Mars Express
 Grafika komputerowa Mars Express
| |
| Typ misji | Orbiter Marsa |
|---|---|
| Operator | ESA |
| IDENTYFIKATOR COSPAR | 2003-022A |
| SATCAT nr. | 27816 |
| Strona internetowa | |
| Czas trwania misji |
Upłynęło: 19 lat, 9 miesięcy i 2 dni od startu 19 lat, 2 miesiące i 7 dni na Marsie |
| Właściwości statków kosmicznych | |
| Uruchom masę | 1123 kg |
| Sucha masa | 666 kg (1468 funtów) |
| Moc | 460 watów |
| Początek misji | |
| Data uruchomienia | 2 czerwca 2003, 17:45 UTC |
| Rakieta | Sojuz-FG / Fregat |
| Uruchom witrynę | Bajkonur 31/6 |
| Wykonawca | starsem |
| Parametry orbity | |
| Układ odniesienia | Areocentryczny |
| Ekscentryczność | 0,571 |
| Wysokość Periareionu | 298 km (185 mil) |
| Wysokość Apoareionu | 10107 km (6280 mil) |
| Nachylenie | 86,3 stopnia |
| Okres | 7,5 godziny |
| Orbiter Marsa | |
| Element statku kosmicznego | Mars Express |
| Wprowadzenie orbitalne |
25 grudnia 2003, 03:00 UTC MSD 46206 08:27 AMT |
| Lądownik Marsa | |
| Element statku kosmicznego | Pies gończy 2 |
| Data lądowania | 25 grudnia 2003, 02:54 UTC |
 Insygnia ESA Solar System dla misji Mars Express | |
Mars Express to misja eksploracji kosmosu prowadzona przez Europejską Agencję Kosmiczną (ESA). Misja Mars Express bada planetę Mars i jest pierwszą misją planetarną podjętą przez agencję. „Express” pierwotnie odnosiło się do szybkości i wydajności, z jaką statek kosmiczny został zaprojektowany i zbudowany. Jednak „Express” opisuje również stosunkowo krótką podróż międzyplanetarną statku kosmicznego, wynikającą z wystrzelenia go, gdy orbity Ziemi i Marsa zbliżyły je bardziej niż przez około 60 000 lat.
Mars Express składa się z dwóch części, Mars Express Orbiter i Beagle 2 , lądownika przeznaczonego do prowadzenia badań egzobiologicznych i geochemicznych. Chociaż lądownik nie został w pełni rozłożony po wylądowaniu na powierzchni Marsa, orbiter z powodzeniem wykonuje pomiary naukowe od początku 2004 roku, a mianowicie obrazowanie w wysokiej rozdzielczości i mapowanie mineralogiczne powierzchni, sondowanie radarowe struktury podpowierzchniowej aż do wiecznej zmarzliny , precyzyjne określenie cyrkulacji i składu atmosferycznego oraz badanie interakcji między nimi atmosfera z ośrodkiem międzyplanetarnym .
Ze względu na cenny zwrot naukowy i bardzo elastyczny profil misji, Mars Express otrzymał kilka rozszerzeń misji. Ostatni został zatwierdzony 1 października 2020 r. i obowiązuje do 31 grudnia 2022 r.
Niektóre instrumenty na orbicie, w tym systemy kamer i niektóre spektrometry , ponownie wykorzystują projekty z nieudanego wystrzelenia rosyjskiej misji Mars 96 w 1996 r. (Kraje europejskie zapewniły większość oprzyrządowania i sfinansowały tę nieudaną misję). Projekt Mars Express opiera się na misji ESA Rosetta , na którą przeznaczono znaczną sumę na rozwój. Ten sam projekt zastosowano również w Venus Express ESA misję w celu zwiększenia niezawodności i zmniejszenia kosztów i czasu rozwoju. Z powodu tych przeprojektowań i zmian przeznaczenia całkowity koszt projektu wyniósł około 345 milionów dolarów, czyli mniej niż połowa porównywalnych misji w USA.
Przybył na Marsa w 2003 roku, 19 lat, 2 miesiące i 7 dni temu (i wciąż rośnie), jest drugim najdłużej żyjącym, nieprzerwanie aktywnym statkiem kosmicznym na orbicie wokół planety innej niż Ziemia, za jedynie nadal aktywną Mars Odyssey NASA z 2001 roku .
Profil misji i przegląd osi czasu
Przegląd misji
Misja Mars Express jest przeznaczona do orbitalnych (i pierwotnie in-situ) badań wnętrza, podpowierzchni, powierzchni i atmosfery oraz środowiska planety Mars. Cele naukowe misji Mars Express stanowią próbę częściowego wypełnienia utraconych celów naukowych rosyjskiej misji Mars 96 , uzupełnionych o badania egzobiologiczne Beagle-2. Eksploracja Marsa jest kluczowa dla lepszego zrozumienia Ziemi z punktu widzenia planetologii porównawczej .
Statek kosmiczny pierwotnie przewoził siedem instrumentów naukowych, mały lądownik, przekaźnik lądownika i kamerę do monitoringu wizualnego, wszystkie zaprojektowane, aby przyczynić się do rozwiązania tajemnicy brakującej wody na Marsie. Wszystkie instrumenty wykonują pomiary powierzchni, atmosfery i ośrodków międzyplanetarnych z głównego statku kosmicznego na orbicie polarnej, co pozwoli mu stopniowo objąć całą planetę.
