MRO несет шесть научных приборов, ретрансляционный комплекс и две два приборы, которые использую данные инженерных подсистема для сбора научной информации. Главным прибором MRO является уникальная камера высокого разрешения HiRISE (High Resolution Imaging Science Experiment - Научный эксперимент по съемке с высоким разрешением). В состав инструмента массой 66 кг входит кассегреновский телескоп с апертурой 50 см и полем зрения 1.15°. Подобный прибор впервые используется на космической станции.
 |
| Схема MRO |
HiRISE (High Resolution Imaging Science Experiment): Научный эксперимент по построению изображений высокого разрешения.
 |
| HiRISE |
HiRISE предназначен для работы в видимом диапазоне волн, но с телескопическими линзами, которые позволят создавать изображения с разрешениями невероятно высокой точности. Такого рода камеры никогда до этого не применялись в миссиях по исследованию планет. Полученные изображения позволят учёным увидеть на Марсе объекты размером около 1 метра и изучать морфологию его поверхности.
Кроме этого, при помощи HiRISE будут проводиться наблюдения в ближнем инфракрасном диапазоне волн, что даст информацию о составе грунта на поверхности (минералах). Новые изображения высокого разрешения представят беспрецедентные виды слоистых пород, оврагов, каналов и других целей, а также позволят охарактеризовать места возможных будущих посадок.
Отбор областей для построения изображений крупного плана будет проводиться на основе данных полученных от миссий Mars Global Surveyor и Mars Odyssey, а также региональных обзоров, проведённых инструментами орбитального аппарата.
CTX (Context Imager): Камера широкого плана.
 |
| CTX |
CTX предназначена для проведения наблюдений, которая будет получать изображения одновременно с камеры HiRISE и собирать данные, полученные спектрометром CRISM.
Как и следует из названия, CTX позволит получать изображения более широкого плана, чем остальные два инструмента. Разрешение этой камеры не будет столь большим, но она сможет получать картину, охватывающую большую площадь. Детальное исследование скал и минеральных полей учёные будут производить другими инструментами, но CTX позволит получить гораздо более широкий вид исследуемых деталей ландшафта.
Все вместе, HiRISE, CRISM и CTX представляют чрезвычайно мощный набор. Например, многие слоистые ландшафты, наблюдавшиеся при помощи Mars Orbital Camera, стоящей на космическом аппарате Mars Global Surveyor, могут быть отложениями минералов, содержащих воду. Однако это могут быть и слои вулканической лавы или пепла, или отложений, нанесённых ветром. Совмещая вместе наблюдения малого обхвата, производимых HiRISE, наблюдения их геологического окружения, получаемого с CTX, а также минералогическую информацию, приходящую с CRISM, учёные смогут проверить правильность всех трёх предположений.
С высоты 400 километров над Марсом, CTX будет получать изображения ландшафта, охватывающие области шириною до 40 километров. Разрешение камеры будет составлять 8 метров на пиксель.
MARCI (Mars Color Imager): Камера цветных изображений Марса.
 |
| MARCI |
MARCI предназначена для построения карты, помогающая описать ежедневные, сезонные и годовые изменения в климате Марса.
Кроме этого, используя для наблюдений 5 видимых диапазонов, MARCI будет наблюдать пылевые бури и изменения в полярной шапке. Для обнаружения изменений в углекислом газе, пыли и озоне, MARCI будет использовать наблюдения на двух длинах волн ультрафиолетового диапазона. Всё эти наблюдения будут производиться в масштабах десятков километров.
CRISM (Compact Reconnaissance Imaging Spectrometers for Mars): Компактный спектрометр для разведки Марса.
 |
| CRISM |
CRISM предназначен для поиска осадочных пород состоящих из минералов, формирующихся в присутствии воды. Минералов, которые могли быть оставлены горячими ключами, термальными источниками, озёрами или какими-либо водоёмами в те времена, когда на поверхности Марса могла быть вода.
Несмотря на то, что отдельные детали марсианского ландшафта дают нам веские основания считать, что когда-то давно по поверхности Марса текла жидкая вода, количество свидетельств в виде месторождений минералов, созданных при длительном воздействии воды, весьма ограниченно.
С высоты в 300 километров спектрометры CRISM, работающие в видимом и инфракрасном диапазоне будут "идти" по поверхности Марса полосою шириной в 18 метров. В отражённом солнечном свете CRISM будет распознавать сотни цветов, указывающих на присутствие на поверхности Марса различных минералов, в том числе и следов былого присутствия воды.
MCS (Mars Climate Sounder): Эхолот марсианского климата.
