Mars Reconnaissance Orbiter é uma sonda norte-americana que tem a finalidade de procurar evidências de existência de água, no passado remoto de Marte.
Trata-se de uma sonda enviada pela NASA, sob os cuidados do Laboratório de Jato-propulsão, que está encarregado de gerenciar esta sonda.
A sonda foi lançada em 10 de agosto de 2005, as 11h43 da manhã, da Estação da Força Aérea de Cabo Canaveral, situada no estado da Flórida, por um foguete da Lockheed Martin, modelo Atlas V 401.List of Atlas Launches
Água em Marte A sonda deverá realizar fotografias de alta definição bastante detalhadas da superfície de Marte. Irá analisar rochas, irá procurar por água subterrânea, traços da maneira em que a água e a poeira se distribuem na atmosfera, além de monitorar o clima global do planeta.
Depois de sete meses de viagem até Marte, a sonda gastara cerca de seis meses executando a aerofrenagem. Ou seja, a sonda friccionou com as camadas superiores da atmosfera de Marte, reduzindo sua velocidade interplanetária, até atingir a sua órbita final, para só então iniciar seus estudo sobre Marte.
Estes estudos deverão auxiliar a determinar a existência de depósitos de minerais que tenham sido criados pela ação da água, procurará por praias, lagos e oceanos antigos, bem como camadas de solo que tenham sido criadas tempos atrás pelo fluxo das águas.
A sonda também estará apta a confirmar a existência de gelo sob o solo, de acordo com as descobertas da Mars Odyssey Orbiter, esclarecendo se o que foi detectado é o topo de uma profunda camada de gelo ou apenas um estrato congelado em equilíbrio com o vapor de água atmosférico, fornecendo dados sobre o ciclo sazonal deste estrato.
Peso da sonda
A sonda pesa 2 180 quilogramas. Todos os instrumentos da sonda pesam no máximo 1 031 quilogramas, mais 1 149 quilogramas de propelente, que se destina as thumb|150px|right|A sonda Mars Reconnaissance Orbiter (MRO) necessárias correções da trajetória da sonda em direção a Marte, de modo a entrar corretamente na sua órbita.
O lançamento da sonda Mars Reconnaissance Orbiter, foi executado no mês de agosto, usando um foguete da Lockheed-Martin, modelo Atlas V-401.
O período de lançamento teve três semanas de duração, que foi de 10 até 30 de agosto. Sendo que em cada dia a janela de lançamento durava entre uma hora e 45 minutos a duas horas.
Etapas do lançamento As principais etapas do lançamento da sonda foram:
Ignição do motor do primeiro estágio denominado de Atlas. Funcionou durante 4 minutos e acelerou o conjunto até 4,5 km/seg., colocou a nave a 112 km sobre a Terra. Desligamento do motor Atlas e sua separação do resto da nave. Ignição do motor do segundo estágio denominado de Centauro (Centaur). Houve a liberação do casulo protetor mecânico-térmico que envolve a sonda. Este é um tipo de foguete muito sofisticado, que controla a sua aceleração e a sua navegação de forma muito precisa, evitando que a luz do Sol incida sobre as câmeras da sonda, para que não sejam danificadas. Durante nove minutos e meio, seus motores foram acionados, colocando a nave em uma órbita estável, a 185 km da Terra. Depois de 33 minutos de órbita sobre a Terra, quando o conjunto estava apontando para Marte, os motores do Centauro foram novamente acionados durante 10 minutos. Após esta segunda ignição, Centauro apontou a sonda em direção ao Sol e rodou para o lado, liberando a sonda. Depois desta fase o motor Centauro manobrou para longe da sonda a fim de não colidir com ela e nem que a acompanha-se em direção a Marte.
Cruzeiro
Depois do lançamento, quando a sonda estava estável e segura, iniciou a viagem de sete meses em direção a Marte. Este cruzeiro se encerrou, quando faltavam dois meses para chegar a Marte.
thumb|500px|Cronograma do acionamento das correções de trajetória
Durante a fase de cruzeiro os instrumentos serão checados e calibrados. Incluindo os foguetes de manobra, a antena de alto-ganho (high-gain) e os giroscópios.