Całkowity początkowy budżet Mars Express z wyłączeniem lądownika wyniósł 150 mln euro . Głównym wykonawcą budowy Mars Express była firma EADS Astrium Satellites .
Przygotowanie misji
W latach poprzedzających wystrzelenie statku kosmicznego liczne zespoły ekspertów rozproszone po uczestniczących firmach i organizacjach przygotowywały segmenty kosmiczne i naziemne. Każdy z tych zespołów koncentrował się na obszarze swojej odpowiedzialności i kontaktach zgodnie z wymaganiami. Głównym dodatkowym wymaganiem podniesionym dla fazy startu i wczesnej orbity (LEOP) oraz wszystkich krytycznych faz operacyjnych było to, że nie wystarczyło po prostu połączyć się; zespoły musiały zostać zintegrowane w jeden zespół kontroli misji. Wszyscy różni eksperci musieli współpracować w środowisku operacyjnym, a interakcja i interfejsy między wszystkimi elementami systemu (oprogramowaniem, sprzętem i człowiekiem) musiały przebiegać płynnie, aby tak się stało:
- procedury operacji lotniczych musiały zostać spisane i zatwierdzone w najdrobniejszych szczegółach;
- system kontroli musiał zostać zatwierdzony;
- trzeba było przeprowadzić testy walidacyjne systemu (SVT) z satelitą, aby zademonstrować prawidłowe połączenie segmentów naziemnych i kosmicznych;
- należało przeprowadzić test gotowości do misji ze stacjami naziemnymi ;
- przeprowadzono kampanię symulacyjną.
Początek
Sonda została wystrzelona 2 czerwca 2003 r. o godzinie 23:45 czasu lokalnego (17:45 UT, 13:45 EDT) z kosmodromu Bajkonur w Kazachstanie przy użyciu rakiety Sojuz-FG / Fregat . Wzmacniacz Mars Express i Fregat zostały początkowo umieszczone na 200-kilometrowej orbicie parkingowej wokół Ziemi , następnie Fregat został ponownie wystrzelony o 19:14 UT, aby umieścić statek kosmiczny na orbicie transferowej Marsa. Fregat i Mars Express rozdzieliły się około 19:17 UT. Panele słoneczne zostały następnie rozmieszczone i 4 czerwca przeprowadzono manewr korekty trajektorii, aby skierować Mars Express w kierunku Marsa i umożliwić dopalaczowi Fregat wybieg w przestrzeń międzyplanetarną. Mars Express był pierwszą sondą wystrzeloną przez Rosję, której udało się wydostać z niskiej orbity okołoziemskiej od czasu upadku Związku Radzieckiego.
Faza uruchamiania w pobliżu Ziemi
Faza uruchomienia w pobliżu Ziemi rozciągała się od oddzielenia statku kosmicznego od górnego stopnia wyrzutni do zakończenia wstępnego sprawdzania orbitera i ładunku. Obejmował rozmieszczenie paneli słonecznych, ustalenie początkowego położenia, zwolnienie mechanizmu rozpędzania Beagle-2, manewr korekcji błędów wtrysku oraz pierwsze uruchomienie statku kosmicznego i ładunku (ostateczne uruchomienie ładunku miało miejsce po wprowadzeniu na orbitę Marsa) . Ładunek sprawdzano jeden instrument na raz. Ta faza trwała około miesiąca.
Faza rejsu międzyplanetarnego
Ta pięciomiesięczna faza trwała od zakończenia fazy uruchomienia w pobliżu Ziemi do jednego miesiąca przed manewrem przechwycenia Marsa i obejmowała manewry korekcji trajektorii i kalibrację ładunków. Ładunek był w większości wyłączony podczas fazy rejsu, z wyjątkiem niektórych pośrednich kontroli. Chociaż pierwotnie miała to być faza „cichego rejsu”, wkrótce stało się oczywiste, że ten „rejs” będzie rzeczywiście bardzo zajęty. Wystąpiły problemy ze śledzeniem gwiazd, problem z okablowaniem zasilającym, dodatkowe manewry, a 28 października w statek kosmiczny uderzył jeden z największych rozbłysków słonecznych, jakie kiedykolwiek zarejestrowano.
Zrzucenie lądownika
Lądownik Beagle 2 został wypuszczony 19 grudnia 2003 r. O godzinie 8:31 UTC (9:31 CET) w balistycznym rejsie w kierunku powierzchni. Wszedł w atmosferę Marsa rankiem 25 grudnia. Lądowanie miało nastąpić około 02:45 UT 25 grudnia (24 grudnia 24:45 EST). Jednak po wielokrotnych próbach skontaktowania się z lądownikiem za pomocą Mars Express i orbitera NASA Mars Odyssey nie powiodło się, 6 lutego 2004 r. Zarząd Beagle 2 uznał go za zaginiony. Przeprowadzono dochodzenie, a jego wyniki opublikowano jeszcze w tym samym roku.
Wstawianie orbity
Mars Express dotarł na Marsa po przebyciu 400 milionów kilometrów i korektach kursu we wrześniu i grudniu 2003 roku.