Эхолот марсианского климата будет следить за температурой, влажностью и содержанием пыли в марсианской атмосфере, производя измерения, которые помогут нам понять текущий климата Марса, его погоду и возможные изменений, которые могут с ними происходить.
Учёным подобные измерения необходимы и для того, чтобы выяснить, как происходит кругооборот в марсианской атмосфере, и как она меняется со временем. Кроме этого, они помогут объяснить, как и почему изменяются в своих размерах полярные шапки под влиянием атмосферы и энергии, приходящей от Солнца.
Как работает Эхолот марсианского климата?
Эхолот - это инструмент, измеряющий различия в температуре и составе атмосферы по её высоте. Эхолот марсианского климата будет просматривать 9 каналов, приходящихся на область видимого и инфракрасного диапазона электромагнитного спектра. (Видимый диапазон - это волны, воспринимаемые человеческим глазом как свет). Инфракрасные волны примерно соответствуют тепловому излучению и поэтому наблюдения в инфракрасном диапазоне соответствуют восприятию всего как более теплого или более холодного. Один из каналов, приходящихся на видимый и ближний инфракрасный диапазон (от 0.3 до 3.0 микрон) будет использоваться для выяснения взаимодействия солнечной энергии с атмосферой и поверхностью, что поможет понять марсианский климат. Восемь других каналов - теплового инфракрасного диапазона (от 12 до 50 микрон), будут использоваться для измерения температуры, давления, содержания водяного пара и пыли. Измерения, проводимые в этих каналах, будут использованы для наблюдения за погодой и климатом.
Эхолот марсианского климата будет смотреть на марсианский горизонт, наблюдая атмосферу послойно и производя замеры через каждый 5 километров по всей её глубине. Эти "профили" будут объединяться в ежедневные трёхмерные глобальные карты погоды для дневного и ночного времени суток. На этих картах погоды будет отображаться температура, давление, влажность и содержание пыли в различных слоях атмосферы - то есть информация того же типа, что используется метеорологами для понимания и предсказания климата Земли.
SHARAD (Shallow Subsurface Radar): Радар неглубоких слоёв.
 |
| CRISM |
SHARAD предназначен для поиска в марсианской коре, на глубинах до 1 километра как жидкой, так замороженной воды.
Для изучения подповерхностных слоёв Марса с необходимым разрешением, SHARAD будет использовать радиоволны с частотой 12-25 МГц.
Отражённые волны, принимаемые тарелкой радара, чувствительны к изменению характеристик отражения электромагнитных волн камнем, песком, или водой, присутствующих на поверхности или под нею.
Вода, подобно скале с высокой плотностью - хороший проводник. Поэтому её можно обнаружить по очень сильному возвращающемуся сигналу. Кроме этого, будут заметны и изменения отражательных характеристик подповерхностных слоёв - например, слоёв, отложенных геологическими процессами в ранеей истории Марса.
Разрешение инструмента по горизонтали составит от 0.3 до 3 километров и около 15 метров по вертикали, поэтому замечены будут те детали подповерхностных слоёв, размер которых будет соответствовать этим размерам.
К тому же, MRO несет специализированный навигационный и ретрансляционный комплекс Electra, работающий в УКВ-диапазоне. Он предназначен для передачи команд с Земли на посадочные аппараты и служебной и научной информации в обратном направлении со скоростью от 1 кбит/с до 2 Мбит/с с использованием стандартного протокола Proximity-1. Правда, низкая орбита MRO и ограничения по углу места для лэндеров сводят каждое "окно" связи максимум к пяти минутам. Наконец, по допплеровскому изменению частоты сигнала Electra, принятого на посадочном аппарате, и с учетом текущих параметров орбиты MRO можно будет уточнить место посадки.
Камера оптической навигации ONC (Optical Navigation Camera) с апертурой 6 см и полем зрения 1.4° служит для отработки методики автономной навигации вблизи Марса, основанной на сравнении расчетных положений спутников Фобос и Деймос с наблюдаемыми фактически. Если испытания этого алгоритма на борту MRO пройдут успешно, аналогичная аппаратура может быть установлена на будущие посадочные зонды. Она позволит свести к минимуму погрешность точки входа в атмосферу и обеспечить посадку вблизи заданной точки. Дополнительный радиопередатчик диапазона Ka, интегрированный в радиокомплекс аппарата, потребляет меньшую мощность, чем стандартный передатчик диапазона X, при равной пропускной способности. В то же время сигналы Ka-диапазона более значительно ослабляются земной атмосферой. Эксперимент на борту MRO позволит решить, следует ли использовать Ka-диапазон.
