MAVEN is een Amerikaanse onbemande ruimtevlucht naar Mars uit 2013. De afkorting MAVEN staat voor Mars Atmospheric and Volatile EvolutioN. Het doel van deze missie is atmosferisch onderzoek, om grote klimaatveranderingen die op Mars in de loop der tijd plaatsvonden, beter te kunnen begrijpen. Het is het tweede project uit NASA's Mars Scout programma, dat kleinere en goedkopere missies beoogt.
Onderzoeksdoelen MAVEN doet onderzoek naar de bovenste atmosfeerlagen, de ionosfeer en bekijkt hoe deze reageren op de zon en de zonnewind. De door de sonde verzamelde gegevens bieden deskundigen nieuwe inzichten over het verleden van de Martiaanse atmosfeer, verloop van het klimaat, aanwezigheid van vloeibaar water en of er ooit leven mogelijk was. Hiertoe bekijken wetenschappers hoe de dampkring vluchtige elementen verliest aan de ruimte. Met name koolstofdioxide (CO2), moleculaire stikstof (N2) en waterdamp (H2O) zijn interessant.Missiedoelen, geraadpleegd 20 augustus 2015 MAVEN is de eerste verkenner met atmosferisch onderzoek als primaire taak.Happy Anniversary, MAVEN! NASA Mars Probe Marks 2 Years of Science Work op Space.com, 18 november 2016, geraadpleegd 22 november 2016
Mars in het verre verleden MAVENs missie biedt beter inzicht in de grote klimaatsveranderingen die de rode planeet tijdens zijn bestaan doormaakte. Miljarden jaren geleden bood Mars mogelijk de juiste leefomstandigheden voor microorganismen. Door een aanzienlijke klimaatverandering verdween het grootste deel van de dampkring en daarmee het vloeibare water aan de oppervlakte. Door MAVEN kan de wetenschap nauwkeuriger bepalen op welke wijze en in welk tempo atmosferische gassen verloren gaan in de ruimte. Dit zorgt voor een beter begrip over hoe dit het toenmalige klimaat, geologische en geochemische omstandigheden destijds beïnvloedde. Hierdoor kan men nauwkeuriger bepalen, of op de rode planeet ooit leven mogelijk was.MAVEN op Solarsystem.nasa.gov, 21 september 2014, geraadpleegd 20 augustus 2015
Constructie thumb|De MAVEN tijdens bouw, zonder zonnepanelen Opbouw thumb|Opbouw van Maven. A=STATIC, B=IUVS, C=NGIMS, D=SWEA, E=LPW, F=EUV, G=SWIA, H=SEP, I=MAG. 1=draaibaar instrumentenplatform, 2=schotelantenne, 3=reactiewielen voor standregeling, 4=brandstoftank MAVEN is in totaal 3,47 m hoog en 2,29 m breed. De basisstructuur is een kubusvorm van 2,30 m x 2,30 m x 2,00 m met twee zonnepaneelvleugels. De kubus bestaat uit aluminium honingraatpanelen afgedekt door grafiet-composiet panelen. In het midden is de brandstoftank met een diameter van 1,30 m en een capaciteit van 1640 kg hydrazine aangebracht.
Met uitgeklapte zonnepanelen bedraagt de spanwijdte 11,43 m. De vier zonnepanelen beslaan een oppervlakte van 12 m² en zijn uitgerust met meer dan 2000 zonnecellen. In de nabijheid van Mars wekken deze (afhankelijk van baanpositie) 1150 à 1700 W op. Deze voorzien twee lithium-ion-accu's met een capaciteit van elk 55 Ah van elektriciteit. De zonnepanelen hebben een meeuwenvleugelvorm met een knik van 20°, om aerodynamische stabiliteit tijdens duiken in de atmosfeer te verschaffen.
Een schotelantenne van 2 m diameter onderhoudt contact met de Aarde. Maximale bitrate bedraagt 550 kpbs. Bovendien beschikt de sonde over een 6½ kg wegende UHF-installatie, om radiosignalen van diverse landers en rovers door te seinen. Eerder gestuurde ruimtevaartuigen functioneerden veel langer dan verwacht en overschreden hun verwachte technische levensduur. De Mars Reconnaissance Orbiter, 2001 Mars Odyssey, Opportunity en Curiosity doen daarom een beroep op de radioapparatuur van MAVEN. Iedere 3½ dag onderbreekt MAVEN de observaties om vijf uur lang de verzamelde gegevens via het DSN naar de Aarde te sturen. Tussentijds kan MAVEN tot 32 gigabit aan gegevens opslaan. Tijdens een omloop verzamelt MAVEN 3 gigabit aan gegevens.
