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MAVEN
Riepilogo

La missione MAVEN (acronimo per Mars Atmosphere and Volatile EvolutioN) ha l'obiettivo di far avanzare la nostra comprensione dell'abitabilità planetaria e dei cambiamenti climatici indagando su come Marte ha perso la sua atmosfera di origine e l'abbondante acqua allo stato liquido. Prove geologiche indicano che nell'antichità il clima di Marte era molto più caldo, eppure oggi è un deserto freddo e arido. La spiegazione più probabile è che il vento solare (un deflusso estremamente tenue di particelle energetiche provenienti dal Sole) abbia eroso l'atmosfera marziana per centinaia di milioni di anni a causa della mancanza di un campo magnetico a protezione del pianeta. MAVEN studierà questa ipotesi misurando i tassi di fuga atmosferica distinguendo i vari processi che ne sono responsabili.
Le recenti missioni su Marte hanno fornito prove certe che in passato vi fosse presenza di acqua corrente. Analisi della superficie, riprese dall'orbita da telecamere come l'HiRISE installata su Mars Reconnainance Orbiter, hanno mostrato reti fluviali, bacini lacustri e formazioni di ghiacciai. I rover Opportunity e Curiosity hanno continuato a raccogliere prove geologiche di antiche acque, in particolare increspature di piccole dimensioni conservate in formazioni rocciose e minerali che si sarebbero potute formare solo in presenza di acqua.
Ma l'atmosfera di Marte è attualmente troppo sottile e le temperature sono troppo secche affinchè l'acqua possa rimanere liquida. Qualsiasi presenza di acqua su Marte evaporerebbe o congelerebbe, poiché le temperature medie sono sotto i 53° C. L'acqua liquida richiede una pressione atmosferica maggiore e un clima più caldo, entrambe fornite da una atmosfera più spessa. Scoprire che fine ha fatto l'acqua di Marte può aiutare a determinare quale sia stato destino della sua atmosfera.
MAVEN studierà il confine tra l'atmosfera attuale del pianeta e lo spazio esterno, misurando gli input di energia solare nell'atmosfera, la composizione dell'atmosfera superiore e gli attuali tassi di perdita di gas atmosferico nello spazio. Informazioni sul carattere chimico, atomico ed energetico dei gas in fuga permetterà agli scienziati di capire quali processi sono in atto.
MAVEN è la prima missione dedicata allo studio dell'atmosfera superiore di Marte. Entro la fine della missione primaria nell'arco di un anno terrestre, gli scienziati useranno modelli di attività solare, insieme alla valutazione di MAVEN delle interazioni Sole-atmosfera, per ricostruire un modello dell'antica atmosfera marziana e una linea temporale della sua fuga. In sostanza, MAVEN spera di raccontare la storia del cambiamento climatico sul pianeta rosso.