São previstas um total de cinco correções de trajetória. Três delas ocorreram durante a fase de cruzeiro.
Os pontos de correção de trajetória são denominados de TCM (Trajectory Correction Maneuvers). Sendo nesta etapa denominados de TCM-1, TCM-2 e TCM-3.
TCM-1 deverá provavelmente ser a sua maior correção de trajetória. TCM-2 estava programado para ocorrer após 3 meses do lançamento. TCM-3 estava programado para ocorrer 40 dias antes de sua inserção na órbita de Marte.
Aproximação
A fase de aproximação engloba os dois meses restantes para a chegada da sonda a Marte. Envolverão três atividades.
1) Procedimentos de medição para determinar a posição e a trajetória da sonda; 2) Manobras de correção da fase final da trajetória. (TCM-4 e TCM-5); 3) Testes de engenharia do Experimento Óptico de Navegação. (Optical Navigation Experiment).
1) Posição e a trajetória da sonda
As duas primeiras medições fornecem precisamente a que velocidade a sonda está viajando e qual distância está da Terra.
Doppler: Permite medir a velocidade que a sonda se afasta da Terra, medindo o deslocamento Doppler, das ondas de rádio. O deslocamento Doppler é a mudança aparente da freqüência das ondas de rádio ou da luz, quando a fonte ou o observador estiverem em movimento, um em relação a outro. Range (Distância): Mede o tempo que um sinal de rádio leva para ir da Terra até a sonda.
A terceira técnica permite determinar em que posição do céu a sonda está.
Delta-Dor: Denominado de Delta-Differential One-way Ranging. Faz o uso de dados obtidos de duas antenas distintas do Deep Space Network. Elas coletam dados de duas fontes. Da sonda e de uma conhecida fonte de rádio estelar. Através desta técnica, os controladores da missão puderam obter a posição angular e a distância da sonda.
2) Manobras de correção da trajetória
Utilizando-se os dados de navegação, o controle da missão poderá corrigir a trajetória, que poderá se feito até com a precisão de 0,5 m/seg. Tudo isso para garantir que a sonda chegue a uma altitude sobre Marte, com um erro máximo de 25 quilômetros.
Estavam previstas duas correções de trajetória (TCM-4 e TCM-5), quando da aproximação:
TCM-4: Durante a fase final de aproximação, a sonda sofreu a sua última correção de trajetória em direção a região meridional de Marte, que foi acionado 10 dias antes da inserção da sonda em órbita de Marte; TCM-5: Trata-se de uma manobra de correção de emergência, caso a sonda possa entrar muito dentro da atmosfera de Marte. Alguns dias antes de sua inserção, a sonda armazenará em seus sistemas, dados para o seu possível acionamento. Serão duas oportunidades de acionamento. 24 horas ou 12 horas antes da inserção. Se a sonda chegar a Marte como previsto, TCM-5 não deverá ser acionado.
3) Testes do experimento óptico de navegação
No intervalo de tempo de 30 até 2 dias antes da entrada da sonda na órbita de Marte, ela coletou várias imagens das luas de Marte, Fobos e Deimos, através de um novo visualizador óptico de navegação que a sonda estará transportando.
Ele comparou a posição das duas luas de Marte com a que se previu, usando as estrelas do fundo como ponto de referência. A equipe da Terra pode saber com precisão qual a posição que o orbitador estava em relação a Marte.
Toda esta experiência será avaliada para que futuras missões a Marte possam navegar com bastante precisão. Os pousadores e os veículos exploradores deverão necessitar de uma navegação bastante precisa, para que possam chegar aos locais de pouso em toda a segurança.
Preparação da sonda para a inserção
Na inserção da órbita de Marte, a configuração da sonda na sua fase de frenagem aerodinâmica parece muito com a sua configuração de cruzeiro, exceto pela posição da antena de alto-ganho que é movida a uma posição que equilibra os painéis solares, quando a sonda entrou na atmosfera superior de Marte. A parte mais pesada da nave espacial, composta pelo tanque de combustível do propulsor, torna a sonda muito estável.