20 grudnia Mars Express wystrzelił krótką serię ze steru strumieniowego, aby ustawić go na orbicie planety. Następnie orbiter Mars Express uruchomił swój główny silnik i wszedł na wysoce eliptyczną orbitę początkowego przechwytywania o wymiarach 250 km × 150 000 km z nachyleniem 25 stopni 25 grudnia o godzinie 03:00 UT (22:00, 24 grudnia czasu wschodniego).
Pierwsza ocena wstawienia orbity wykazała, że orbiter osiągnął swój pierwszy kamień milowy na Marsie. Orbita została później dostosowana przez cztery kolejne zapłony silnika głównego do pożądanej orbity zbliżonej do bieguna 259 km × 11560 km (nachylenie 86 stopni) z okresem 7,5 godziny. W pobliżu perycentrum (najbliżej Marsa) górny pokład jest skierowany w dół w kierunku powierzchni Marsa, a w pobliżu apocentrum (najdalej od Marsa na jego orbicie) antena o dużym zysku będzie skierowana w kierunku Ziemi w celu uzyskania łącza w górę i w dół.
Po 100 dniach apocentrum zostało obniżone do 10 107 km, a perycentrum podniesione do 298 km, co dało okres orbitalny 6,7 godziny.
Wdrożenie MARSIS
4 maja 2005 r. Mars Express rozmieścił pierwszy ze swoich dwóch 20-metrowych wysięgników radarowych do eksperymentu MARSIS (Mars Advanced Radar for Subsurface and Ionosphere Sounding). Początkowo wysięgnik nie zablokował się całkowicie na swoim miejscu; jednak wystawienie go na działanie promieni słonecznych na kilka minut 10 maja naprawiło usterkę. Drugi 20-metrowy wysięgnik został pomyślnie rozmieszczony 14 czerwca. Oba 20-metrowe wysięgniki były potrzebne do stworzenia 40-metrowej anteny dipolowej aby MARSIS działał; mniej istotna 7-metrowa antena jednobiegunowa została rozmieszczona 17 czerwca. Pierwotnie wysięgniki radarowe miały zostać rozmieszczone w kwietniu 2004 r., ale zostało to opóźnione z obawy, że rozmieszczenie może uszkodzić statek kosmiczny w wyniku uderzenia kręgosłupa szyjnego. Ze względu na opóźnienie zdecydowano się podzielić czterotygodniową fazę uruchomienia na dwie części, z dwoma tygodniami trwającymi do 4 lipca i kolejnymi dwoma tygodniami w grudniu 2005 r.
Rozmieszczenie wysięgników było krytycznym i bardzo złożonym zadaniem wymagającym skutecznej współpracy między agencjami ESA, NASA, przemysłu i uniwersytetów publicznych.
Nominalne obserwacje naukowe rozpoczęły się w lipcu 2005 r. (Więcej informacji znajduje się w Portalu ESA – Radar Mars Express gotowy do pracy w komunikacie prasowym ESA).
Operacje statku kosmicznego
Operacje Mars Express są prowadzone przez międzynarodowy zespół inżynierów z Centrum Operacyjnego ESA ( ESOC ) w Darmstadt . Zespół rozpoczął przygotowania do misji około 3 do 4 lat przed faktycznym startem. Wiązało się to z przygotowaniem segmentu naziemnego oraz procedur operacyjnych dla całej misji.
Zespół kontroli misji składa się z zespołu kontroli lotu, zespołu dynamiki lotu, kierowników operacji naziemnych, wsparcia oprogramowania i inżynierów obiektów naziemnych. Wszystkie one znajdują się w ESOC, ale istnieją dodatkowo zespoły zewnętrzne, takie jak zespoły wsparcia projektowego i branżowego, które zaprojektowały i zbudowały statek kosmiczny. Zespół Kontroli Lotów składa się obecnie z:
- Kierownik operacji statku kosmicznego
- Sześciu inżynierów operacyjnych (w tym trzech planistów misji)
- Jeden analityk statku kosmicznego
- Sześć kontrolerów statków kosmicznych (SpaCons), współdzielonych z ExoMars Trace Gas Orbiter , BepiColombo i Solar Orbiter .
Tworzenie zespołu, na którego czele stał kierownik operacji statku kosmicznego, rozpoczęło się około 4 lata przed startem. Musiał zwerbować odpowiedni zespół inżynierów, który byłby w stanie poradzić sobie z różnymi zadaniami związanymi z misją. W przypadku Mars Express inżynierowie pochodzili z różnych innych misji. Większość z nich była związana z satelitami krążącymi wokół Ziemi.
Rutynowa faza: powrót do nauki
Od czasu wprowadzenia na orbitę Mars Express stopniowo spełnia swoje pierwotne cele naukowe. Nominalnie statek kosmiczny wskazuje Marsa podczas pozyskiwania danych naukowych, a następnie obraca się w kierunku Ziemi, aby połączyć dane w dół, chociaż niektóre instrumenty, takie jak Marsis lub Radio Science, mogą być obsługiwane, gdy statek kosmiczny jest skierowany w stronę Ziemi.
