가 건설되는 동안 큰 차질은 없었고 우주선은 존 F에게 보내졌습니다. 2005년 5월 1일 케네디 우주센터에서 발사 준비를 하고 있습니다.[6]
미션목표

MRO는 과학적 목표와 "임무 지원" 목표를 모두 가지고 있습니다.프라임 사이언스 미션은 처음에는 2006년 11월부터 2008년 11월까지, 미션 지원 단계는 2006년 11월부터 2010년 11월까지 지속되도록 설계되었습니다.두 임무가 모두 연장되었습니다.[7]
MRO의 공식적인 과학적 목표는 현재의 기후, 특히 그것의 대기 순환과 계절적 변화를 관찰하는 것입니다. 과거와 현재의 물의 흔적을 찾고 그것이 어떻게 행성의 표면을 변화시켰는지 이해하는 것입니다. 표면을 형성한 지질학적 힘을 지도로 그리고 특성화하는 것입니다.[8]
화성으로의 다른 임무들을 지원하기 위해, MRO는 또한 임무 지원 목적들을 가지고 있습니다.지상 임무에서 지구로 귀환하는 데이터 중계 서비스를 제공하고, 미래 착륙 가능 지역과 화성 탐사선 횡단의 안전성과 실현 가능성을 평가하는 것입니다.[8]
MRO는 2008년 피닉스 착륙선, 2012년 화성 과학 연구소/큐리오시티 탐사선, 2018년 인사이트 착륙선, 2021년 화성 2020/퍼서비어런스 탐사선의 안전 착륙 장소를 선정하는 데 중요한 역할을 했습니다.[9][10][11]
발사 및 궤도삽입
2005년 8월 12일, MRO는 케이프 커내버럴 공군기지에서 우주발사단지 41호에서 아틀라스 V-401 로켓에 실려 발사되었습니다.[12]로켓의 상단부는 56분에 걸쳐 연소를 완료하고 MRO를 화성을 향해 행성간 이동 궤도에 올려놓았습니다.[13]
MRO는 화성에 도착하기 전 7개월 반 동안 행성간 우주를 순항했습니다.가는 동안, 대부분의 과학 기구들과 실험들이 시험되고 교정되었습니다.화성에 도달할 때 궤도를 적절히 삽입하기 위해 4개의 궤도 수정 기동을 계획하고 5번째 비상 기동을 논의했습니다.[14]그러나, 궤도 수정 기동은 단지 세 번만 필요했고, 이것은 MRO의 연장 임무 동안 사용할 수 있는 27 킬로그램의 연료를 절약했습니다.[15]
MRO는 2006년 3월 10일 화성에 접근하여 370~400km 고도에서 남반구 상공을 지나며 궤도 삽입을 시작했습니다.MRO의 6개의 주 엔진은 모두 27분 동안 연소되어 탐사선의 속도를 초당 1,000 미터 늦췄습니다.3개월 이상 전에 설계된 삽입 경로로 인해 매우 정확한 화상을 입었으며, 속도의 변화가 설계에서 불과 0.01% 부족하여 추가적으로 35초의 화상 시간이 필요했습니다.[16]
궤도 삽입이 완료되면 궤도선은 약 35.5시간의 주기로 고도의 타원형 극궤도에 오르게 됩니다.[17]삽입 직후, 화성에 가장 가까운 궤도의 지점인 근일점은 표면에서[17] 426 km (265 mi) 떨어져 있었습니다 (행성의 중심에서 3,806 km (2,365 mi).화성에서 가장 멀리 떨어진 궤도의 한 지점인 아포아프시스는 표면에서 44,500 km (27,700 mi) 떨어져 있었습니다 (행성의 중심에서 47,972 km (29,808 mi).[18]
MRO가 궤도에 진입했을 때, 그것은 궤도에 있거나 행성의 표면에 있는 다섯 대의 다른 활동적인 우주선과 합류했습니다.Mars Global Survey, Mars Express, 2001 Mars Odyssey, 그리고 두 대의 화성 탐사 로버 (Spirit and Opportunity).이것은 화성 근처에서 가장 작동이 잘 되는 우주선으로 기록을 세웠습니다.[19]
2006년 3월 30일, MRO는 더 낮은 원형 궤도를 더 짧은 주기로 달성하기 위해 필요한 연료를 반으로 줄이는 3단계 절차인 에어로 브레이크 과정을 시작했습니다.첫째, 행성의 첫 다섯 번의 궤도(지구 1주일) 동안, MRO는 추진기를 사용하여 궤도의 근일점을 공력제동 고도로 떨어뜨렸습니다.둘째로, MRO는 추진기를 사용하여 근일점 고도를 약간 수정하는 동안 궤도의 아포피스를 450 킬로미터(280 마일)로 줄이기 위해 445개의 행성 궤도(약 5개월) 동안 에어로브레이크 고도를 유지했습니다.이것은 우주선을 너무 가열하지 않고, 우주선의 속도를 늦추기 위해 대기에 충분히 담그는 방식으로 이루어졌습니다.셋째, 공정이 완료된 후, MRO는 2006년 8월 30일에 추진기를 사용하여 주변부를 대기의 가장자리 밖으로 이동시켰습니다.[20][21][22]