Un'antica atmosfera

Il nostro sistema solare cominciò come un vorticoso piano di polvere e gas che circondava un nascente stella gialla circa 4,5 miliardi di anni fa. I pianeti si sono formati da collisioni di frammenti rocciosi e ghiacciati chiamati planetesimi, che si sono sviluppati in corpi più massicci.
Man mano che i pianeti crescevano le loro strutture interne si organizzavano in strati diversi in base alla densità, con roccia più leggera che siede in cima a nuclei più densi, simile all'olio e all'acqua che si separano dopo essere stati mescolati. Il calore interno di un pianeta guida la convezione, che porta il materiale caldo e meno denso alla superficie e spinge il materiale più freddo e denso all'interno. Sulla Terra abbiamo osservato questo movimento convettivo riflesso sulla superficie negli spostamenti a lungo termine dei continenti tramite tettonica a placche.
L'anima dei pianeti interni Mercurio, Terra, Marte e Venere sono costituiti da un metallo denso come ferro e nichel. Le temperature sono talmente calde che il metallo è fuso e la convezione di questo nucleo di metallo liquido genera un campo magnetico che devia molte delle particelle energetiche come il vento solare proveniente dal Sole. Le ampie linee magnetiche del pianeta agiscono come un masso in un ruscello: deviand il vento solare e proteggono la Terra dall'assalto dell'energia del Sole.
Nell'antichita Marte probabilmente godeva della stessa protezione. Il nucleo del giovane pianeta ha generato un campo magnetico che ha protetto la sua spessa atmosfera e le temperature della superficie e potrebbe aver resistito nel primo miliardo di anni della storia di Marte. Il nucleo caldo ha sviluppato attività vulcanica che ha rilasciato gas nell'atmosfera e la Terra ha vissuto gli stessi processi di creazione dell'atmosfera nel medesimo periodo.
Ma nel corso delle successive centinaia di milioni di anni il clima di Marte è cambaito drasticamente. Il nucleo del pianeta sembra essersi raffreddato e solidificato, dissipando il campo magnetico ed esponendo il pianeta a processi di perdita atmosferica e i resti del magnetismo passato del pianeta persistono nelle sue rocce (tramite un fenomeno chiamato magnetismo residuo). L'acqua di Marte ha iniziato a evaporare nell'aria che si è assottigliaata e si è congelata finedo come ghiaccio sepolto nel terreno. L'analisi atmosferica suggerisce che Marte deve aver perso gran parte della sua atmosfera circa 4 miliardi di anni fa e da allora ha sperimentato una continua perdita di aria. Oggi il pianeta è un deserto gelido e proibitivo. Mentre la Terra si è sviluppata in un mondo lussureggiante, brulicante di una miriade di variazioni di vita complessa, la superficie di Marte è divenuta un deserto desolato e spazzato dal vento. È possibile che Marte abbia sviluppato una vita microbica ma qualsiasi forma vita corrente su Marte, o i resti di una vita più antica, risiede probabilmente nel sottosuolo.
Gli scienziati hanno due ipotesi su dove l'aria potrebbe essere sparita: o verso il basso nel terreno attraverso processi geologici, o in alto e in fuori nello spazio. I rover hanno trovato alcuni minerali carbonatici (formati dal biossido di carbonio) nel suolo marziano ma non sono sufficienti a contenere tutta l'aria mancante. L'ipotesi di perdita nello spazio è supportata dalle misure degli isotopi di Argon dei gas atmosferici. Gli isotopi sono atomi dello stesso elemento che hanno diverse masse. Gli isotopi più leggeri vengono persi nello spazio più facilmente, perciò la misurazione sorprendentemente bassa di isotopi leggeri rispetto ai pesanti nell'atmosfera indica che si è verificata una perdita sostanziale nello spazio.
Quindi sappiamo che il gas atmosferico è andato sia giù nel sottosuolo che perders nello spazio Quello che non sappiamo è quale importanza ha avuto ciascuno di questi processi.
Il Sole è il principale sospettato in questo caso di furto atmosferico. Pompa una ondata di particelle ad alta energia e campi magnetici nello spazio. Questo vento solare comprende elettroni e ioni caricati di idrogeno ed elio. Tempeste solari occasionali o eruzioni espellono massa solare insieme agli ioni ad alta energia chiamati particelle energetiche solari. Sulla Terra il nostro forte campo magnetico planetario devia la maggior parte del vento solare, che può interagire con la nostra atmosfera ai poli, creando il fenomeno dell'aurora boreale.

Il processo di fuga dell'atmosfera

MAVEN indagherà sui processi attraverso i quali i gas atmosferici possono essere fuggiti da Marte. Per poter sfuggire le molecole di gas devono raggiungere un'energia sufficiente per liberarsi dalla gravità del pianeta. MAVEN monitorerà l'ingresso di energia del Sole nell'atmosfera e osserverà quali sono le specie di gas in fuga. La missione esaminerà come la quantità e la composizione del gas in fuga si modificherà in risposta ai diversi eventi meteorologici spaziali.
Questi i processi di fuga potranno essere classificati in base alla fisica e alla chimica di base secondo i seguenti criteri:

Energia cinetica
Atomi e molecole atmosferici rimbalzano entrando in collisione l'uno con l'altro in direzioni casuali e con energia casuale. Gli atomi di energia più alta nella parte superiore dell'atmosfera possono avere abbastanza energia cinetica da saltare proprio al di fuori dell'atmosfera. Questo processo, soprannominato Fuga di Jeans, per gli studi dell'astronomo inglese James Jeans, potrebbe spiegare per la perdita dell'idrogeno più neutro (non ionizzato) proveniente da Marte. Poiché questo idrogeno deriva in ultima analisi dall'acqua, il rilevamento della perdita dell'idrogeno di Marte equivale al rilevamento del perdita di acqua.