Orbiter i podsystemy
Struktura
Orbiter Mars Express to statek kosmiczny w kształcie sześcianu z dwoma skrzydłami paneli słonecznych wystającymi z przeciwnych stron. Masa startowa 1223 kg obejmuje główny autobus o ładowności 113 kg, lądownik o masie 60 kg i paliwo 457 kg. Główny korpus ma wymiary 1,5 m × 1,8 m × 1,4 m, z aluminiową strukturą o strukturze plastra miodu pokrytą aluminiową powłoką. Panele słoneczne mierzą około 12 m od końcówki do końcówki. anteny dipolowe o długości 20 m wystają z przeciwległych powierzchni prostopadłych do paneli słonecznych jako część sondy radarowej.
Napęd
Wyrzutnia Sojuz/Fregat zapewniła większość ciągu Mars Express potrzebnego do dotarcia na Marsa. Ostatni stopień Fregata został wyrzucony, gdy sonda znalazła się bezpiecznie na kursie na Marsa. Pokładowe środki napędowe statku kosmicznego zostały wykorzystane do spowolnienia sondy w celu wprowadzenia na orbitę Marsa, a następnie do korekt orbity.
Nadwozie jest zbudowane wokół głównego układu napędowego, na który składa się dwupaliwowy silnik główny o mocy 400 N. Dwa 267-litrowe zbiorniki paliwa mają łączną pojemność 595 kg. Do nominalnej misji potrzeba około 370 kg. Sprężony hel z 35-litrowego zbiornika służy do wtłaczania paliwa do silnika. Korekty trajektorii zostaną wykonane za pomocą zestawu ośmiu silników odrzutowych 10 N, po jednym przymocowanych do każdego rogu autobusu statku kosmicznego. Konfiguracja statku kosmicznego jest zoptymalizowana dla Sojuza/Fregata i jest w pełni kompatybilna z Delta II .
Moc
Energia statku kosmicznego jest dostarczana przez panele słoneczne, które zawierają 11,42 metrów kwadratowych ogniw krzemowych. Pierwotnie planowana moc miała wynosić 660 W przy 1,5 AU , ale wadliwe połączenie zmniejszyło ilość dostępnej mocy o 30%, do około 460 W. Ta utrata mocy ma znaczący wpływ na naukowy powrót misji. Energię magazynują trzy akumulatory litowo-jonowe o łącznej pojemności 64,8 Ah do użytku podczas zaćmień. Zasilanie jest w pełni regulowane na 28 V , a moduł zasilający Terma (stosowany również w Rosetcie ) jest zbędne. Podczas fazy rutynowej pobór mocy statku kosmicznego mieści się w przedziale 450–550 W.
awionika
Kontrola położenia (stabilizacja 3-osiowa) jest realizowana za pomocą dwóch 3-osiowych bezwładnościowych jednostek pomiarowych, zestawu dwóch kamer gwiezdnych i dwóch czujników Słońca , żyroskopów , akcelerometrów i czterech kół reakcyjnych 12 N·m·s . Dokładność wskazywania wynosi 0,04 stopnia względem inercyjnego układu odniesienia i 0,8 stopnia względem układu orbity Marsa. Trzy systemy pokładowe pomagają Mars Express zachować bardzo precyzyjną dokładność wskazywania, co jest niezbędne, aby statek kosmiczny mógł korzystać z niektórych instrumentów naukowych.
Komunikacja
Podsystem łączności składa się z 3 anten: anteny parabolicznej o dużym wzmocnieniu o średnicy 1,6 m oraz dwóch anten dookólnych. Pierwszy zapewnia łącza (telecommand uplink i telemetry downlink) zarówno w paśmie X (8,4 GHz), jak i S (2,1 GHz) i jest używany podczas nominalnej fazy naukowej wokół Marsa. Anteny o niskim zysku są używane podczas startu i wczesnych operacji na Marsa oraz w przypadku ewentualnych nieprzewidzianych sytuacji na orbicie. Dwie anteny UHF przekaźnika lądownika marsjańskiego są zamontowane na górnej powierzchni w celu komunikacji z Beagle 2 lub innymi lądownikami za pomocą nadajnika-odbiornika Melacom. [ potrzebny cytat ]
Stacje naziemne
Chociaż komunikacja z Ziemią pierwotnie miała odbywać się za pomocą 35-metrowej stacji naziemnej ESA w New Norcia (Australia) New Norcia Station , profil misji polegający na stopniowym ulepszaniu i elastyczności powrotu do nauki spowodował wykorzystanie stacji naziemnych ESA ESTRACK w Stacja Cebreros , Madryt , Hiszpania i Stacja Malargüe , Argentyna .
Ponadto kolejne umowy z NASA Deep Space Network umożliwiły wykorzystanie amerykańskich stacji do nominalnego planowania misji, zwiększając w ten sposób złożoność, ale z wyraźnym pozytywnym wpływem na zyski naukowe.
Ta międzyagencyjna współpraca okazała się skuteczna, elastyczna i wzbogacająca dla obu stron. Od strony technicznej stało się to możliwe (między innymi) dzięki przyjęciu przez obie Agencje Standardów Komunikacji Kosmicznej zdefiniowanych w CCSDS .
