X band is een bereik van frequenties rond 8 GHz.

De planeet Mars bezit twee poolkappen die lijken op gletjers. Deze kappen zijn samengesteld uit permanent bevroren water en koolstofdioxide (CO2). Het water en de CO2 kunnen niet in een vloeibare vorm voorkomen aan de oppervlakte van Mars door te lage temperaturen en de te lage druk ; ze bestaan dus enkel in een gasvormige toestand of in een vaste toestand. Deze overgang van een vaste toestand naar een gasvormige toestand wordt sublimatie genoemt en de omgekeerde overgang (van een gasvormige toestand naar een vaste toestand) wordt condensatie genoemd. In functie van de seizoenen, zal een al dan niet belangrijk deel van de poolkappen sublimeren of condenseren. Dit doet de grootte en de dikte van deze laatste variëren; zo kan men seizoensgebonden verplaatsingen van CO2 damp waarnemen tussen de twee poolkappen.

De camera met een hoge resolutie (High Resolution Stereo Camera, HRSC) is één van de instrumenten aan boord van Mars Express. Dit instrument neemt foto's van de topografie van Mars in drie dimensies met een resolutie van minimum drie meter en foto's van op voorhand geselecteerde zones met een resolutie van minimum twee meter. De hoofddoelen van dit instrument zijn het bestuderen van de rol van het water en het klimaat bij de evolutie van Mars, de tijdelijke evolutie van vulkanisme en tektoniek, de interacties oppervlak/atmosfeer en het bepalen van een nauwkeurige chronologische volgorde van deze evenementen. Deze camera neemt ook foto's van de twee kleine manen van Mars, Phobos en Deimos, om zo het volume ervan te kunnen afleiden.

De gravitatiekracht is één van de vier elementair gekende krachten : elektromagnetisme, sterke nucleaire kracht, zwakke nucleaire kracht en gravitatie. Deze kracht is onder andere verantwoordelijk voor de uitgeoefende wederzijdse aantrekkingskracht tussen twee lichamen met een zekere massa. Vandaag praat men eerder over het uitgeoefende gravitatieveld dan de gravitatiekracht tussen twee lichamen. Het gravitatieveld breidt zich uit rond zijn bron (de Aarde bijvoorbeeld) en alle objecten die zich in dat veld bevinden gaan een versnelling ondergaan. Het gravitatieveld kan variëren in de loop van de tijd.

Het remanente (blijvend) magnetische veld is een fossiel spoor van een magnetisch veld dat vroeger bestond.

Het Doppler effect is een fenomeen van frequentieafwijking van een akoustische of elektromagnetische golf. Dit fenomeen vindt plaats wanneer de zender van de golven in beweging is ten opzichte van de ontvanger van de golven, of omgekeerd. De gemeten frequentie bij de ontvangst en de overdracht verschillen licht. Een illustratie van het Doppler effect, die vaak die vaak wordt gebruikt, is het geval waarin een ziekenwagen in de nabijheid van iemand voorbijrijdt. Deze persoon zal verschillende geluiden horen (hoger of lager) waneer de ziekenwagen in zijn nabijheid komt of zich verwijdert van hem. De wetenschappers gebruiken het Doppler effect door golven van de Aarde naar ruimtetuigen te sturen (zoals Mars Express bijvoorbeeld via het experiment radio-science). Het meten van de frequentieverschuiving biedt de mogelijkheid om de plaats van het ruimtetuig in de ruimte te bepalen en de snelheid waarmee het zich voortbeweegt.

De zonnestralen gaan doorheen de atmosfeer van de planeet, worden geabsorbeerd door het oppervlak en daarna heruitgezonden onder een infrarode vorm. De atmosfeer verhindert dat de stralen terug naar de ruimte kunnen ontsnappen, waardoor de planeet niet afkoelt. Ze speelt dus de rol van een serre voor de planeet, vandaar de naam van dit fenomeen.

Een endogeen fenomeen is een fenomeen dat plaatsvindt in het inwendige van Mars en te wijten is aan een interne oorzaak.

Een exogeen fenomeen is een fenomeen dat plaatsvindt aan de buitenkant van Mars en te wijten is aan een externe oorzaak.