Fotochimica
La luce solare ultravioletta (UV) può espellere gli elettroni dagli atomi e dalle molecole, creando ioni positivi. Quando alcuni ioni molecolari (come ossigeno ionizzato, carbonio e azoto) si ricompongono con gli elettroni, la reazione rilascia gli atomi eccitati alle velocità di fuga. I processi fotochimici sono estremamente attivi, e producono alcuni ioni che possono essere facile preda di altri processi di fuga atmosferica.

Raccolta del vento solare
Le molecole cariche, come gli ioni nell'atmosfera superiore di Marte, seguono le linee di campo magnetico, come quelli trasportati dal vento solare. Questi ioni possono essere accelerati a velocità fino a centinaia di miglia al secondo, ben al di sopra della velocità di fuga, e molti possono così essere portati via nello spazio.

Sputtering
Tuttavia non tutti questi ioni pickup fuggono da Marte. Alcuni sono gettati indietro nell'atmosfera a grande velocità, trasferendo la loro energia alle altre molecole. Questo processo, chiamato sputtering, può spiegare la perdita di atomi neutri più pesanti.

Specifiche Tecniche

Il carico scientifico di MAVEN è composto da otto strumenti suddivisi in tre pacchetti.

Sei di questi strumenti fanno parte del pacchetto denominato "Particles and Fields" (Campi e Particelle):
- Solar Energetic Particle (SEP)
- Solar Wind Ion Analyzer (SWIA)
- Suprathermal and Thermal Ion Composition (STATIC)
- Langmuir Probe and Waves (LPW)
- Solar Wind Electron Analyzer (SWEA)
- Magnetometro (MAG)
Il "Remote Sensing Package", sviluppato presso l'Università del Colorado, è costituito dallo spettrografo di imaging ultravioletto (IUVS) e dall'unità di elaborazione dati di rilevamento remoto. Goddard ha sviluppato lo spettrometro di massa a gas e ioni neutro (NGIMS), che comprende il terzo pacchetto di strumenti. Due di questi strumenti, SWIA e SEP, sono montati sul corpo del veicolo spaziale. Il componente per monitor ultravioletto estremo di LPW è anche montato sul corpo e rivolto verso il Sole.
Due strumenti, SWEA e LPW, sono montati su bracci che si estendono dal veicolo spaziale. I due sensori magnetometrici sono montati alle estremità dei pannelli solari del velivolo, in modo da allontanarli il più possibile dalla struttura centrale del veicolo spaziale.
Tre strumenti, NGIMS, STATICO e IUVS, sono montati sul carico utile articolato piattaforma, che si estende su un boma e ruota continuamente mentre l'astronave orbita così gli strumenti possono vedere continuamente il pianeta.

Solar Energetic Particle (SEP)
SEP misura gli ioni energetici dell'idrogeno e dell'elio emessi dal Sole durante le tempeste, le eruzioni e le eiezioni di massa coronale. Lo strumento caratterizza la direzione e l'energia delle particelle emesse, cercando di stabilire la quantità di energia che arriva nell'atmosfera superiore e dove quell'energia viene assorbita. SEP fornisce anche dati sul ruolo delle particelle energetiche nel riscaldamento e nella ionizzazione dell'alta atmosfera, e anche il loro ruolo nel processo di "sputtering", rilevando gli ioni di energia più alti.
SEP è un duplicato quasi esatto degli strumenti montati sulle sonde THEMIS (lanciata nel 2007) e Wind (lanciata nel 1994) che hanno studiato il modo in cui il vento solare interagisce con l'atmosfera Terrestre. SEP è costituito da due set di strumenti identici montati con un angolo di 90 gradi tra loro sui lati opposti della nave spaziale. Questo angolo consente ai sensori del doppio SEP di registrare le differenze negli impatti delle particelle energetiche provenienti da direzioni diverse. Lo strumento è alto 9,7 cm, largo 11,2 cm e profondo 12,7 cm dal peso di 0,74 kg.
Ogni sensore di SEP è costituito da due imbuti rettangolari a doppio attacco. Una lamina all'interno dello strumento separa gli ioni in entrata dagli elettroni in una direzione di imbuto mentre un magnete spazza via gli elettroni a bassa energia dall'altra direzione. Dei rilevatori tra i due gli imbuti registrano separatamente ioni ed elettroni. Questi sensori sono isolati termicamente dal veicolo spaziale e operano a circa 32° F (0° C). SEP opererà ininterrottamente ed effettuerà dieci misurazioni al secondo.