Termiczny
Kontrola termiczna jest utrzymywana dzięki zastosowaniu grzejników, wielowarstwowej izolacji i aktywnie sterowanych grzejników. Statek kosmiczny musi zapewniać przyjazne środowisko dla przyrządów i wyposażenia pokładowego. Dwa instrumenty, PFS i OMEGA, mają detektory podczerwieni, które należy przechowywać w bardzo niskich temperaturach (około -180°C). Czujniki w aparacie (HRSC) również muszą być chłodne. Jednak pozostałe przyrządy i urządzenia pokładowe działają najlepiej w temperaturze pokojowej (10–20°C).
Statek kosmiczny jest pokryty pozłacanymi kocami termicznymi ze stopu aluminium i cyny, aby utrzymać temperaturę 10–20 ° C wewnątrz statku kosmicznego. Instrumenty działające w niskich temperaturach, które mają być utrzymywane w niskiej temperaturze, są izolowane termicznie od tej stosunkowo wysokiej temperatury wewnętrznej i emitują nadmiar ciepła w przestrzeń za pomocą dołączonych grzejników.
Jednostka sterująca i przechowywanie danych
Statek kosmiczny jest obsługiwany przez dwie Jednostki Kontroli i Zarządzania Danymi z 12 gigabitami półprzewodnikowej pamięci masowej do przechowywania danych i informacji porządkowych do transmisji. Komputery pokładowe kontrolują wszystkie aspekty funkcjonowania statku kosmicznego, w tym włączanie i wyłączanie instrumentów, ocenę orientacji statku kosmicznego w przestrzeni i wydawanie poleceń w celu jego zmiany.
Kolejnym kluczowym aspektem misji Mars Express jest narzędzie sztucznej inteligencji (MEXAR2). Głównym celem narzędzia AI jest planowanie, kiedy pobrać różne części zebranych danych naukowych z powrotem na Ziemię, proces, który zajmował kontrolerom naziemnym znaczną ilość czasu. Nowe narzędzie AI oszczędza czas operatora, optymalizuje przepustowości w DSN , zapobiega utracie danych i umożliwia lepsze wykorzystanie DSN również do innych operacji kosmicznych. Sztuczna inteligencja decyduje, jak zarządzać 12 gigabitami pamięci statku kosmicznego, kiedy DSN będzie dostępny i nie będzie używany przez inną misję, jak najlepiej wykorzystać przydzieloną mu przepustowość DSN i kiedy statek kosmiczny będzie zorientowany właściwie transmitować z powrotem na Ziemię.
lądownik
Beagle 2 było scharakteryzowanie geologii, mineralogii i geochemii miejsca lądowania, właściwości fizycznych atmosfery i warstw powierzchniowych, zebranie danych na temat marsjańskiej meteorologii i klimatologii oraz poszukiwanie możliwych oznak życia . Jednak próba lądowania zakończyła się niepowodzeniem, a lądownik uznano za zaginiony. Komisja śledcza w sprawie Beagle 2 zidentyfikował kilka możliwych przyczyn, w tym problemy z poduszkami powietrznymi, poważne wstrząsy elektroniki lądownika, które nie zostały odpowiednio zasymulowane przed startem, oraz problemy z kolizją części systemu lądowania; ale nie był w stanie dojść do żadnych wiążących wniosków. Los statku kosmicznego pozostawał tajemnicą, dopóki w styczniu 2015 roku nie ogłoszono, że należący do NASA Mars Reconnaissance Orbiter, korzystający z HiRISE, znalazł sondę na powierzchni Marsa w stanie nienaruszonym. Następnie ustalono, że błąd uniemożliwił rozłożenie dwóch z czterech paneli słonecznych statku kosmicznego, blokując komunikację statku kosmicznego. Pies gończy 2 była pierwszą brytyjską i pierwszą europejską sondą, która wylądowała na Marsie.