Het traagheidsmoment van een systeem dat rondt een as p draait kwantificeert de weerstand van dat systeem om zijn rotatiesnelheid te veranderen rond de as p. Het karakteriseert de verdeling van massa van een lichaam rond de belangrijkste symmetrieas. Hoe verder de massa zich van de as bevindt, hoe groter de kracht zal moeten zijn die het systeem doet draaien. De observatie van de rotatie van een lichaam biedt de mogelijkheid om de belangrijkste traagheidsmomenten af te leiden. De kennis van de belangrijkste traagheidsmomenten van een lichaam biedt op zijn beurt de mogelijkheid om informatie af te leiden over de verdeling van massa's in het inwendige van het lichaam. De nutatie is de periodieke beweging van de roatieas in de ruimte rond zijn gemiddelde positie ; de nutatie voegt zich bij de precessie. De permafrost is een bevroren ondergrond gedurende een periode van minstens twee jaar.

Omwille van verschillende redenen, is Mars een zeer interessante planeet om de verschillen in de vorming en evolutie van planeten te begrijpen. Tegenover de Aarde die eeuwig gerenoveerd wordt, is het oppervlak van Mars bewaard gebleven doorheen zijn geschiedenis.

Op Aarde zijn de oude terreinen vernietigd door platentektoniek en erosie, wat plaats maakt voor nieuwe bodems. De afwezigheid van tektoniek op het oppervlak van Mars biedt ons de mogelijkhied om de transformatiecyclussen die de planeet ondergaan heeft gedurende zijn evolutie op te volgen. Enkel vulkanisme uit het verleden heeft de bodem naar omhoog kunnen stuwen.

De studie van de interne structuur van de rode planeet geeft ons heel wat complementaire infomratie over de evolutie van planeten. Men zou kunnen denken dat Mars een veel snellere evolutie gekend heeft doordat haar grootte en massa veel zwakker zijn dan die van de Aarde.
De afstand van de planeet ten opzichte van de zon is ook een belangrijk element dat de interne samenstelling van de planeet en zijn insolatie bepaalt (die gelinkt is aan de atmosfeer) en daarom dus ook zijn thermische geschiedenis. De Aarde, die veel massiever is, kent een tragere afkoeling en blijft langer geologisch actief.
Bovendien zijn de chemische samenstellingen en de dichtheid van de Aarde en Mars niet identiek. Het is onder andere niet mogelijk om nu te kunnen zeggen of Mars een vloeibare buitenkern en vaste binnenkern heeft. Hoewel de evoluties van deze planeten gelijkaardig zijn, hebben ze een verschillend lot.
Maar kan men denken dat Mars de toekomst van de Aarde, wanneer ze al haar warmte zal verloren hebben, op lange termijn weerspiegelt? Door het inwendige van de planeet Mars te bestuderen, zal men een antwoord trachten te vinden op die vragen. Een vergelijkende studie tussen de interne structuur van Mars en die van de Aarde zal in elk geval zeer verrijkend zijn.

De precessie is een verandering van de oriëntatie van de rotatieas van een afgeplatte en gekantelde planeet in de ruimte door de actie van de gravitationele kracht van de Zon, haar maan of manen, of andere planeten.

Dit is een experiment, MaRS genoemd(voor Mars Radio-Science experiment)dat gebasseerd is op de radioverbinding tussen de orbiter en de Aarde. Dit experiment zal onder andere de mogelijkheid bieden om het gravitatieveld van Mars te meten door Doppler- en afstandsmetingen te doen langs het signaalpad. Wetenschappers kunnen dan de verdeling van massa in het inwendige van de planeet bepalen. Vanuit de metingen van het globale gravitatieveld van Mars en zijn tijdelijke variaties, zal het ook mogelijk zijn om het inwendige van Mars tot in de diepte te bestuderen. Het experiment maakt geen gebuik van wetenschappelijke instrumenten, het is gebasseerd op het radiosignaal tussen het tuig en de Aarde. Dit signaal wordt verzonden vanop de Aarde en geobserveerd met behulp van grote antennes zoals diegene van Perth (New Norcia, Australie), van Madrid (Espagne) of van het Amerikaanse netwerk DSN (Deep Space Network gelokaliseerd in Goldstone (Californie), in Madrid (Espagne) en in Canberra (Australie). Dit netwerk van antennes biedt de mogelijkheid om de ruimtetuigen in een baan rond de planeten van het zonnestelsel te volgen. De metingen van het Doppler effect worden gebruikt om de trajecten van die ruimtetuigen te reconstrueren met als doel navigatie , missieplanning of als wetenschappelijke doelen om de geofysische parameters te bepalen zoals het gravitatieveld van Mars.

Netwerk DSN (krediet : NASA)

Wanneer lichtstralen van de zon een object in de hemel bereiken, één van de manen van Mars bijvoorbeeld, worden sommige stralen gereflecteerd en vormen ze spectrale lijnen die gekarakteriseerd worden door de chemische bestanddelen van het object. De transponder is een apparaat dat een signaal ontvangt en aan identieke of verschillende frequenties heruizendt.