Solar Wind Ion Analyzer (SWIA)
SWIA misura la densità, la temperatura e la velocità degli ioni del vento solare, sia nello spazio interplanetario che quando incontrano l'ambiente marziano. Usando questi dati gli scienziati di MAVEN possono dedurre la velocità con cui gli atomi atmosferici neutri sono ionizzati dal vento solare e dall'accelerazione di questi nuovi ioni nei campi magnetici ed elettrici intorno a Marte.
Il patrimonio di design di SWIA proviene dagli strumenti montati sulle missioni FAST, Wind e THEMIS, (gli ultimi due operano ancora rispettivamente dopo 19 e 6 anni). SWIA è montato sul corpo del veicolo spaziale ed è orientato verso il Sole assicurando una buona copertura del vento solare. Lo strumento funziona ininterrottamente tranne durante le immersioni profonde nell'atmosfera marziana.

Suprathermal and Thermal Ion Composition (STATIC)
STATIC misura la composizione e la velocità degli ioni ad alta energia nell'atmosfera superiore di Marte. Questi ioni ad alta velocità possono uscire dall'atmosfera e perdersi nello spazio oppure possono precipitare giù tramite il fenomeno dello sputtering. Lo strumento misura le densità e le velocità di idrogeno, elio, ossigeno e ioni di anidride carbonica.
Il progetto di STATIC era stato precedentemente utilizzato nella missione Cluster (lanciata nel 2000), che osserva come il campo magnetico terrestre interagisce con il vento solare. Lo strumento di MAVEN include una pellicola piuttosto spessa per garantire la precisione dello strumento, STATIC misura 29,5 cm x 17,3 cm x 14,7 cm e pesa 3,2 kg.
Montato sulla piattaforma di carico articolata, STATIC fornisce un profilo di ioni ad alta velocità a diverse altitudini e quantifica quanti di questi ioni sono portati via dai venti solari. I dati di STATIC mostrano come le variazioni nell'attività solare determinano variazioni nella perdita atmosferica.

Sonda Langmuir e Waves (LPW)
Lo strumento LPW ha due sensori, uno che è la sonda Langmuir con il sensore Waves e un secondo che misura la luce Ultravioletta Estrema (EUV) proveniente dal Sole. Le misurazioni di LPW consentono agli scienziati MAVEN di delineare i confini e la densità della ionosfera. Lo strumento misurerà anche la temperatura degli elettroni ionosferici. Questi dati consentiranno agli scienziati di derivare i tassi di reazione fotochimica, che controllano la fuga atmosferica. LPW lavora di concerto con MAG per fornire una stima del flusso di energia elettromagnetica nella ionosfera. Questa energia può scaldare gli ioni, che possono anche guidare la fuga.
I sensori LPW sono montati su due bracci da 7 m, in modo che possano misurare elettroni senza che siano influenzati dalla navicella stessa. È progettato per misurare caratteristiche della ionosfera, la regione ionizzata dell'atmosfera di Marte. Il design dello strumento si basa su strumenti precursori utilizzati sulle missioni STEREO e THEMIS. Durante il lancio e la crociera interplanetaria i bracci rimarranno avvolti in una scatola metallica e, all'arrivo su Marte, le braccia si srotoleranno e si espanderanno per tutta la loro lunghezza. I due sensori LPW di MAVEN sono orientati in modo tale che la scia della nave spaziale non oscuri più di un sensore alla volta.
LPW incorpora anche un rilevatore EUV montato direttamente sul corpo del veicolo spaziale. Questo rilevatore misura la luce Ultravioletta Estrema proveniente dal Sole che è capace di condurre reazioni fotochimiche nell'atmosfera superiore di Marte.