2006년 9월, MRO는 최종적으로 거의 원형 궤도를 지표면으로부터 약 250 ~ 316 km (155 ~ 196 mi)[23][24]로 조정하기 위해 추진기를 두 번 더 발사했습니다.SARAD 레이더 안테나는 9월 16일에 배치되었습니다.2006년 10월 7일부터 11월 6일까지 발생한 태양 결합 전에 모든 과학 기기들이 시험되었고 대부분 전원이 꺼졌습니다.이것은 태양으로부터 하전된 입자들이 신호를 방해하고 우주선을 위험에 빠뜨리는 것을 막기 위해서 행해졌습니다.[25]접속이 끝난 후 "1차 과학 단계"가 시작되었습니다.[26]
타임라인




2006년 9월 29일 (sol 402), MRO는 과학 궤도로부터 첫 번째 고해상도 이미지를 가져왔습니다.이 이미지는 지름이 90cm(3피트) 정도로 작은 물건을 분해할 수 있다고 합니다.10월 6일, 나사는 빅토리아 분화구의 MRO와 그 위의 림에 있는 오퍼튜니티 탐사선의 상세한 사진을 공개했습니다.[27]11월, 두 개의 MRO 우주선 기구들의 작동에 문제들이 드러나기 시작했습니다.화성 기후 경보 발생기(MCS)의 스텝핑 메커니즘이 여러 번 건너뛰어 시야가 약간 어긋났습니다.12월까지 계측기의 정상 작동은 중단되었지만 완화 전략을 통해 계측기가 의도한 관측치의 대부분을 계속 수행할 수 있게 되었습니다.[28]또한 HiRISE(High Resolution Imaging Science Experiment)의 여러 CCD에서 노이즈의 증가와 이로 인한 불량 픽셀이 관찰되었습니다.이 카메라는 웜업 시간이[a] 길어져서 문제가 완화되었습니다.그러나 원인은 아직 밝혀지지 않았고 다시 돌아올 수도 있습니다.[30]
2006년 11월 17일, NASA는 궤도 통신 릴레이로서 MRO의 성공적인 테스트를 발표했습니다.MRO는 NASA 탐사선 Spirit을 송신의 출발점으로 삼아 지구로 데이터를 다시 전송하는 중계기 역할을 했습니다.[31]HiRISE는 2008년 5월 25일에 Vastitas Borealis로 낙하산으로 하강하는 동안 피닉스 착륙선의 사진을 찍을 수 있었습니다(sol 990).[32]
이 궤도선은 2009년에도 4차례의 자발적 재설정을 포함한 반복적인 문제를 계속 겪었고, 결국 8월부터 12월까지 4개월 동안 우주선이 정지되었습니다.[33]엔지니어들은 재발된 재설정의 원인을 파악하지는 못했지만, 문제가 재발할 경우 문제 해결에 도움이 되는 새로운 소프트웨어를 개발했습니다.2010년 9월에 또 다른 자연 리셋이 일어났습니다.[34]
2010년 3월 3일, MRO는 지구에서 보낸 다른 모든 행성간 탐사선들을 합친 것보다 많은 100 테라비트 이상의 데이터를 지구로 다시 전송하면서 또 다른 중요한 이정표를 통과했습니다.[35]
2010년 12월, 첫번째 확장 미션이 시작되었습니다.목표는 계절별 과정을 탐험하고 표면 변화를 탐색하며 화성의 다른 우주선을 지원하는 것이었습니다.이것은 2012년 10월까지 지속되었고, 그 후 NASA는 2014년 10월까지 지속된 MRO의 두 번째 확장 임무를 시작했습니다.[34]2023년 현재, MRO는 5개의 임무를 완수했으며, 현재 6번째 임무를 수행하고 있습니다.[36]
2012년 8월 6일(sol 2483), 궤도선은 EDL 단계에서 화성 과학 연구소 임무의 착륙 지점인 게일 분화구 상공을 지나갔습니다.이 영상은 큐리오시티 탐사선이 등껍질과 초음속 낙하산을 타고 내려오는 모습을 하이라이즈 카메라를 통해 포착했습니다.[37]2014년 12월과 2015년 4월, 큐리오시티는 HiRISE에 의해 게일 크레이터 안에서 다시 촬영되었습니다.[38]