Instrumenty naukowe
Cele naukowe ładunku Mars Express to uzyskanie globalnej fotogeologii o wysokiej rozdzielczości (rozdzielczość 10 m), mapowanie mineralogiczne (rozdzielczość 100 m) i mapowanie składu atmosfery, badanie struktury podpowierzchniowej, globalnej cyrkulacji atmosferycznej oraz interakcja między atmosferą a powierzchnią podpowierzchniową oraz atmosferą a ośrodkiem międzyplanetarnym. Całkowita masa przewidziana dla ładunku naukowego wynosi 116 kg. Instrumenty naukowe o ładunku użytkowym to:
- Spektrometr mapowania mineralogicznego w zakresie widzialnym i podczerwonym (OMEGA) (Observatoire pour la Minéralogie, l'Eau, les Glaces et l'Activité) – Francja – Określa skład mineralny powierzchni z rozdzielczością do 100 m. Montowany jest do wewnątrz wskazując górną powierzchnię. Masa instrumentu: 28,6 kg
- Spektrometr atmosferyczny w ultrafiolecie i podczerwieni (SPICAM) – Francja – ocenia skład pierwiastkowy atmosfery. Montowany jest do wewnątrz wskazując górną powierzchnię. Masa instrumentu: 4,7 kg
- Wysokościomierz radarowy do sondowania podpowierzchniowego ( MARSIS ) - Włochy - Wysokościomierz radarowy używany do oceny składu podpowierzchniowego w celu poszukiwania zamarzniętej wody. Jest zamontowany w korpusie i wskazuje nadir, a także zawiera dwie 20-metrowe anteny. Masa instrumentu: 13,7 kg
- Planetarny Spektrometr Fouriera ( PFS ) – Włochy – Prowadzi obserwacje temperatury i ciśnienia atmosferycznego (obserwacje wstrzymane we wrześniu 2005). Jest zamontowany wewnątrz wskazując górną powierzchnię i obecnie działa. Masa instrumentu: 30,8 kg
- Analyzer of Space Plasmas and Energetic Atoms ( ASPERA ) – Szwecja – Bada interakcje między górnymi warstwami atmosfery a wiatrem słonecznym. Jest montowany na górnej powierzchni. Masa instrumentu: 7,9 kg
- High Resolution Stereo Camera (HRSC) – Niemcy – Tworzy kolorowe obrazy o rozdzielczości do 2 m. Jest montowany wewnątrz korpusu statku kosmicznego, skierowany przez górną powierzchnię statku kosmicznego, która jest skierowana w dół podczas operacji na Marsie. Masa instrumentu: 20,4 kg
- Mars Express Lander Communications (MELACOM) — Wielka Brytania — umożliwia firmie Mars Express działanie jako przekaźnik komunikacyjny dla lądowników na powierzchni Marsa. (Był używany w obu łazikach Mars Exploration Rover i był używany do wspierania lądowania misji NASA Phoenix )
- Mars Radio Science Experiment (MaRS) – Wykorzystuje sygnały radiowe do badania atmosfery, powierzchni, podpowierzchni, grawitacji i gęstości korony słonecznej podczas koniunkcji słonecznych. Korzysta z samego podsystemu komunikacyjnego.
- Visual Monitoring Camera , mała kamera do monitorowania wyrzucania lądownika.
Odkrycia naukowe i ważne wydarzenia
Przez ponad 20 000 orbit instrumenty Mars Express były używane nominalnie i regularnie. Kamera HRSC konsekwentnie mapowała powierzchnię Marsa z niespotykaną rozdzielczością i uzyskała wiele obrazów.
2004
- 23 stycznia
- ESA poinformowała o odkryciu lodu wodnego w czapie lodowej na południowym biegunie, korzystając z danych zebranych przez instrument OMEGA.
- 28 stycznia Orbiter
- Mars Express osiąga ostateczną wysokość orbity naukowej wokół Marsa.
- 17 marca
- Orbiter wykrywa polarne czapy lodowe, które zawierają 85% lodu z dwutlenku węgla (CO 2 ) i 15% lodu wodnego.
- 30 marca
- Komunikat prasowy informuje, że orbiter wykrył metan w marsjańskiej atmosferze . Chociaż ilość jest niewielka, około 10 części na tysiąc milionów, podekscytowała naukowców, aby zakwestionować jej źródło. Ponieważ metan jest usuwany z marsjańskiej atmosfery bardzo szybko, musi istnieć obecne źródło, które ją uzupełnia. Ponieważ jednym z możliwych źródeł może być życie mikrobiologiczne, planowana jest weryfikacja wiarygodności tych danych, a zwłaszcza obserwowanie różnic w stężeniu w różnych miejscach na Marsie. Istnieje nadzieja, że źródło tego gazu będzie można odkryć poprzez znalezienie miejsca jego uwolnienia.
- 28 kwietnia
- ESA poinformowała, że rozmieszczenie wysięgnika z anteną radarową MARSIS zostało opóźnione. Opisano obawy związane z ruchem wysięgnika podczas rozkładania, co może spowodować uderzenie statku kosmicznego przez jego elementy. Planowane są dalsze badania, aby upewnić się, że tak się nie stanie.
- 15 lipca
- Naukowcy pracujący z instrumentem PFS ogłosili, że wstępnie odkryli cechy widmowe związku amoniaku w marsjańskiej atmosferze. Podobnie jak metan odkryty wcześniej (patrz wyżej), amoniak rozkłada się szybko w atmosferze Marsa i musi być stale uzupełniany. Wskazuje to na istnienie aktywnego życia lub aktywności geologicznej; dwa rywalizujące ze sobą zjawiska, których obecność do tej pory pozostawała niewykryta.
2005
- W 2005 roku naukowcy z ESA poinformowali, że dane z instrumentu OMEGA (Visible and Infrared Mineralogical Mapping Spectrometer) (Observatoire pour la Minéralogie, l'Eau, les Glaces et l'Activité) wskazują na obecność uwodnionych siarczanów, krzemianów i różnych minerałów tworzących skały .
- 8 lutego
- Opóźnione rozmieszczenie anteny MARSIS otrzymało zielone światło od ESA. Planuje się, że nastąpi to na początku maja 2005 roku.
- 5 maja
- Pierwszy wysięgnik anteny MARSIS został pomyślnie rozstawiony. Początkowo nic nie wskazywało na jakiekolwiek problemy, ale później odkryto, że jeden segment wysięgnika nie blokuje się. Wdrożenie drugiego wysięgnika zostało opóźnione, aby umożliwić dalszą analizę problemu.