Solar Wind Electron Analyzer (SWEA)
SWEA misura l'energia e le distribuzioni angolari degli elettroni con energie di medio raggio che aiutano a soddisfare molti degli obiettivi scientifici di MAVEN.
I gas atmosferici neutri possono essere ionizzati dalla luce ultravioletta solare e dalle collisioni con ioni energetici ed elettroni. Poiché questi gas neutri sono ionizzati, le loro traiettorie possono essere alterate da campi elettrici e magnetici, consentendo la raccolta del vento solare e il processo di sputtering. SWEA misura l'influsso di quegli elettroni del vento solare e ionosferici con energia sufficiente per provocare la ionizzazione all'impatto. Questa misura aiuta a determinarne una fonte di ionizzazione nell'ambiente marziano.
SWEA può distinguere gli elettroni del vento solare dagli elettroni ionosferici grazie alla loro diversa distribuzione di energia. Gli elettroni del vento solare mostrano una distribuzione di diversi livelli di energia, mentre gli elettroni ionosferici appaiono con livelli energetici più discreti. Nel corso della missione MAVEN effettuerà sorvoli a diverse altitudini e latitudini, pertano le misurazioni SWEA potranno essere utilizzate per mappare le regioni del vento solare sia "a monte" che "a valle" del pianeta e caratterizzare inoltre la ionosfera sia sul lato del giorno che sul lato notturno.
Il campo visivo di 360 x 120 gradi dello strumento consente allo SWEA di misurare come il movimento degli elettorni sia controllato dai campi magnetici. Gli elettroni fluiscono lungo le linee di campo magnetico in traiettorie elicoidali o "a cavatappi". I campi magnetici rimanenti derivanti dalla crosta di Marte possono influenzare il flusso di elettroni in due modi: o formando anelli chiusi che intrappolano ioni atmosferici, o collegandosi al campo magnetico del vento solare per formare "cuspidi" lungo le quali gli ioni atmosferici possono sfuggire. Queste stesse cuspidi consentono al plasma del vento solare di precipitare nell'atmosfera, risultando in aurore marziane simili alle Aurore Boreali sulla Terra. SWEA e MAG lavoreranno insieme per scoprire come ciascun processo influisce sull'atmosfera di Marte.
SWEA si trova alla fine di un braccio lungo 1,7 metri per consentire un campo visivo chiaro e evitare interferenze tra elettroni diffusi e il veicolo spaziale MAVEN. La testa del sensore è posta all'ombra della sua scatola elettronica per impedire che la luce UV solare entri direttametne nell'apertura producendo effetti fotoelettrici e interferenze con le misurazioni a bassa energia. SWEA completa un ciclo di misurazione in 2 secondi. Lo strumento è strettamente basato su un sensore che opera attualmente sulle sonde gemelle STEREO (lanciate nel 2006) che monitorano l'attività solare.

Magnetometro (MAG)
Posizionati all'estremità dei pannelli solari di MAVEN i sensori a doppio magnetometro forniscono informazioni sull'ambiente magnetico mentre la navicella viaggia attraverso vento soloare, la ionosfera marziana, o il campo magnetico vicino a una delle regioni di di crosta magnetica sulla superficie. Questa informazione fornisce agli altri strumenti di MAVEN il contesto appropriato dal momento che i campi magnetici influenzano molti processi dell'atmosfera superiore. MAG assiste LPW e SWEA nel determinare la struttura della ionosfera di Marte e le regioni a cuspide magnetica formata dai campi magnetici della crosta di Marte.
MAG utilizza un progetto risalente alla Voyager (lanciata nel 1977) e i due sensori gemelli pesano meno di un chilo (0,39 kg ciascuno) con dimensioni di 12,7 cm x 7,6 cm x 9,1 cm.
Poiché questi sensori sono estremamente sensibili (in grado di rilevare un campo magnetico che è milione di volte più debole del campo magnetico terrestre) gli ingegneri di MAVEN hanno dovuto eliminare i campi magnetici durante la costruzione del veicolo spaziale. I pannelli solari su cui poggiano i sensori MAG contengono cablaggi disposti in modo da annullare i campi magnetici. Un approccio simile per ottenere una pulizia dei campi magnetici è stata impiegata sul Mars Global Surveyor dove i magnetometri era posizionati anche sulle punte dei pannelli solari. Inoltre sono state prese precauzioni speciali in tutto il veicolo spaziale per ridurre al minimo il campo magnetico emanato dai vari componenti. Molte altre astronavi dispongono i magnetometri su lunghi bracci per isolare i sensori dalla sonda.