2014년 3월 9일, MRO가 한 컴퓨터에서 다른 컴퓨터로 예정되지 않은 스왑 후 안전 모드에 들어갔을 때 또 다른 컴퓨터 이상 현상이 발생했습니다.MRO는 4일 후 정상적인 과학 작업을 재개했습니다.이것은 2015년 4월 11일에 다시 발생했고, 그 후 일주일 후에 MRO는 완전한 작동 능력으로 돌아갔습니다.[34]
NASA는 [39]MRO와 화성 오디세이 궤도선[40], 메이븐 궤도선이[41] 2014년 10월 19일 사이딩 스프링 혜성 근접 비행을 연구할 기회를 가졌다고 보고했습니다.[42][43]MRO는 혜성이 내뿜는 물질로 인한 손상의 위험을 최소화하기 위해 2014년 7월 2일과 8월 27일에 궤도 조정을 했습니다.근접 비행 동안, MRO는 오르트 구름에서 혜성의 사진을 찍었고 손상되지 않았습니다.[38]
2015년 1월, MRO는 2003년 착륙 단계에서 유실되어 추락한 것으로 생각되었던 영국의 비글 2호의 잔해를 발견하고 확인했습니다.그 이미지들은 비글 2가 실제로 안전하게 착륙했지만, 그것의 태양 전지판들 중 하나 혹은 두 개가 완전히 전개되지 못했고, 그것은 라디오 안테나를 막았다는 것을 드러냈습니다.[38][44]2016년 10월, 또 다른 잃어버린 우주선 스키아파렐리 EDM의 충돌 현장이 MRO에 의해 CTX와 HiRISE 카메라를 사용하여 촬영되었습니다.[38]
2015년 7월 29일, MRO는 2016년 9월에 예정된 Insight 화성 착륙선의 도착 동안 통신 지원을 제공하기 위해 새로운 궤도에 진입했습니다.[45]기동대의 엔진 연소는 75초 동안 지속되었습니다.[46]인사이트는 지연되어 2016년 발사 시점을 놓쳤으나 2018년 5월 5일 다음 시점에서 성공적으로 발사되어 2018년 11월 26일 착륙하였습니다.[47]
임무의 수명 때문에 수많은 MRO 부품들이 열화되기 시작했습니다.2005년 임무 시작부터 2017년까지 MRO는 고도와 방향 조절을 위해 미니어처 관성 측정 장치(MIMU)를 사용했습니다.58,000시간의 사용과 제한된 수명을 가진 후, 궤도선은 백업으로 전환했고, 2018년 현재 52,000시간의 사용 시간에 도달했습니다.백업의 수명을 보존하기 위해 NASA는 2018년 일상적인 작업을 위해 MIMU에서 "올스텔라" 모드로 전환했습니다."올-스텔라" 모드는 카메라와 패턴 인식 소프트웨어를 사용하여 별의 위치를 결정하고, 이를 통해 MRO의 방향을 식별할 수 있습니다.[48]또한 2017년 HiRISE에서 사진이 흐려지는 문제와 배터리 열화 문제도 발생하였으나 이후 해결되었습니다.[49]
2017년, CRISM이 사용하는 냉동기는 라이프사이클을 완료하여 전체 파장 범위가 아닌 가시 파장으로 기기의 성능을 제한했습니다.2022년 NASA는 CRISM의 전면적인 폐쇄를 발표했고, 이 장비는 이전 데이터와 극저온 냉각기가 필요 없는 제한된 두 번째 분광기를 사용하여 두 개의 최종적인 지구 근처 지도를 만든 후 2023년 4월 3일에 공식적으로 폐기되었습니다.[38][50][51]
악기
세 대의 카메라, 두 대의 분광기, 그리고 한 대의 레이더가 세 개의 공학 기구와 두 개의 "과학 시설 실험"과 함께 궤도선에 포함되어 있는데, 이들은 공학 하부 시스템의 데이터를 이용하여 과학 데이터를 수집합니다.두 개의 엔지니어링 기구는 미래의 임무를 위해 새로운 장비를 시험하고 시연하는 데 사용되고 있습니다.[52]MRO는 매년 약 29,000장의 이미지를 촬영합니다.[53]
하이라이즈
고해상도 영상 과학 실험(HiRISE) 카메라는 0.5m (1ft 8in) 반사 망원경으로, 지금까지 심우주 임무에 수행된 것 중 가장 크고, 300km (190m) 고도에서 1마이크로라디안 또는 0.3m (1ft 0in)의 해상도를 가지고 있습니다.이에 비해 일반적으로 0.5m(1ft 8in)의 해상도로 지구의 위성 이미지를 이용할 수 있습니다.[54]HiRISE는 400~600 nm(파란색-녹색 또는 B-G), 550~850 nm(빨간색), 800~1,000 nm(근적외선)의 세 가지 색상 대역으로 이미지를 수집합니다.[55]
