Należący do NASA orbiter Mars Odyssey 2001 wykonał to pojedyncze zdjęcie Olympus Mons, najwyższego wulkanu w Układzie Słonecznym, 11 marca 2024 r. Oprócz zapewnienia bezprecedensowego widoku wulkanu, zdjęcie pomaga naukowcom badać różne warstwy materii w atmosferze, w tym chmury i kurz. Źródło: NASA/JPL-Caltech/ASU
23-letni orbiter robi zdjęcia, które oferują szeroki horyzont widoków Czerwonej Planety, podobne do tych, które astronauci na pokładzie Międzynarodowa Stacja Kosmiczna widzieć nad Ziemią.
NASAjest rok 2001 Mars Orbiter Odyssey świętuje 100 000 okrążeń wokół Marsa, dostarczając cennych danych i oszałamiających zdjęć, takich jak niedawne horyzontalne zdjęcie Olympus Mons. Misja, zarządzana przez Laboratorium Napędów Odrzutowych NASA, wykorzystuje innowacyjne techniki do rejestrowania unikalnych perspektyw powierzchni i atmosfery Marsa, pomagając w zrozumieniu naukowym i przyszłych badaniach.
Świętujemy kamień milowy: 100 000 orbit Marsa
Najdłużej żyjący robot marsjański NASA osiągnął niedawno nowy kamień milowy. 30 czerwca od wystrzelenia 23 lata temu wykonał 100 000 podróży wokół Czerwonej Planety. W tym czasie orbiter Mars Odyssey 2001 mapował minerały i lód na powierzchni Marsa, identyfikował miejsca lądowania dla przyszłych misji i przesyłał na Ziemię dane z łazików i lądowników NASA.
Naukowcy wykorzystali niedawno kamerę orbitera do wykonania nowego, oszałamiającego zdjęcia Olympus Mons, najwyższego wulkanu w Układzie Słonecznym. Zdjęcie jest częścią ciągłych wysiłków zespołu Odyssey mających na celu zapewnienie widoku horyzontu planety z dużej wysokości. (Pierwsze z tych widoków opublikowano pod koniec 2023 r.) Podobnie jak z perspektywy ziemskich astronautów wchodzących na pokład Międzynarodowej Stacji Kosmicznej (ISS), widok ten pozwala naukowcom dowiedzieć się więcej o chmurach i pyle unoszącym się w powietrzu na Marsie.
Powyżej pokazano cyfrową mozaikę Olympus Mons, największego znanego wulkanu w Układzie Słonecznym, wykonaną przez sondę Viking 1 Orbiter. Ma 27 km wysokości, u podstawy ponad 600 km i jest otoczony wyraźną skarpą o wysokości do 6 km. Miejscami lawa spływa po skarpie. Większość równin otaczających wulkan pokryta jest prążkowaną i żłobkowaną „aureolą” Olympus Mons. Pochodzenie aureoli jest kontrowersyjne, ale może być związane ze zsuwaniem się grawitacji ze zboczy wulkanu przodków. Kaldera szczytowa (centralna depresja) ma prawie 3 km głębokości i 25 km szerokości. Prawdopodobnie powstał w wyniku nawracającego zapadnięcia się po osuszeniu magmy w wyniku erupcji bocznych. Źródło: NASA/JPL-Caltech/USGS
Najnowsze zdjęcie horyzontu, wykonane 11 marca, ukazuje Olympus Mons w całej okazałości. Z podstawą rozciągającą się na długości 373 mil (600 kilometrów), wulkan tarczowy wznosi się na wysokość 17 mil (27 kilometrów).
„Zwykle widzimy Olympus Mons z góry w postaci wąskich pasków, ale kierując statek kosmiczny w stronę horyzontu, możemy na jednym zdjęciu zobaczyć, jak duży góruje nad krajobrazem” – powiedział naukowiec projektu Odyssey, Jeffrey Plaut z Jet Propulsion Laboratory (JPL) NASA ) w południowej Kalifornii, która zarządza misją. „Obraz jest nie tylko spektakularny, ale także dostarcza nam unikalnych danych naukowych”.
Należąca do NASA sonda Mars Odyssey przybyła na Marsa w 2001 roku, aby wykryć wodę i płytko zakopany lód na Marsie oraz zbadać środowisko radiacyjne planety. Odyssey jest częścią długoterminowego programu eksploracji Marsa, mającego na celu zautomatyzowaną eksplorację Czerwonej Planety. Źródło: NASA/JPL-Caltech
Oprócz zamrożenia chmur i pyłu takie zdjęcia, wykonane przez wiele pór roku, mogą zapewnić naukowcom bardziej szczegółowe zrozumienie marsjańskiej atmosfery.
Niebieskawo-biały pas na dnie atmosfery wskazuje, ile pyłu było w tym miejscu wczesną jesienią, kiedy zwykle zaczynają się wzmagać burze piaskowe. Fioletowa warstwa powyżej powstała prawdopodobnie wskutek zmieszania się czerwonego pyłu planety z niebieskawymi obłokami lodu wodnego. Wreszcie, w górnej części zdjęcia, widać niebiesko-zieloną warstwę, gdzie chmury z lodem wodnym wznoszą się na wysokość około 50 kilometrów.
