Ein wenig Unterstützung von Freunden

Nach ihrem Start am 14. März befinden sich der ESA-Roscosmos ExoMars Trace Gas Orbiter (TGO) und das Schiaparelli-Landemodul (Entry, Descent and Landing Demonstrator Module) nun auf dem Weg zum Mars. Die Ankunft ist für den 19. Oktober geplant.

Sobald der TGO seinen Arbeitsorbit um den Roten Planeten erreicht hat, wird er mit der Analyse von Gasen in der Atmosphäre des Planeten beginnen. Im Vordergrund steht hierbei die Suche nach Methan, das auf der Erde auf aktive geologische oder biologische Prozesse hinweist.

Der "Passagier" des TGO, das Schiaparelli-Modul, wird Technologien für eine kontrollierte Landung auf der Marsoberfläche erproben.

Aber zunächst müssen beide am Roten Planeten ankommen. Der 13 Jahre alte Mars Express wird hierbei in Form einer helfenden Hand – oder besser, eines helfenden "Ohrs" – eine tragende Rolle spielen.

Lauschen aus dem Orbit

 

Am 16. Oktober wird Schiaparelli sich vom TGO-Orbiter trennen. Am 19. Oktober führt es sein Manöver für den Eintritt, Abstieg und die Landung durch (Entry, Descent and Landing (EDL)). Gleichzeitig unternimmt der TGO ein Manöver zum Eintritt in seinen Orbit.

Am Tag der Landung wird die ESA-Marssonde Mars Express, die bereits seit 2003 spektakuläre Wissenschaftsdaten vom Mars sendet, die Signale von Schiaparelli aufzeichnen, um dem Missionskontrollteam seine sichere Ankunft zu bestätigen und später seinen Abstieg und die Flugbahn rekonstruieren zu können.

“Dafür wird das Melacom-Kommunikationssystem von Mars Express eingesetzt, das ursprünglich für die Kommunikation mit dem Beagle 2-Lander und die NASA Rover installiert wurde”, sagt James Godfrey, stellvertretender Leiter des Mars Express-Flugkontrollteams.

“So kann Mars Express die kritischen Momente des Abstiegs von Schiaparelli erkennen und aufzeichnen, beispielsweise den Eintritt in die Atmosphäre, das Ausstoßen der Fallschirme, die Abtrennung der Hitzeschilde, das Aufsetzen und die Aufnahme des Betriebs auf der Marsoberfläche.”

Der Orbit von Mars Express wurde bereits im Februar so ausgerichtet, dass die Sonde sich im Marshimmel am richtigen Fleck befindet, um die von Schiapparelli übertragenen Signale bei dessen Abstieg direkt ‘hören’ zu können.

Engmaschige Koordination der Marslandung

 

Am 19. Oktober, etwa 80 Minuten vor der Landung, wird Schiaparelli aktiviert. Einige Minuten später beginnt die Sonde mit der Übertragung eines Peilsignals.

Die kleine Melacom-Antenne von Mars Express wird zu diesem Zeitpunkt bereits auf den Punkt über dem Planeten ausgerichtet sein, an dem Schiaparelli auftauchen wird und beginnt mit der Aufzeichnung des Peilsignals. Dabei dreht sich die Sonde so, damit die Antenne auf die Abstiegsflugbahn gerichtet bleiben kann.

“Die Aufzeichnungen laufen während des Aufsetzens und in den ersten 15 Minuten des Betriebs auf der Oberfläche. Danach schaltet sich Schiaparelli ab und Mars Express stoppt die Aufzeichnungen”, erklärt Simon Wood, Mars Express Spacecraft Operations Engineer.

This will enable Mars Express to detect and record critical Schiaparelli descent events, such as parachute deployment, touchdown and start of surface activities.

 

“Danach richtet Mars Express seine Hauptantenne wieder zur Erde aus und beginnt damit, Daten mit der ersten Bestätigung der Ankunft von Schiapparelli und der Landung auf dem Mars herunterzuladen”, fährt Simon Wood fort.

Die Software im Melacom-Kommunikationssystem von Mars Express wurde erst kürzlich aktualisiert, um eine Kompatibilität mit dem Sender in Schiaparelli zu gewährleisten. Am 15. Juni wird Melacom bei einem Flug über den Curiosity-Rovers der NASA getestet, der ein Funksignal überträgt, das dem von Schiaparelli sehr ähnelt.

Noch mehr Freunde

 

Nicht nur Mars Express wird beim Abstieg von Schiapparelli ‘zuhören’.  

Auch der Mars-Reconnaissance-Orbiter (MRO) der NASA wird die Signale von Schiaparelli überwachen, allerdings erst nach der Landung, wenn er in Sichtweite kommt.

Der TGO-Orbiter zeichnet während seines eigenen, kritischen Manövers zum Eintritt in den Orbit ebenfalls die Daten von Schiaparellis Abstieg und der Landung auf. Diese Daten können allerdings erst einige Stunden später übertragen werden.

An den darauf folgenden Tagen dienen Mars Express und MRO, aber auch die anderen NASA Mars Orbiter, Odyssey und MAVEN, als Daten-Relaisplattformen, wenn sie den Landeplatz von Schiaparelli im Meridiani Planum ein- oder zweimal täglich überfliegen. Sie fangen dann die Daten auf, die das Landemodul während seiner geplanten zwei- bis viertägigen Wissenschaftsmission auf der Marsoberfläche sendet und leiten diese weiter zur Erde.

Mars Express unterstützt die Schiaparelli-Mission außerdem durch Fernsondierungen der Landezone, die bereits einige Wochen vor der Landung erfolgen.  

“Das Mars Express-Wissenschaftsteam freut sich auch auf die Ankunft des TGO am Mars. Dann wird es möglich sein, das Potential beider Raumsonden für die Untersuchung des Roten Planeten zu kombinieren”, sagt Dmitri Titov, Mars Express-Projektwissenschaftler.

“Es ist sehr passend, dass die jüngste ESA-Mission zum Mars von der ältesten unterstützt wird. Nach 13 Jahren liefert sie noch immer wertvolle Dienste, indem sie die Nachricht von Schiaparellis Ankunft auf der Marsoberfläche übermittelt”, betont Patrick Martin, Mars Express-Missionsleiter.