빨간색 컬러 이미지는 가로 20,264 픽셀(가로 6km(3.7mi), B-G 및 NIR은 가로 4,048 픽셀(가로 1.2km)입니다.HiRISE의 온보드 컴퓨터는 이 선들을 궤도선의 지상 속도에 맞춰 읽어내고, 이미지의 길이는 무제한이 될 가능성이 있습니다.그러나 실제로는 컴퓨터의 28Gb 메모리 용량에 따라 길이가 제한되며, 공칭 최대 크기는 B-G 및 NIR 이미지의 경우 20,000 × 40,000 픽셀(800 메가픽셀) 및 4,000 × 40,000 픽셀(160 메가픽셀)입니다.각각의 16.4 Gb 이미지는 전송 전에 5 Gb로 압축되어 HiRISE 웹사이트에서 JPEG 2000 형식으로 일반에 공개됩니다.[24][56]HiRISE는 잠재적 착륙 지점의 매핑을 용이하게 하기 위해 지형을 0.25m(9.8인치)의 정확도로 계산할 수 있는 스테레오 영상 쌍을 생성할 수 있습니다.[57]HiRISE는 Ball Aerospace & Technologies Corporation에 의해 만들어졌습니다.[58]
CTX
컨텍스트 카메라(CTX)는 최대 약 6m(20피트) 픽셀 해상도의 그레이스케일 이미지(500~800nm)를 제공합니다.CTX는 HiRISE 및 CRISM의 목표 관측을 위한 컨텍스트 맵을 제공하도록 설계되었으며, 또한 화성의 넓은 지역을 모자이크 처리하고, 시간에 따른 변화에 대한 다수의 위치를 모니터링하며, 주요 지역 및 잠재적인 미래 착륙 장소의 스테레오(3D) 커버리지를 획득하는 데 사용됩니다.[59][60]CTX의 광학 장치는 350mm(14인치) 초점 거리의 막수토프 카세그레인 망원경과 5,064픽셀 와이드 라인 어레이 CCD로 구성되어 있습니다.이 기기는 너비 30km(19mi)의 사진을 촬영하고 160km(99mi)의 이미지를 메인 컴퓨터에 로드하기 전에 저장할 수 있는 충분한 내부 메모리를 가지고 있습니다.[61]이 카메라는 말린 우주 과학 시스템에 의해 제작되었으며 작동됩니다.CTX는 2017년 3월까지 화성의 99% 이상을 지도화했으며 2023년에는 상호작용적인 화성 지도를 만드는 데 도움을 주었습니다.[62][63]
MARCI
화성 컬러 이미저(MARCI)는 5개의 가시광선 대역과 2개의 자외선 대역으로 화성 표면을 관찰하는 광각, 비교적 낮은 해상도의 카메라입니다.MARCI는 매일 약 84개의 이미지를 수집하고 픽셀 해상도가 1~10km(0.62~6.21m)인 전역 지도를 만듭니다.이 지도는 화성의 주간 기상 보고서를 제공하고, 화성의 계절적 변화와 연간 변화를 특징짓는 데 도움이 되며, 화성의 대기 중 수증기와 오존의 존재를 지도로 만듭니다.[64]이 카메라는 말린 우주 과학 시스템에 의해 제작되고 작동됩니다.하나의 CCD 센서에 7개의 컬러 필터가 직접 접착된 180도 어안 렌즈가 장착되어 있습니다.[65][66]1998년에 발사된 화성 기후 궤도선에도 같은 MARCI 카메라가 탑재되어 있었습니다.[67]
크리스즘
화성용 소형 정찰 영상 분광기(Compact Reconnaissance Imaging Spectrometer for Mars, CRISM) 기기는 가시광선 및 근적외선 분광기로 화성 표면 광물학의 상세 지도를 만드는 데 사용됩니다.[68]362~3920nm로 작동하며, 544개 채널(각각 폭 6.55nm)에서 스펙트럼을 측정하며, 300km(190m) 고도에서 18m(59ft)의 해상도를 갖습니다.[68][69]CRISM은 화성 표면에 물의 과거 또는 현재 존재를 나타내는 광물과 화학물질을 확인하는 데 사용되고 있습니다.이러한 물질에는 철산화물, 필로규산화물, 탄산염 등이 있으며, 이들은 가시광선 에너지에 특징적인 패턴을 가지고 있습니다.[70]크리스엠 기구는 2023년 4월 3일에 폐쇄되었습니다.[50]
MCS