- 11 maja
- Wykorzystując ciepło słoneczne do rozszerzenia segmentów anteny MARSIS, ostatni segment pomyślnie się zamknął.
- 14 czerwca
- Uruchomiono drugi wysięgnik, który 16 czerwca ESA ogłosiła sukcesem.
- 22 czerwca
- ESA ogłasza, że MARSIS jest w pełni operacyjny i wkrótce rozpocznie zbieranie danych. Następuje to po uruchomieniu trzeciego boomu 17 czerwca i udanym teście transmisji 19 czerwca.
2006
| Zdjęcie zewnętrzne | |
|---|---|
 Region Cydonia Kredyt ESA/DLR — 13,7 m/piksel |
- 21 września
- High Resolution Stereo Camera (HRSC) uzyskała zdjęcia regionu Cydonia , miejsca słynnej „ Twarzy na Marsie ”. Masyw zasłynął zdjęciem wykonanym w 1976 roku przez amerykańskiego Vikinga 1 Orbiter. Obraz zarejestrowany z rozdzielczością terenową około 13,7 metra na piksel.
- 26 września
- Mars Express statek kosmiczny wyłonił się z niezwykle wymagającego zaćmienia, wprowadzając specjalny tryb bardzo niskiego poboru mocy o nazwie „Sumo” – innowacyjną konfigurację mającą na celu oszczędzanie energii niezbędnej do zapewnienia przetrwania statku kosmicznego.
- Ten tryb został opracowany dzięki pracy zespołowej między kontrolerami misji ESOC, głównymi badaczami, przemysłem i kierownictwem misji.
- Październik
- W październiku 2006 roku sonda Mars Express napotkała wyższą koniunkcję słoneczną (ustawienie orbity Ziemia-Słońce-Mars). Kąt Słońce-Ziemia-orbiter osiągnął minimum 23 października na 0,39° w odległości 2,66 AU . Podjęto środki operacyjne, aby zminimalizować wpływ degradacji łącza, ponieważ większa gęstość elektronów w plazmie słonecznej silnie wpływa na sygnał o częstotliwości radiowej.
- Grudzień
- Po utracie należącego do NASA Mars Global Surveyor (MGS), zespół Mars Express został poproszony o wykonanie działań w nadziei na wizualną identyfikację amerykańskiego statku kosmicznego. W oparciu o ostatnie efemerydy MGS dostarczone przez JPL, pokładowa kamera HRSC o wysokiej rozdzielczości przetoczyła się przez region orbity MGS. Podjęto dwie próby odnalezienia statku, obie nieudane.
2007
- Styczeń
- Pierwsze umowy z NASA dotyczące wsparcia przez Mars Express lądowania amerykańskiego lądownika Phoenix w maju 2008 r.
- Luty
- Mała kamera VMC (użyta tylko raz do monitorowania wyrzutu lądownika) została ponownie uruchomiona i podjęte zostały pierwsze kroki w celu zaoferowania studentom możliwość wzięcia udziału w akcji „Dowódź statkiem kosmicznym Mars Express i zrób sobie zdjęcie Marsa”.
- 23 lutego
- W wyniku powrotu naukowego Komitet ds. Programu Naukowego (SPC) przyznał przedłużenie misji do maja 2009 r.
- 28 czerwca
- High Resolution Stereo Camera (HRSC) wykonała zdjęcia kluczowych cech tektonicznych w Aeolis Mensae .
2008
- Zespół Mars Express zdobył nagrodę Sir Arthura Clarke'a za najlepsze osiągnięcie zespołowe.
2009
- 4 lutego
- Komitet Programu Naukowego ESA przedłużył działalność Mars Express do 31 grudnia 2009.
- 7 października
- Komitet Programu Nauki ESA zatwierdził przedłużenie operacji misji Mars Express do 31 grudnia 2012.
2010
- 5 marca
- Przelot Fobosa w celu zmierzenia grawitacji Fobosa.
2011
- 13 sierpnia
- Tryb awaryjny po problemie z półprzewodnikową pamięcią masową.
- 23 sierpnia
- Problem z półprzewodnikową pamięcią masową.
- 23 września
- Tryb awaryjny po problemie z półprzewodnikową pamięcią masową.
- 11 października
- Problem z półprzewodnikową pamięcią masową.
- 16 października
- Tryb awaryjny po problemie z półprzewodnikową pamięcią masową.
- 24 listopada
- Operacje naukowe zostają wznowione przy użyciu krótkiej osi czasu misji i plików dowodzenia zamiast długiej linii czasu rezydującej w podejrzanej półprzewodnikowej pamięci masowej.
2012
- 16 lutego
- Wznawia pełną działalność naukową. Paliwa wystarczy jeszcze na 14 dodatkowych lat eksploatacji.
- Lipiec
- Korona słoneczna badana za pomocą fal radiowych.
- 5/6 sierpnia
- Asystował amerykańskim sondom Mars Odyssey i Mars Reconnaissance Orbiter w zbieraniu i przekazywaniu danych podczas lądowania Mars Science Laboratory .
2013
- Mars Express stworzył prawie kompletną mapę topograficzną powierzchni Marsa.