Ta infografika pokazuje, ile danych i ile zdjęć zebrał orbiter Mars Odyssey 2001 NASA w ciągu 23 lat operacji wokół Czerwonej Planety. Źródło: NASA/JPL-Caltech
Jak zrobili zdjęcie
Nazwany na cześć klasycznej powieści science-fiction Arthura C. Clarke’a „2001: Odyseja kosmiczna”, orbiter uchwycił tę scenę za pomocą termoczułej kamery zwanej Thermal Emission Imaging System, w skrócie TEMIDA, który zbudował i obsługuje Uniwersytet Stanowy Arizona w Tempe. Ponieważ jednak aparat ma patrzeć na powierzchnię, wykonanie zdjęcia horyzontalnego wymaga dodatkowego planowania.
Wystrzeliwując silniki umieszczone wokół statku kosmicznego, Odyssey może skierować THEMIS na różne części powierzchni, a nawet powoli przewrócić się, aby zobaczyć maleńkie księżyce Marsa, Fobos i Deimos.
Niedawne obrazowanie horyzontu powstało jako eksperyment wiele lat temu podczas lądowań NASA Feniks w 2008 r. i łazik Curiosity w 2012 r. Podobnie jak w przypadku innych lądowań na Marsie przed i po wylądowaniu tych misji, Odyssey odegrał ważną rolę w przekazywaniu danych, gdy statek kosmiczny zbliżał się do powierzchni.
Laura Kerber, zastępca naukowca projektu orbitera Mars Odyssey należącego do NASA, wyjaśnia, w jaki sposób i dlaczego sonda kosmiczna w maju 2023 r. uchwyciła widok Czerwonej Planety podobny do widoku Ziemi z Międzynarodowej Stacji Kosmicznej. Źródło: NASA/JPL-Caltech
Aby przekazać Ziemię istotne dane inżynieryjne, antena Odyssey musiała być skierowana w stronę nowo przybyłego statku kosmicznego i jego elips lądowania. (Zobacz zdjęcie poniżej). Naukowcy byli zaintrygowani, gdy zauważyli, że ustawienie anteny Odyssey do tego zadania oznaczało, że THEMIS będzie skierowana na horyzont planety.
„Postanowiliśmy po prostu włączyć kamerę i zobaczyć, jak to wygląda” – powiedział inżynier statku kosmicznego Odyssey, Steve Sanders z Lockheed Martin Space w Denver. Lockheed Martin zbudował Odyssey i pomaga w prowadzeniu codziennych operacji wraz z kierownikami misji w JPL. „Na podstawie tych eksperymentów zaprojektowaliśmy sekwencję, która podczas okrążania planety utrzymuje pole widzenia THEMIS wyśrodkowane na horyzoncie”.
To zdjęcie z adnotacjami przedstawia elipsy lądowania dla pięciu misji NASA na Marsa. Elipsa lądowania to obszar, w którym sonda ma wylądować na podstawie trajektorii zbliżania się do planety. Mniejsza elipsa lądowania oznacza, że inżynierowie stworzyli bardziej precyzyjny model oczekiwanej trajektorii sondy. Cztery pokazane tutaj elipsy dotyczą łazika marsjańskiego Perseverance, łazika marsjańskiego Curiosity, lądownika marsjańskiego InSight, lądownika Phoenix i sondy Mars Pathfinder. Źródło: NASA/JPL-Caltech
Sekret długiej odysei kosmicznej
Jaki jest sekret Odyssey, że jest to najdłuższa, nieprzerwanie aktywna misja na orbicie wokół planety innej niż Ziemia?
„Fizyka wykonuje za nas mnóstwo ciężkiej pracy” – powiedział Sanders. „Ale wciąż na nowo musimy radzić sobie z subtelnościami”.
Zmienne te obejmują paliwo, energię słoneczną i temperaturę. Aby mieć pewność, że Odyssey oszczędnie zużywa paliwo (gaz hydrazynowy), inżynierowie muszą obliczyć, ile go pozostało, ponieważ statek kosmiczny nie ma wskaźnika poziomu paliwa. Odyssey wykorzystuje energię słoneczną do obsługi swoich instrumentów i elektroniki. Moc ta zmienia się, gdy statek kosmiczny znika za Marsem na około 15 minut na orbitę. Temperatury muszą pozostać zrównoważone, aby wszystkie instrumenty Odyssey działały prawidłowo.
„Utrzymanie misji tak długo trwa uważne monitorowanie, przy jednoczesnym zachowaniu historycznego harmonogramu planowania naukowego i realizacji oraz innowacyjnych praktyk inżynieryjnych” – powiedział kierownik projektu Odyssey, Joseph Hunt z JPL. „Nie możemy się doczekać, aby w nadchodzących latach zgromadzić więcej wspaniałych osiągnięć naukowych”.