화성 기후 소리꾼(MCS)은 대기의 수직적 변화를 정량화하기 위해 대기를 통해 아래쪽과 수평을 모두 봅니다.1개의 가시/근적외선 채널(0.3~3.0μm)과 8개의 원적외선(12~50μm) 채널이 목적에 맞게 선택된 분광기입니다.MCS는 (MRO에서 볼 때) 화성의 수평선에서 대기를 수직 슬라이스로 나누고 각 슬라이스 내에서 5km(3.1mi) 단위로 측정하여 관찰합니다.이 측정값들은 화성 날씨의 기본 변수들인 온도, 압력, 습도, 그리고 먼지 밀도를 보여주기 위해 매일 지구 기상도에 조립됩니다.[71]
NASA의 제트 추진 연구소(JPL)에서 제공하는 이 기구는 원래 1992년 화성 관측기와 1998년 화성 기후 궤도선 임무를 위해 JPL에서 개발된 더 무겁고 더 큰 기구의 업데이트 버전입니다.[72]
SHARAD(수중 레이더)

MRO의 SHARAD(Shallow Subsurface Radar) 실험은 화성 극지방 만년설의 내부 구조를 조사하기 위해 고안되었습니다.그것은 또한 지표면에서 접근할 수 있을지도 모르는 얼음, 바위 그리고 액체 상태의 물의 지하층에 대한 행성 전체의 정보를 수집합니다.SHARAD는 15~25 MHz 사이의 HF 전파를 사용합니다. 이 범위는 7 m(23 ft)에서 최대 깊이 1 km(0.6 mi)까지 얇은 층을 분해할 수 있습니다.수평 해상도는 0.3~3km(0.2~1.9m)입니다.[73]SHARAD는 Mars Express MARSIS와 연동되도록 설계되었으며, 이는 해상도는 낮지만 훨씬 더 깊이를 관통합니다.샤라드와 마르시스 둘 다 이탈리아 우주국에 의해 만들어졌습니다.[74]
엔지니어링 계측기 및 실험
영상 장비 외에도, MRO는 세 개의 공학 장비를 운반합니다.Electra 통신 패키지는 진화하는 중계 기능을 위한 유연한 플랫폼을 제공하는 UHF 소프트웨어 정의 라디오입니다.[75]화성에서 다른 우주선이 접근하고, 착륙하고, 활동할 때 다른 우주선과 통신할 수 있도록 설계되었습니다.Electra는 1kbit/s ~ 2Mbit/s의 프로토콜 제어 우주선 간 데이터 링크 외에도 초안정 발진기를 기반으로 도플러 데이터 수집, 개방 루프 기록 및 정확도가 높은 타이밍 서비스를 제공합니다.[76][77]접근 차량에 대한 도플러 정보는 최종 하강 목표 또는 하강 및 착륙 궤적 생성에 사용될 수 있습니다.착륙한 차량에 대한 도플러 정보는 과학자들이 화성 착륙선과 탐사선의 표면 위치를 정확하게 측정할 수 있게 해줍니다.두 대의 MER 우주선은 화성 오디세이 궤도선을 통해 유사한 기능을 제공하는 이전 세대의 UHF 중계 라디오를 사용했습니다.Electra 라디오는 MER 우주선, 피닉스 착륙선 및 큐리오시티 탐사선과 정보를 주고받았습니다.[78]

순항 단계에서, MRO는 지구와 통신하기 위한 전력 집약적인 방법을 보여주기 위해 K 밴드a 통신 실험 패키지를 사용하기도 했습니다.[80]
광학 항법 카메라는 MRO의 궤도를 정확하게 결정하기 위해 화성의 위성인 포보스와 데이모스를 배경별에 대해 촬영합니다.이것은 중대하지는 않지만, 향후 우주선의 궤도 선회와 착륙을 위한 기술 시험으로 포함되었습니다.[81]광학 항법 카메라는 2006년 2월과 3월에 성공적으로 테스트되었습니다.[82]
두 차례의 추가적인 과학 조사도 우주선에서 진행 중입니다.중력장 조사 패키지는 우주선의 속도 변화를 통해 화성 중력장의 변화를 측정합니다.속도 변화는 지구에서 수신되는 MRO의 무선 신호의 도플러 이동을 측정함으로써 감지됩니다.이 조사의 데이터는 화성의 지표면 지질을 이해하고, 대기의 밀도를 결정하며, 지표면에 축적된 이산화탄소의 위치에 대한 계절적 변화를 추적하는 데 사용될 수 있습니다.[83]
대기 구조 조사국은 공기 제동 중에 화성의 대기 밀도를 추정하기 위해 민감한 탑재 가속도계를 사용했습니다.측정은 계절별 바람의 변화, 먼지 폭풍의 영향, 그리고 대기의 구조를 더 잘 이해하는 데 도움이 되었습니다.[84]
엔지니어링자료

구조.