Neutral Gas and Ion Mass Spectrometer (NGIMS)
NGIMS misurerà la composizione di gas neutri e ioni termici (o freddi) nell'atmosfera superiore di Marte, ordinandoli per carica elettrica e massa isotopica. Queste misurazioni forniranno informazioni di base sulla composizione e sulla struttura dell'atmosfera superiore di Marte e come varia attorno al pianeta e durante tutta la missione MAVEN.
Queste misurazioni mostreranno come eventi atmosferici, tipo tempeste di sabbia o cambi di tempo metereologico spaziale, possano influenzare la quantità di gas atmosferico che fuoriesce nello spazio oltre a misurare l'abbondanza e la composizione di gas e ioni neutri. I dati di NGIMS misurano anche i rapporti isotopici per i gas atmosferici. Gli isotopi di diversi atomi hanno la stessa composizione ma diverse masse. Dal momento che gli atomi più pesanti fuoriescono nello spazio meno facilmente di quelli più leggeri, il rapporto tra isotopi più leggeri e più pesanti rimasti ci dice quanto gas è stato perso nello spazio.
I rapporti isotopici di ossigeno si rivelano particolarmente utili non solo per comprendere l'atmosfera superiore di Marte ma anche per restringere la ricerca di vita antica sulla superficie di Marte. Molti i processi planetari, compresi i processi vitali della Terra, possono alterare i rapporti isotopici atmosferici. MAVEN misura l'impatto dei processi atmosferici sugli isotopi in modo che gli esploratori di superficie, come Curiosity, possano interpretare al meglio le proprie misurazioni isotopiche. NGIMS misurerà i rapporti isotopici di carbonio, azoto, ossigeno e argon.
NGIMS raccoglierà queste misurazioni ad altitudini che vanno da 125 km a 400 km che coprono l'atmosfera superiore del pianeta. Lo strumento funzionerà soltanto nei 12 minuti prima e dopo il periapside (il punto più vicino al pianeta) di ciascuno orbita e misurerà una varietà di gas tra cui elio, azoto, ossigeno, monossido di carbonio, argon e anidride carbonica.
NGIMS, alloggiato in una scatola di 41,4 cm x 39,6 cm x 21,8 cm è identico a uno strumento sviluppato per la missione CONTOUR (lanciata nel 2002) e simile in progetto per il modulo SAM del Mars Science Laboratory (lanciato nel 2011), anch'esso sviluppato presso Goddard Space Flight Center.
Il gas entra nello strumento ed è ionizzato in un fascio di elettroni. Il gas ionizzato è quindi filtrato da quattro barre elettrostatiche, che classificano gli atomi in base al peso e alla carica. Dei rilevatori nella parte più lontana delle aste misurano la quantità delle frazioni filtrate degli ioni. NGIMS trasporta anche un serbatoio di gas argon, azoto, anidride carbonica, krypton e xeno per la calibrazione dello strumento.