Standregeling thumb|Een technische test om te controleren of MAVEN tegen voortdurend roteren bestand is. Het standregelsysteem bestaat uit vier reactiewielen en ringlasergyroscopen. Twee sterrenzoekers verschaffen informatie over de positie van het vaartuig. Als MAVEN onverhoopt technische problemen ondervindt, richt het middels twee zonnezoekers zijn zonnepanelen op de zon. Dit voorkomt dat de accu's snel leegraken en de verkenner verloren gaat. Press Kit, blz. 23 & 26, november 2013, geraadpleegd 21 augustus 2015
Gewicht Leeg heeft het vaartuig een massa van 809 kg, afgetankt 2454 kg. De massa van de wetenschappelijke instrumenten is relatief gering met 65 kg. De wetenschappelijke leiding over MAVEN is in handen van het Laboratory for Atmospheric and Space Physics van de Universiteit van Colorado.Opbouw sonde geraadpleegd 20 augustus 2015NSSDC, geraadpleegd 19 augustus 2015Maandag 22 september komt MAVEN aan bij Mars op Spacepage.be, 11 september 2014 geraadpleegd 20 augustus 2015
Instrumenten MAVEN is uitgerust met de volgende instrumenten: MAG - magnetometer. Dit instrument meet de richting en sterkte van het interplanetaire magnetisch veld, het door Mars opgewekte magnetisch veld en plaatselijke veldsterkte van de Marskorst. MAG bestaat uit twee magnetometers, aan het verlengde uiteinde van beide zonnepanelen. Het meetbereik is instelbaar: +/- 65.536 nT voor systeemtesten op de grond, +/- 2048 nT met een nauwkeurigheid van ± 0,06 nT voor metingen aan de Marskorst en +/- 512 nT met een nauwkeurigheid van 0,015 nT voor meting van de zonnewind.Magnetometer, geraadpleegd 19 augustus 2015 IUVS - Ultravioletspectrograaf, voor het maken van 3-D-profielkaarten van de bovenste atmosfeerlagen en de Mars-ionosfeer. Op hoogtes van 225 tot 100 km speurt IUVS naar waterstof, koolstof, stikstof, zuurstof, koolmonoxide en koolstofdioxide.Imaging Ultraviolet Spectrograph (IUVS), geraadpleegd 19 augustus 2015 LPW - Langmuir sonde en golven. Deze meet de eigenschappen van de ionosfeer, verhitting van de bovenste atmosfeerlagen en de hoeveelheid EUV (Extreme UltraViolet) straling. Het bestaat uit een EUV-sensor en een paar masten met een lengte van 7 meter. Tijdens periapsis wordt iedere twee seconden een meting verricht. Laagfrequente elektrische velden tussen 0,05 en 10 Hz en hoogfrequente velden tussen 90 kHz en 1,6 MHz. De EUV-sensor is een driekanaals fotometer en meet op 0,1 tot 7 nm, 17 tot 22 nm en 121,6 nm. Deze neemt voortdurend metingen.Langmuir Probe and Waves (LPW), geraadpleegd 19 augustus 2015 NGIMS - Neutrale gassen- en ionen-massaspectrometer. Dit instrument meet tot op 500 km hoogte de tijdens de missie optredende veranderingen in de atmosfeer.Neutral Gas and Ion Mass Spectrometer (NGIMS), geraadpleegd 19 augustus 2015 SEP - Meter voor geladen zonnedeeltjes, die de uitwerking daarvan op de atmosfeer van Mars onderzoekt. Het meetbereik voor elektronen loopt van 25 keV tot 1 MeV; dat voor protonen ligt tussen 25 keV en 6 MeV. De frequentie van deze metingen is afhankelijk van de baan van MAVEN ten opzichte van het Marsoppervlak. Tot 300 km is dit iedere twee seconden mogelijk, tussen 300 en 800 km iedere acht seconden en boven de 800 km neemt een meting 32 seconden in beslag.Solar Energetic Particle (SEP), geraadpleegd 19 augustus 2015 SWEA - Instrument om energie en verdeling van zonnewind en elektronen in de ionosfeer te meten. Deze is bevestigd op een 1,75 m lange mast aan de achterkant van de sonde en kan op twee manieren metingen verrichten. Tot 500 km legt het iedere twee seconden gegevens vast, boven de 500 km iedere acht seconden. Het meetbereik ligt tussen 5 eV en 5 keV.Solar Wind Electron Analyzer (SWEA), geraadpleegd 19 augustus 2015 STATIC - Dit instrument meet de eigenschappen van uit de Marsatmosfeer ontsnappende ionen en de daarbij gepaard gaande processen. Het meetbereik loopt van 0,1 tot 10 eV, 5 tot 100 eV en 100 tot 20000 eV. De nadruk ligt op het waarnemen van positieve ionen van elementaire zuurstof (O), moleculaire zuurstof (O2), koolstofdioxide (CO2) en elementaire waterstof (H).SupraThermal And Thermal Ion Composition (STATIC), geraadpleegd 19 augustus 2015 SWIA - Instrument voor het meten van de hoeveelheid zonnewind-ionen die de Marsatmosfeer binnendringen. Daarnaast kijkt dit instrument naar de eigenschappen van plasma in de directe omgeving van Mars. Metingen vinden plaats met tussenpozen van vier seconden en dit instrument functioneert continu, behalve als MAVEN een diepe duik maakt. Het meetbereik voor energie loopt van 5 tot 25000 eV, de deeltjessnelheid van 30 tot 2000 km/sec en de deeltjesdichtheid van 0,1 tot > 100 deeltjes per cm3.Solar Wind Ion Analyzer (SWIA), geraadpleegd 19 augustus 2015
Kosten De kostenraming voor deze missie bedraagt 671 miljoen dollar.Presskit, blz. 4, november 2013, geraadpleegd 21 augustus 2015 De missiekosten worden begroot op ± 485 miljoen dollar; de lanceerkosten bedroegen ± 187 miljoen dollar.NASA’s MAVEN mission providing insights into life on distant worlds op SpaceflightInsider.com, 31 december 2017, geraadpleegd 5 maart 2018
Vluchtverloop thumb|Een zonnepaneel tijdens een test. MAVEN is uitgerust met geknikte zonnepanelen, omdat de sonde enkele malen de Marsatmosfeer induikt. Lancering MAVEN werd gelanceerd op 18 november 2013 met behulp van een Atlas V-draagraket in de 401-configuratie zonder hulpmotoren en met een eenmotorige Centaur als laatste trapPress Kit, blz. 20 Diagram draagraket, november 2013, geraadpleegd 21 augustus 2015 vanaf Cape Canaveral Air Force Station. De vlucht naar Mars verliep voorspoedig en op 22 september bereikte de verkenner de rode planeet.
Afremmanoeuvre en verlenging missie Op een hoogte van 380 km boven de Martiaanse noordpool ontbrandden de motoren gedurende 33 minuten. Hierbij verbruikte MAVEN ruim de helft van de beschikbare brandstof. In eerste instantie bedroeg de omlooptijd in de voorlopige baan 35 uur. Voor wetenschappelijke waarnemingen was een omloopbaan van 4½ uur vereist. Gedurende zes weken testte de vluchtleiding de instrumenten en voerde baancorrecties door. Daarna nam de missie een aanvang, waarvoor een jaar is uitgetrokken.Afremmanoeuvre op NASA.gov, 17 september 2014, geraadpleegd 21 augustus 2015
MAVEN draait in een elliptische baan met een apoapsis van meer dan 6000 km, een periapsis van 150 km en een inclinatie van 75°. Tijdens apoapsis brengt de sonde geheel Mars in ultraviolet licht in kaart. Tijdens periapsis doorkruist MAVEN de bovenste atmosfeerlagen en onderzoekt de samenstelling van ionen en gassen. Het waarnemingsprogramma voorziet in vijf diepere duiken in de atmosfeer met een periapsis van 125 km om lagere gedeelten van de dampkring te bestuderen. Vlakke zonnepanelen zouden de aerodynamica verstoren, de meeuwenvleugelvorm stabiliseert MAVEN.Fact sheet, blz. 1, november 2013, geraadpleegd 21 augustus 2015Baaninclinatie op NSSDC, geraadpleegd 21 augustus 2015
Toen de oorspronkelijk geplande wetenschappelijke missiedoelen na een jaar waren volbracht, functioneerde de sonde nog naar wens. Dit bood de gelegenheid om de atmosfeer tijdens een volledig Marsjaar (98 weken) te volgen. Toen NASA de missie nogmaals verlengde, werd periapsis opgetrokken tot 220 km. Vanaf deze hoogte fungeerde MAVEN als doorzendstation voor Marslanders en kon hij zes jaar aanvullend onderzoek verrichten met een minimaal brandstofverbruik.Press kit, blz.22 op NASA.gov, geraadpleegd 21 augustus 2015