덴버에 있는 Lockheed Martin Space Systems의 직원들은 우주선 구조물을 조립하고 기구들을 부착했습니다.제트 추진 연구소, 애리조나 투손에 있는 애리조나 대학 달 및 행성 연구소, 메릴랜드 로렐에 있는 존스 홉킨스 대학 응용 물리학 연구소, 로마에 있는 이탈리아 우주국, 샌디에고에 있는 말린 우주 과학 시스템에서 기구들을 만들었습니다.[85]
이 구조물은 대부분 탄소 복합재와 알루미늄 혼방판으로 이루어져 있습니다.티타늄 연료 탱크는 우주선의 부피와 질량의 대부분을 차지하고 구조적으로 완전한 상태를 대부분 제공합니다.[86]우주선의 총 질량은 2,180 kg (4,810 lb) 미만이고 연료를 주입하지 않은 건조 질량은 1,031 kg (2,273 lb) 미만입니다.[87]
전력계통

MRO는 두 개의 태양 전지판으로부터 전력을 모두 공급받는데, 두 개의 전지판은 두 개의 축(상하 또는 좌-우 회전)을 중심으로 독립적으로 움직일 수 있습니다.각 태양광 패널의 크기는 5.35m x 2.53m(17.6ft x 8.3ft)이며 3,744개의 개별 태양광 전지로 덮인 9.5m2(102sqft)입니다.[88][76]고효율 태양전지는 태양으로부터 받는 에너지의 26% 이상을 직접 전기로 변환할 수 있고, 서로 연결되어 총 32볼트의 출력을 낼 수 있습니다.화성 궤도를 도는 동안 패널은 600~2000와트의[b] 전력을 생산합니다.[89][76][8] 반대로 패널은 태양에 더 가까이 접근함으로써 비슷한 지구 궤도에서 6,000와트의 전력을 생산합니다.[88][76]
MRO에는 우주선이 태양을 향하지 않을 때 동력을 공급하는 데 사용되는 2개의 충전식 니켈 수소 배터리가 있습니다.각 배터리의 에너지 저장 용량은 50암페어 시간(180kC)입니다.우주선의 전압 제약으로 인해 배터리의 전체 범위를 사용할 수는 없지만, 배터리 방전이 장기 위성 고장의 가장 일반적인 원인 중 하나라는 점을 고려할 때, 운영자는 배터리 수명을 연장할 수 있습니다.설계자들은 우주선의 수명 동안 배터리 용량의 40%만 필요할 것으로 예상합니다.[88]
전자시스템
MRO의 주 컴퓨터는 133 MHz, 1,040만 트랜지스터, 32비트, RAD750 프로세서, 방사선 경화 버전의 Power입니다.PC 750 또는 G3 프로세서(목적에 맞게 제작된 마더보드 포함)[90]운영 체제 소프트웨어는 VxWorks이며 광범위한 장애 보호 프로토콜과 모니터링 기능을 갖추고 있습니다.[91]
데이터는 각각 256 Mbit 용량의 700개 이상의 메모리 칩으로 구성된 160 Gbit(20 GB) 플래시 메모리 모듈에 저장됩니다.이 메모리 용량은 획득할 데이터의 양을 고려할 때 그다지 크지 않습니다. 예를 들어, HiRISE 카메라의 단일 이미지는 28Gb만큼 클 수 있습니다.[91]
전기통신시스템


그것이 출시되었을 때, MRO 상의 텔레콤 서브시스템은 깊은 공간으로 보내진 최고의 디지털 통신 시스템이었고, 처음으로 용량 접근 터보 코드를 사용했습니다.이전의 어떤 심우주 미션보다 강력했고, 이전의 화성 미션보다 10배 이상 빠른 데이터 전송이 가능했습니다.[92]Electra 통신 패키지와 함께 시스템은 8.41GHz의 X-밴드 주파수를 통해 Deep Space Network를 통해 데이터를 전송하는 데 사용되는 매우 큰(3m(9.8ft) 안테나로 구성됩니다.또한 높은 데이터 전송률을a 위해 32GHz에서 K 대역을 사용하는 것을 보여줍니다.[93]화성으로부터의 최대 전송 속도는 최대 6 Mbit/s이지만 평균 0.5에서 4 Mbit/s 사이입니다.[92]우주선에는 100와트 X-밴드 이동식 웨이브 튜브 앰프(TWTA) 2개, 35와트 K-밴드a 앰프 1개, SDST(Small Deep Space Transponder) 2개가 탑재되어 있습니다.[94][95]
두 개의 더 작은 저이득 안테나가 비상사태 및 특별한 사건 동안 낮은 속도의 통신을 위해 존재합니다.이 안테나에는 포커싱 접시가 없으며 어느 방향에서든 송수신이 가능합니다.MRO의 주 안테나가 지구에서 멀리 떨어져 있는 경우에도 항상 MRO에 도달할 수 있도록 보장하는 중요한 백업 시스템입니다.[96][97]