Imaging UltraViolet Spectrograph (IUVS)
La porzione ultravioletta dello spettro elettromagnetico contiene preziose informazioni sulla composizione chimica delle atmosfere planetarie. IUVS utilizzerà la luce UV per mappare chimicamente la composizione dell'atmosfera superiore di Marte e misurare la velocità degli atomi di idrogeno in fuga dal pianeta.
Strumenti simili, incluso l'UVIS sulla sonda Cassini (lanciata nel 1997 e anch'esso costruito al LASP) sono stati inviati su tutti i principali pianeti del Sistema Solare. La spettroscopia UV fornisce una misura di "telerilevamento" che consentono di mappare la composizione dell'atmosfera superiore da una distanza basata sulla luce ultravioletta emessa. MAVEN utilizzerà questa tecnica per raccogliere misurazioni globali di gas atmosferici su vasta scala completando le misurazioni più dettagliate di NGIMS realizzate nel singolo punto in cui veicolo spaziale si trova su ogni orbita.
La luce entra in IUVS attraverso una delle due aperture, una orientata verso l'orizzonte marziano (o il bordo), e l'altro puntato direttamente verso il pianeta, al nadir. La luce viene divisa nelle lunghezze d'onda dei rispettivi elementi e gli intensificatori di immagine convertono la luce UV in luce visibile per essere più facilmente misurata.
Montato sulla piattaforma di carico articolata, IUVS osserverà gli spettri UV da diversi punti di vista di Marte in base alla posizione del veicolo spaziale e all'orientamento della piattaforma. Le due aperture collezioneranno le scansioni dal bordo del pianeta sino al periasse e le immagini del disco planetario e della corona in apoapside (punto orbitale più lontano dal pianeta).
IUVS può anche studiare l'abbondanza di anidride carbonica nella bassa atmosfera di Marte con l'imaging dello spettro UV di una stella mentre la stella passa dietro l'atmosfera. Il modo in cui l'atmosfera assorbe la luce ci fornisce la composizione dell'atmosfera.

Electra Communications Relay
Oltre al suo carico utile scientifico MAVEN trasporta anche Electra, ricetrasmettitore a frequenza ultraelevata. Electra fungerà da ulteriore relay di comunicazione di scorta per i rover Curiosity e Opportunity. I rover sono in grado di restituire molti più dati alla Terra attraverso un satellite relay rispetto a quanto potrebbero con comunicazioni dirette verso la Terra. Anche Mars Odyssey e Mars Reconnaissance Orbiter offrono attualmente questo servizio di inoltro dati.
Il Jet Propulsion Laboratory della NASA a Pasadena, in California, ha fornito il ricetrasmettitore Electra di MAVEN e la sua antenna elicoidale. L'antenna, che misura 26,2 cm di altezza e 22,1 cm di diametro, erano originariamente stati predisposti come pezzi di ricambio del rover Curiosity.

Cronologia Missione
18-11-2013 MAVEN: decollo da Cape Canaveral
21-09-2014 MAVEN: inserimento nell'orbita di Marte
01-10-2015 MAVEN: inizio delle osservazioni scientifiche
11-02-2019 MAVEN: abbassamento dell'orbita per inizio fase di Relay
Oggetti
Obiettivi

Gli scienziati di MAVEN vogliono utilizzare le condizioni atmosferiche attuali come chiave di lettura del passato di Marte. Gli strumenti della sonda spaziale valuteranno la quantità, l'energia e la velocità delle particelle solari energetiche presenti nel vento solare e negli eventi legati alle tempeste solari e il rilevatore ultravioletto estremo di MAVEN monitorerà simultaneamente la quantità di energia UV solare in entrata che guida le reazioni fotochimiche. Messe insieme queste misurazioni registrano l'input solare netto di energia e massa nell'atmosfera marziana che possono determinare la fuga di gas dall'atmosfera.
Gli strumenti di MAVEN misureranno anche la quantità e i tipi di particelle di gas che fuoriescono oggi dall'atmosfera di Marte. Nel corso della missione di MAVEN gli scienziati controlleranno le variazioni della composizione del gas in uscita in reazione ai diversi input di energia ricevuti dal Sole. Questo aiuterà a determinare quali processi solari alimentano la perdita di diverse molecole dall'atmosfera. L'obiettivo di MAVEN è determinare il ruolo della perdita di sostanze volatili dall'atmosfera di Marte nello spazio, esplorando la storia dell'atmosfera e del clima marziani, la sua presenza di acqua liquida e abitabilità planetaria.
Per raggiungere questo obiettivo la missione ha tre obiettivi dichiarati:
- Determinare la struttura e la composizione dell'atmosfera superiore marziana attuale e capire i processi che la governano.
- Determinare i tassi di perdita di gas nello spazio e stabilire i processi che li portano alla fuga.
- Misurare proprietà e processi che ci consentiranno di determinare la perdita dei gas nello spazio, nel tempo.