Az Európai Űrügynökség (ESA) 2016 márciusában elindította a ExoMars (Exobiology on Mars) küldetés az űrbe. Az ESA és a Roscosmos közös projektje, ez a két részből álló misszió a Trace Gas Orbiter (TGO) és a Schiaparelli leszállás, mindkettő 2016 októberében érkezett pályára a Mars körül. Míg Schiaparelli lezuhant, miközben megpróbálta leszállni, a TGO folytatott néhány lenyűgöző látnivalót.
Például, 2017 márciusában a keringtető egy sor aerobraking manővert indított, ahol elkezdett leengedni pályáját, hogy belépjen a Mars vékony légkörébe, és lelassul. Armelle Hubault, az űrhajó üzemeltetési mérnöke szerint TGO repülésirányító csapat, az ExoMars misszió óriási előrelépést tett, és jó úton van a végső pályájának felállításához a Vörös Bolygó körül.
TGO a A küldetés a Mars felszínének tanulmányozása, a víz és vegyi anyagok felszín alatti eloszlásának jellemzése, a bolygó geológiai evolúciójának tanulmányozása, a jövőbeli leszállási helyek azonosítása és a múltbeli marsi esetleges bioszignatok keresése volt. Miután létrehozta a végső pályáját a Mars körül - 400 km (248,5 mérföld) a felszíntől - TGO ideális helyzetben lesz ezen tanulmányok elvégzéséhez.
Az ESA kiadott egy grafikát is (a fenti ábra), amely bemutatja az egymást követő keringő pályákat TGO az aerobraking megkezdése óta - és 2018 márciusáig folytatja - miközben a piros pont jelzi a keringőt (és a kék vonal jelenlegi pályáját), a szürke vonalak egymás utáni csökkentését mutatják. TGO a Orbitális periódus. A vastag vonal 1 órás csökkenést, míg a vékony vonal 30 perc csökkenést jelent.
Alapvetően egy aerobrake-manőver azt jelenti, hogy a keringtető áthalad a Mars felső atmoszférájába, és napelemeire támaszkodva támaszkodik apró mennyiségű húzásra. Idővel ez a folyamat lelassítja a vízi járművet, és fokozatosan csökkenti pályáját a Mars körül. Ahogy Armelle Hubault nemrégiben közzétette az ESA rakétatudományi blogjában:
„A legnagyobb pályán indultunk egy olyan apocentrával (a legtávolabbi távolság a Marstól az egyes pályákon) 33 200 km-es körzettel és 24 órás pályával 2017 márciusában, de tavaly nyáron kellett szünetet tartani, mivel a Mars összekapcsolódott. 2017 augusztusában javasoltuk az aerobrakert, és arra készülünk, hogy befejezzük a végső tudományos pályát 2018. március közepén. A mai naptól, 2018. január 30-ig 781,5 m / s-mal lelassítottuk az ExoMars TGO-t. Összehasonlításképpen, ez a sebesség kétszer olyan gyors, mint egy tipikus távolsági sugárhajtású repülőgép sebessége. ”
A hét elején a keringő áthaladt azon a ponton, ahol megközelítette a pályáját a felszínéhez (a pericentrikus járat, amelyet a piros vonal képvisel). Ennek a megközelítésnek a folyamán a vízi jármű jól belemerült a Mars legfelső atmoszférájába, amely elhúzta a repülőgépet, és tovább lelassította. Jelenlegi elliptikus pályáján eléri a Marstól (apocenter) számítva legfeljebb 2700 km távolságot (1677 mérföld).
Annak ellenére, hogy egy évtizedes gyakorlat volt, az aerobraking továbbra is jelentős műszaki kihívás a missziócsoportok számára. Minden alkalommal, amikor egy űrhajó áthalad a bolygó légkörén, repülésvezérlőinek meg kell győződniük arról, hogy tájolása megfelelő-e, hogy lelassuljon, és hogy a vízi jármű stabil maradjon. Ha számításaik még csak egy kicsit is elmaradnak, az űrhajó kezdett elkerülni az irányítást és elkerülheti a pályát. Ahogy Hubault kifejtette:
„Rendszeresen meg kell változtatnunk a pericentre magasságunkat, mert egyrészt a marsi légkör sűrűsége változik (tehát néha többet fékezzünk, néha kevésbé fékezzünk), másrészt a marsi gravitáció nem mindenhol azonos (tehát néha a bolygó lehúz minket, és néha eltolódunk egy kicsit). Próbálunk kb. 110 km magasságban maradni az optimális fékezési hatás elérése érdekében. Az űrhajó nyomon követése érdekében minden nap új parancskészletet töltünk fel - tehát nekünk, a repülési dinamika és a földi állomás csapata számára ez nagyon igényes idő! "
A repülésirányító csapat következő lépése az űrhajó tolóerőinek használata az űrhajó végső pályájára történő manőverezéséhez (az ábrán a zöld vonal képviseli). Ezen a ponton az űrhajó végső tudományos és műveleti adatátviteli pályáján lesz, ahol körülbelül 400 km-re (248,5 mérföld) a Mars felszínétől körülbelül egy kör alakú pályán lesz. Mint Hubault írta, a TGO végső pályájára állításának folyamata továbbra is kihívást jelent.
„Jelenleg a fő kihívás az, hogy mivel soha nem tudjuk előre, hogy az űrhajó mennyit fog lelassulni minden pericentres áthaladás során, akkor sem tudjuk pontosan, mikor állítják fel a kapcsolatot a földi állomásainkkal, miután visszajutottak a Föld - mondta. "Egy 20 perces" ablakot "dolgozunk a jel (AOS) felvételéhez, amikor a földi állomás először elkapja a TGO jelét az adott állomás láthatósága alatt, míg a bolygóközi műveletekhez általában egy előre beállított AOS-idő van."
Mivel az űrhajó keringési periódusa most kevesebb, mint 3 órára van rövidítve, a repülésirányító csapatnak napi nyolcszor kell átvinnie ezt a gyakorlatot. Miután a TGO elérte a végső pályáját (2018 márciusáig), a keringő 2022-ig ott marad, telekommunikációs közvetítő műholdként szolgálva a jövőbeli küldetésekhez. Az egyik feladata az ESA-k adatainak továbbítása ExoMars 2020 misszió, amely egy európai roverből és egy orosz felszíni platformból áll, amelyet 2021. tavaszán telepítenek a Mars felszínére.
A NASA-val együtt Mars 2020 rover, ez a rover / lander pár lesz a legutóbbi olyan robotmissziók hosszú sorában, amelyek feltárják a Mars múltjának titkait. Ezenkívül ezek a missziók kritikus vizsgálatokat folytatnak, amelyek előkészítik az utat a Földre való esetleges minta-visszatérési missziókhoz, nem is beszélve a felszíni személyzettel!