K 밴드a 서브시스템은 그러한 시스템이 미래에 우주선에 의해 어떻게 사용될 수 있는지를 보여주기 위해 사용되었습니다.8.41GHz X-밴드에서 스펙트럼이 부족하기 때문에 향후 고속도의 심우주 임무는 32GHz K-밴드를a 사용할 것입니다.NASA DSN(Deep Space Network)은 34m 빔 도파로(BWG) 안테나 서브넷을 통해 3개의 복합 시설(골드스톤, 캔버라, 마드리드)에서 모두 K-밴드a 수신 기능을 구현했습니다.[93]과학 단계에서 K-밴드a 테스트도 계획되었지만, 에어로 브레이크 중에 스위치가 실패하여 X-밴드 고이득 안테나가 단일 증폭기로 제한되었습니다.[98]이 앰프에 장애가 발생하면 모든 고속 X-밴드 통신이 끊어집니다.Ka 다운링크는 이 기능을 위해 남아있는 유일한 백업이며, SDST 트랜스폰더 중 하나의 K 밴드a 기능이 이미 실패했기 때문에 ([99]그리고 다른 하나는 같은 문제가 있을 수도 있음) JPL은 모든 K 밴드a 시연을 중단하고 남은 기능을 보류하기로 결정했습니다.[100]
2013년 11월까지, MRO는 반환되는 과학 데이터의 양에서 200 테라비트를 넘겼습니다.이번 미션에 의해 반환된 데이터는 지난 10년간 NASA 제트추진연구소가 관리한 다른 모든 미션에 대해 NASA의 딥 스페이스 네트워크를 통해 반환된 전체 데이터의 3배가 넘는 것입니다.[101]

추진 및 자세 제어
우주선은 1,187 kg (2,617 lb)의 히드라진 모노프로펠러로 채워진 1,175 L (258 imp gal; 310 US gal) 연료 탱크를 사용합니다.연료 압력은 외부 탱크에서 가압된 헬륨 가스를 추가함으로써 조절됩니다.추진제의 70%는 궤도 삽입에 사용되었으며 2030년대에도 계속 작동할 수 있는 충분한 추진제를 가지고 있습니다.[102][103]
MRO에는 20개의 로켓 엔진 추진기가 탑재되어 있습니다.6개의 대형 추력기는 주로 궤도 삽입용으로 사용되는f 총 1,020N(230lb)의 추력을 각각 170Nf(38lb)씩 생산합니다.이 추진기들은 원래 Mars Surveiller 2001 Lander를 위해 설계되었습니다.6개의 중간 추력기는 궤도 삽입 동안 궤도 수정 기동 및 자세 제어를 위해 각각 22N(4.9lbf)의 추력을 생성합니다.마지막으로, 8개의 소형 추진기는 정상 작동 중 자세 제어를 위해 각각 0.9N (0.20 lbf)의 추진력을 생산합니다.[102]
또한 4개의 리액션 휠은 고해상도 이미징과 같이 매우 안정적인 플랫폼을 필요로 하는 작업에서 정밀한 자세 제어를 위해 사용됩니다. 이 경우 작은 움직임으로도 이미지가 흐려질 수 있습니다.각 휠은 한 축의 운동에 사용됩니다.네 번째 휠은 다른 세 개의 휠 중 하나가 고장날 경우를 대비한 백업입니다.각 휠의 무게는 10kg(22lb)이며 100Hz 또는 6,000rpm까지 빠르게 회전할 수 있습니다.[102][104]
우주선의 궤도를 결정하고 기동을 용이하게 하기 위해 우주선 주위에 태양 센서 16개(1차 8개, 백업 8개)를 배치하여 궤도선의 프레임에 대한 태양 방향을 보정합니다.두 개의 별 추적기, 즉 목록에 있는 별들의 위치를 지도로 나타내는데 사용되는 디지털 카메라는 NASA에게 우주선의 방향과 자세에 대한 완전한 3축 지식을 제공합니다.허니웰이 제공하는 기본 및 백업 미니어처 관성 측정 장치(MIMU)는 우주선의 자세 변화와 선형 속도에 대한 중력에 의해 유도되지 않은 변화를 측정합니다.각각의 MIMU는 3개의 가속도계와 3개의 링 레이저 자이로스코프의 조합입니다.이러한 시스템은 미션에 필요한 고품질의 사진을 촬영하기 위해 카메라를 매우 높은 정밀도로 향하게 할 수 있어야 하기 때문에 MRO에게 매우 중요합니다.또한 우주선의 진동을 최소화하여 진동으로 인한 왜곡 없이 장비가 이미지를 촬영할 수 있도록 특별히 설계되었습니다.[105][106][107]
비용.

