În martie 2016, Agenția Spațială Europeană (ESA) a lansat programul exomars (Exobiologie pe Marte) misiune în spațiu. Un proiect comun între ESA și Roscosmos, această misiune în două părți a constat în Urmăriți orbitorul de gaze (TGO) și Schiaparelli lander, ambele ajungând pe orbită în jurul Marte în octombrie 2016. În timp ce Schiaparelli s-a prăbușit în timp ce încerca să aterizeze TGO a continuat să îndeplinească câteva faze impresionante.
De exemplu, în martie 2017, orbitorul a început o serie de manevre de aerobraking, unde a început să coboare orbita pentru a intra în atmosfera subțire a lui Marte și a încetini. Potrivit lui Armelle Hubault, inginerul de operațiuni pentru nave spațiale de pe TGO Echipa de control al zborului, misiunea ExoMars a făcut progrese extraordinare și este pe cale să-și stabilească orbita finală în jurul Planetei Roșii.
lui TGO misiunea a fost să studieze suprafața lui Marte, să caracterizeze distribuția apei și a substanțelor chimice sub suprafață, să studieze evoluția geologică a planetei, să identifice viitoarele locuri de aterizare și să caute posibile biosemnaturi ale vieții marțiene trecute. Odată ce și-a stabilit orbita finală în jurul Martei - 400 km (248,5 mi) de suprafață - TGO va fi poziționat ideal pentru a efectua aceste studii.
De asemenea, ESA a lansat o grafică (prezentată mai sus) care demonstrează orbitele succesive ale TGO a realizat de când a început aerobraking-ul și va continua să facă până în martie 2018. În timp ce punctul roșu indică orbitorul (iar linia albastră orbita sa actuală), liniile gri prezintă reduceri succesive în lui TGO perioadă orbitală. Liniile îndrăznețe indică o reducere de 1 oră, în timp ce liniile subțiri indică o reducere de 30 de minute.
În esență, o singură manevră de aerobraking constă în orbitorul care trece în atmosfera superioară a lui Marte și se bazează pe tablourile sale solare pentru a genera cantități minime de tracțiune. În timp, acest proces încetinește ambarcațiunea și își coboară treptat orbita în jurul Marte. După cum Armelle Hubault a postat recent pe blogul de știință al rachetelor ESA:
„Am început pe orbita cea mai mare cu un apocentre (cea mai îndepărtată distanță de Marte în timpul fiecărei orbite) de 33 200 km și o orbită de 24 de ore în martie 2017, dar a trebuit să ne întrerupem vara trecută, din cauza faptului că Marte se afla în conjuncție. Am recompensat aerobraking-ul în august 2017 și suntem pe cale să ajungem pe orbita finală a științei la jumătatea lunii martie 2018. De astăzi, 30 ianuarie 2018, am încetinit ExoMars TGO cu 781,5 m / s. Pentru comparație, această viteză este mai mult de două ori mai rapidă decât viteza unei aeronave tipice cu avion lung.
La începutul acestei săptămâni, orbitorul a trecut prin punctul în care și-a apropiat cel mai aproape de suprafață în orbita sa (pasajul pericentrului, reprezentat de linia roșie). În timpul acestei abordări, ambarcațiunea s-a afundat bine în atmosfera superioară a lui Marte, care a târât aeronava și a încetinit-o în continuare. Pe orbita sa eliptică actuală, aceasta ajunge la o distanță maximă de 2700 km (1677 mi) față de Marte (este apocenter).
Deși este o practică veche de zeci de ani, aerobraking-ul rămâne o provocare tehnică semnificativă pentru echipele de misiune. De fiecare dată când o navă spațială trece prin atmosfera unei planete, controlorii săi de zbor trebuie să se asigure că orientarea ei este corectă pentru a încetini și a se asigura că ambarcațiunea rămâne stabilă. În cazul în care calculele lor sunt oprite chiar puțin, nava spațială ar putea începe să se rotească de sub control și să depășească cursul. După cum a explicat Hubault:
„Trebuie să ne reglăm înălțimea pericentrului în mod regulat, deoarece pe de o parte atmosfera marțiană variază în densitate (deci uneori frânăm mai mult și alteori frânăm mai puțin), iar pe de altă parte, gravitația marțiană nu este aceeași peste tot (așa că uneori planeta ne trage în jos și uneori ne desprindem un pic). Încercăm să rămânem la aproximativ 110 km altitudine pentru un efect de frânare optim. Pentru a menține nava spațială pe cale, încărcăm un nou set de comenzi în fiecare zi - așa că pentru noi, pentru dinamica zborului și pentru echipele stației de la sol, este un timp foarte solicitant! ”
Următorul pas pentru echipa de control al zborului este să folosească propulsoarele navei spațiale pentru a manevra nava spațială pe orbita sa finală (reprezentată de linia verde din diagramă). În acest moment, nava spațială se va afla pe orbita sa finală de relevare a datelor științifice și operaționale, unde se va afla pe o orbită aproximativ circulară la aproximativ 400 km (248,5 mi) de suprafața Martei. După cum a scris Hubault, procesul de aducere a TGO pe orbita sa finală rămâne unul provocator.
„Principala provocare în acest moment este că, întrucât nu știm niciodată în prealabil cât de mult va fi încetinită nava spațială în timpul fiecărui pasaj pericentric, nu știm niciodată exact când va restabili contactul cu stațiile noastre de la sol după ce am indicat înapoi Pământ, spuse ea. „Lucrăm cu o„ fereastră ”de 20 de minute pentru achiziția semnalului (AOS), când stația de la sol atrage prima dată semnalul TGO în timpul oricărei vizibilități a stației, în timp ce, în mod normal, pentru misiunile interplanetare avem un timp AOS ferm programat în avans."
Cu perioada orbitală a navei spațiale acum scurtată la mai puțin de 3 ore, echipa de control a zborului trebuie să parcurgă acest exercițiu de 8 ori pe zi. Odată ce TGO a ajuns pe orbita finală (până în martie 2018), orbitorul va rămâne acolo până în 2022, servind ca un satelit pentru relee de telecomunicații pentru viitoarele misiuni. Una dintre sarcinile sale va fi retransmiterea datelor din ESA ExoMars 2020 misiune, care va consta dintr-un rover european și o platformă de suprafață rusă fiind desfășurată pe suprafața Marte în primăvara anului 2021.
Alături de NASA Marte 2020 rover, această pereche rover / lander va fi cea mai recentă dintr-o lungă linie de misiuni robotice care caută să deblocheze secretele trecutului lui Marte. În plus, aceste misiuni vor conduce investigații cruciale care vor deschide calea către eventuale misiuni de retur de probe pe Pământ, fără să mai vorbim de echipaj la suprafață!