Como os painéis solares são bastante grandes, 37,7 metros quadrados, cada passagem da sonda pela atmosfera, causará uma significativa diminuição de velocidade, que vai reduzir o tamanho de sua órbita.
A fricção causada pela atmosfera, provocará um aquecimento na sonda, mas seus componentes foram projetados para suportar o intenso calor. O controle da missão poderá manobrar a sonda a fim de regular o quanto profundamente ela entre na atmosfera.
Frenagem aerodinâmica
Depois de sete meses de viagem até Marte, a sonda gastará cerca de seis meses executando a aerofrenagem. A sonda irá se friccionar com as camadas superiores da atmosfera de Marte, a fim de diminuir a sua velocidade, até atingir a sua órbita final, para então iniciar suas pesquisas sobre Marte. Suas órbitas iniciais serão bastante elípticas, tendendo posteriormente a uma órbita mais circular.
thumb|right|Configuração da sonda na fase de aerofrenagem.
A etapa de frenagem aerodinâmica será dividido em três fases:
1) Primeira fase ou entrada (Walk-in) - Duração de uma semana ou 5 órbitas.
O controle da missão deverá avaliar o estado da sonda quando ela se encontrar no periastro, ou seja, o ponto da órbita da sonda quando estiver mais próxima de Marte. Esta fase inicial será destinada a compreender a influência da densidade da atmosfera sobre a sonda e se ela está muito dentro ou fora da atmosfera.
2) Segunda fase - Duração de 5 meses e meio ou 500 órbitas
É principal fase da frenagem aerodinâmica. A sonda atingiu uma altitude, onde a densidade da atmosfera é a ideal para a frenagem aerodinâmica. O controle da missão comandará a sonda para que ela obtenha uma grande redução de velocidade.
3) Terceira fase ou saída (Walk-out) - Duração de cinco dias ou 64 órbitas
É a fase de saída da frenagem aerodinâmica. Nos últimos dias da frenagem aerodinâmica, o controle da missão deverá aumentar o periastro, a fim que a sonda orbite mais vagarosamente. O apoastro deverá ser reduzido cerca de 450 km e o periastro estará fora da atmosfera, terminado assim a fase de frenagem aerodinâmica.
Após a frenagem aerodinâmica se seguiram as seguintes atividades:
a) Manobras de ajuste da órbita. Durando duas semanas, serão efetuadas três pequenas manobras de correção de trajetória, para que a sonda inicie suas pesquisas e experimentos; b) Devido a conjunção entre Marte, Sol e Terra que vai acontecer entre 7 de outubro até 8 de novembro, as comunicações estarão prejudicadas pelo Sol. Neste período a sonda estará no modo denominada seguro e apenas aguardará novas instruções, sem proceder nenhuma atividade.
Somente após a conjunção solar, os controladores da missão deverão ajustar e configurar a sonda. Instrumentos deverão ser ligados, configurados, checados e calibrados para estarem prontos para iniciar a coleta de dados. Outros instrumentos deverão ser posicionados, ou abertos como a antena SHARAD e o espectrômetro CRISM.
As observações iniciais da superfície deverão ser feitas por todos os seus instrumentos, para observar seu funcionamento, conferir a qualidade das imagens e sua performance.
Resumo dos instrumentos científicos
O Reconnaissance Orbiter Mission transporta um conjunto de novas tecnologias nunca antes utilizadas na pesquisa espacial.
Câmera de Navegação Óptica - (Optical Navigation Camera (ONC)) Sondador do Clima de Marte - (Mars Climate Sounder (MCS)) Freqüência de Comunicação na banda Ka - (Ka band)
Visão geral dos instrumentos científicos
thumb|350px|right|Concepção artística da ação dos instrumentos da sonda
Câmera de Navegação Óptica - (Optical Navigation Camera)
Trata-se de um novo tipo de câmera, mais avançada e mais precisa que as atuais câmeras que equipam as atuais sondas espaciais. O objetivo da câmera é permitir que a sonda siga uma trajetória mais precisa, pois as futuras missões vão exigir um pouso mais seguro e preciso dos pousadores ou de veículos exploradores, no solo de Marte.
Sondador do Clima de Marte - MCS (Mars Climate Sounder)