주요 임무가 끝날 때까지 MRO의 총 비용은 7억 1660만 달러였습니다.이 중 우주선 개발에 4억1660만 달러, 발사에 약 9000만 달러, 5년간 임무수행에 2억1000만 달러가 투입됐습니다.2011년 이후 인플레이션 조정 시 MRO의 연간 운영 비용은 평균적으로 연간 3,100만 달러에 달합니다.[108]
디스커버리
얼음

2009년 9월 사이언스지의 한 기사는 화성의 몇몇 새로운 분화구들이 비교적 순수한 물 얼음을 발굴했다고 보도했습니다.[109]노출된 후, 얼음은 승화되면서 점차 사라집니다.이 새로운 분화구들은 CTX 카메라에 의해 발견되고 연대가 측정되었으며, 얼음의 식별은 CRISM을 사용하여 확인되었습니다.그 얼음은 세브레니아 사각형에 있던 세 곳 중 다섯 곳에서 발견되었습니다.이 위치는 55°34입니다.'N 150°37'E / 55.57°N 150.62°E / ; 43°17'N 176°54'E / 43.28°N 176.9°E / 43 45°00'N 164°30'E / 45°N 164.5°E / 45 164.다른 두 개는 디아크리아 사각형에 있습니다: 46°42'N 176°48'E / 46.7°N 176.8°E / 46및 °20'N 176°54'E / 46.33°N 176.9°E/46176.[110][111]
SHARAD의 레이더 결과에 따르면 로브레이트 파편 앞치마(LDA)라고 불리는 특징들이 많은 양의 물 얼음을 포함하고 있다고 합니다.바이킹 오비서의 시대로부터 관심을 끌었던 이 LDA는 절벽을 둘러싼 물질의 앞치마입니다.그들은 볼록한 지형과 완만한 경사를 가지고 있습니다. 이것은 가파른 원천 절벽에서 멀리 떨어진 흐름을 암시합니다.게다가, 엽상 파편 앞치마는 지구의 암석 빙하처럼 표면의 선을 보여줄 수 있습니다.[112]SHARAD는 Hellas Planitia에 있는 LDA가 얇은 잔해 층(즉, 암석과 먼지)으로 덮인 빙하라는 강력한 증거를 제공했습니다. LDA의 꼭대기와 바닥에서 강한 반사가 관찰되었으며, 순수한 물 얼음이 (두 반사 사이의) 형성의 대부분을 구성한다는 것을 암시합니다.[113]피닉스호의 착륙선 실험과 궤도에서 화성 오디세이호를 연구한 결과 화성 표면 바로 아래(고위도)에 물얼음이 존재하는 것으로 알려져 있습니다.[114][115]
염화물 및 수성광물
Mars Global Survey, Mars Odyssey, 그리고 MRO의 데이터를 사용하여, 과학자들은 광범위한 염화 광물 매장량을 발견했습니다.증거는 그 퇴적물이 광물질이 풍부한 물의 증발로부터 형성되었다는 것을 암시합니다.이 연구는 화성 표면의 넓은 지역에 호수들이 흩어져 있었을 수도 있다는 것을 암시하고 있습니다.보통 염화물은 용액에서 나오는 마지막 광물입니다.탄산염, 황산염, 실리카는 그들보다 먼저 침전되어야 합니다.황산염과 실리카는 화성 탐사선들에 의해 표면에서 발견되었습니다.염화 광물이 있는 곳은 한 때 다양한 생물 형태를 가지고 있었을 것입니다.게다가, 그러한 지역들은 고대 생활의 흔적들을 보존할 수 있었습니다.[116]
2009년, CRISM 팀의 한 과학자 그룹은 물의 존재하에서 형성되는 9개에서 10개의 다른 종류의 광물에 대해 보고했습니다.다른 종류의 점토(필로규산염이라고도 불림)가 많은 장소에서 발견되었습니다.확인된 필로규산에는 알루미늄 스멕타이트, 철/마그네슘 스멕타이트, 카올리나이트, 프레나이트 및 클로라이트가 포함되었습니다.이시디스 분지 주변에서 탄산염이 함유된 암석이 발견되었습니다.탄산염은 생명체가 발달할 수 있었던 한 부류에 속합니다.마리네리스 계곡 주변 지역은 수화된 실리카와 수화된 황산염을 함유하고 있는 것으로 밝혀졌습니다.연구원들은 Meridiani와 Vales Marineris에서 수화된 황산염과 철광물을 발견했습니다.화성에서 발견된 다른 광물들은 자로사이트, 자루나이트, 헤마타이트, 오팔, 그리고 석고였습니다.2-5개의 광물 등급은 생명체가 자랄 수 있도록 적절한 pH와 충분한 물로 형성되었습니다.[117]
반복경사선

2011년 8월 4일(sol 2125) NASA는 MRO가 화성 표면이나 지표면에 소금물이 흐르는 것으로 보이는 것에 의해 발생하는 반복적인 경사면 선으로 알려진 경사면에서의 어두운 줄무늬를 감지했다고 발표했습니다.[118]2015년 9월 28일, 이 발견은 나사의 특별한 기자 회견에서 확인되었습니다.[119][120]그러나 2017년에 추가적인 연구에 따르면 이 어두운 줄무늬들은 모래알들과 먼지들이 비탈길을 미끄러져 내려오면서 만들어졌고, 물이 땅을 어둡게 하는 것이 아니라고 합니다.[121]
참고 항목
- 화성탐사 – 화성탐사 개요
- 화성의 지리 – 화성 지역의 설명 및 특성화방향 하는 페이지
- HiWish 프로그램 – MRO 이미지에 대한 공개적인 제안을 위한 NASA 프로그램
메모들
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추가열람
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외부 링크

공식 계측기 웹사이트
- 아리조나 대학의 HiRISE 웹사이트
- 말린 우주 과학 시스템의 CTX 웹사이트
- 말린 우주 과학 시스템의 MARCI 웹사이트
- NASA의 SHARAD 웹사이트
- 존스 홉킨스 대학 응용물리학 연구소의 크리스엠 웹사이트