- 29 grudnia
- Mars Express wykonał najbliższy jak dotąd przelot obok Fobosa
2014
- 19 października
- ESA poinformowała, że Mars Express był zdrowy po przelocie Comet Siding Spring obok Marsa 19 października 2014 r. — podobnie jak wszystkie orbitery marsjańskie NASA i orbiter ISRO , Mars Orbiter Mission .
2016
- 19 października
- Pomoc w zbieraniu i przesyłaniu danych do lądowania lądownika Schiaparelli EDM .
2017
- 19 czerwca
- Wykonano widoczne zdjęcie rozciągające się od bieguna północnego do Alba Mons , a nawet dalej na południe. Zdjęcie zostało opublikowane 20 grudnia 2017 r. i zostało zrobione przez HRSC.
2018
- Aktywowano nowe oprogramowanie AOCMS, które zawiera bezżyroskopowy estymator położenia, aby przedłużyć żywotność żyroskopów laserowych statku kosmicznego
- Lipiec 2018 r. Zgłoszono odkrycie na podstawie badań radarowych MARSIS jeziora subglacjalnego na Marsie , 1,5 km (0,93 mil) poniżej południowej czapy polarnej i szerokości około 20 km (12 mil), pierwszego znanego stabilnego zbiornika wodnego Na Marsie.
- Grudzień 2018 Mars Express przekazuje zdjęcia 80-kilometrowego krateru Korolew wypełnionego około 2200 kilometrów sześciennych lodu wodnego na powierzchni Marsa. Opierając się na dalszych dowodach, lód kraterowy jest nadal częścią znacznie większych zasobów lodu na biegunach Marsa.
2019
- Na podstawie danych z kamery HRSC istnieją geologiczne dowody istnienia starożytnego systemu wód gruntowych obejmującego całą planetę.
2020
- We wrześniu 2020 r. na podstawie badań radarowych MARSIS zgłoszono odkrycie trzech kolejnych jezior subglacjalnych na Marsie, 1,5 km (0,93 mil) poniżej południowej czapy lodowej na biegunie polarnym . Rozmiar pierwszego znalezionego jeziora i największego został poprawiony do 30 km (19 mil) szerokości. Otaczają go 3 mniejsze jeziora, każde o szerokości kilku kilometrów.
2021
- Badanie chmury orograficznej rozciągającej się od wulkanu Arsia Mons
- Eksperyment mający na celu sprawdzenie, czy radiokomunikacyjne przekaźniki lądownika Mars Express i TGO można wykorzystać do prowadzenia radionauki okultacyjnej
- Testy przekaźnika danych z CNSA Zhurong Rover
2022
- Oprogramowanie pokładowe eksperymentu MARSIS zostało zaktualizowane w celu poprawy wydajności instrumentu.
Łącza głównych badaczy ładunku
- HRSC Mars Express FU Berlin
- MARSIS Uni Roma „La Sapienza”
- PFS IFSI/INAF
- SPICAM
- OMEGA Institut Astrofizyka Przestrzenna
- MELACOM Qinetiq
- MRSE Uni Köln
- ASPERA
Zobacz też
- Europejska Agencja Kosmiczna – europejska organizacja zajmująca się eksploracją kosmosu
- ExoMars – program astrobiologiczny
- Eksploracja Marsa – Przegląd eksploracji Marsa
- Lista orbiterów Marsa
- Lista misji na Marsa
- Eksploracja kosmosu – Eksploracja kosmosu, planet i księżyców
- Misja kosmiczna bez załogi — Lot w przestrzeń kosmiczną lub przez przestrzeń kosmiczną
Linki zewnętrzne
- Projekt ESA Mars Express – oficjalna strona internetowa
- Projekt ESA Mars Express – strona naukowa
- Miejsce operacji ESA Mars Express
- Profil misji Mars Express opracowany przez NASA Solar System Exploration
- z pierwszej konferencji naukowej Mars Express (na MarsToday.com)
- Galeria sztuki NASA Mars Express
- Może pokazywać aktualną pozycję Mars Express nad głową
- Artykuł Mars Express na eoPortalu autorstwa ESA
Interaktywna mapa przedstawiająca globalną topografię Marsa , na którą nałożone są lokalizacje lądowników marsjańskich i łazików . Najedź kursorem myszy na obraz, aby zobaczyć nazwy ponad 60 wyróżniających się obiektów geograficznych i kliknij, aby połączyć się z nimi. Kolorystyka mapy bazowej wskazuje względne wysokości , na podstawie danych z wysokościomierza laserowego Mars Orbiter zainstalowanego na Mars Global Surveyor NASA . Biele i brązy oznaczają najwyższe wzniesienia ( +12 do +8 km ); następnie róże i czerwienie ( od +8 do +3 km ); żółty to 0 km ; zielenie i błękity to niższe wzniesienia (do -8 km ). Osie to szerokość i długość geograficzna ; Odnotowuje się regiony polarne . 
| Statek kosmiczny |
|
 |
|---|---|---|
| Instrumenty |
|
|
| Powiązany statek kosmiczny |
|
|
| |||||||||||||||||||||||
| |||||||||||||||||||||||
Przyszłe misje kursywą
| |||||||||||||||||||||||
| ||||||||||||||||||
| ||||||||||||||||||
| ||||||||||||||||||
| ||||||||||||||||||
.jpg)
.jpg)
