Změna sklonu dráhy pro vědu nad Marsem

Sonda ExoMars TGO (Trace Gas Orbiter) dorazila k planetě loni v říjnu a začala tu několikaleté pozorování mající za cíl studovat metan a další plyny v atmosféře, které by mohly představovat stopy biologické nebo geologické aktivity.

V lednu uskutečnila sonda sérii kritických manévrů, když využila svůj hlavní motor k úpravě oběžné dráhy kolem Marsu.

Celkem tři zážehy změnily úhel, který svírá dráha sondy s rovníkem planety na téměř 74º ze 7º po říjnovém příletu. To změnilo oběžnou dráhu z téměř rovníkové na bližší dráze polární (jdoucí ze severu na jih).

Příchozí dráhy byla zvolna tak, aby dopravila výsadkový modul Schiaparelli do oblasti Meridiani Planum, která je blízko rovníku a kde jsou příhodné podmínky pro komunikaci.

Jakmile začnou v příštím roce vědecká pozorování, tak nová oběžná dráha se sklonem 74º poskytne optimální pokrytí povrchu pro pozorování souborem přístrojů. Zároveň jsou zajištěny dobré podmínky pro přenos dat ze současných a budoucích povrchových misí.

Řídicí středisko v akci

Změna dráhy byla dosažena třemi zážehy 19., 23. a 27. ledna. Dohled nad nimi měl tým řídicího střediska pracující v operačním středisku ESA v německém Darmstadtu.

„Manévry byly provedeny s pomocí hlavního motoru, přičemž k rozdělení do tří kroků bylo přikročeno proto, aby se sonda nevymkla kontrole a nevydala se na kolizní dráhu s Marsem v případě předčasného přerušení manévru nebo nesprávné funkce motoru,“ vysvětluje manažer operací sondy Peter Schmitz.

Peter Schmitz zároveň poznamenal, že motor pracoval tak, jak bylo plánováno: „Všechny tři manévry proběhly naprosto přesně, každý se lišil jen o desetiny procenta tahu. Dosažená dráha se od plánované liší jen o několik zlomků stupně, což je zanedbatelné.“

Finální malý manévr uskutečněný 5. února upravil orbitu tak, aby se nejbližší bod průletu od povrchu snížil z 250 na 210 km.

Odpor atmosféry

Změna sklonu dráhy byla nezbytným krokem směrem k další výzvě: několik měsíců trvajícímu aerobrakingu, což je manévr mající za cíl navést sondu na téměř kruhovou oběžnou dráhu ve výšce přibližně 400 km.

Řídicí středisko bude navigovat sondu tak, aby prolétala nejsvrchnějšími vrstvami atmosféry, čímž vznikne lehký odpor, který ji bude postupně „stahovat“ dolů. Tento proces začne v polovině března a bude trvat přibližně třináct měsíců.

Změna sklonu dráhy nastane přibližně v čase 1:05 na této animaci

 

Bezprostředně před zahájením aerobrakingu budou mít na počátku března vědecké týmy další příležitost k aktivaci svých přístrojů, aby byla možná kalibrace z nové oběžné dráhy. To přidá další data k testovacím měřením během dvou dedikovaných obletů v loňském roce. Jde o velmi důležitou přípravu na hlavní vědeckou fázi mise.

Nejdůležitějším vědeckým cílem je vytvoření detailní mapy stopových plynů, které tvoří méně než jedno procento objemu atmosféry Marsu. Jde například o metan, vodní páry, oxid dusičitý nebo acetylen.

Největší pozornost přitom poutá metan, jehož produkce je na Zemi spojena primárně s biologickou aktivitou. V menší míře pak s geologickými procesy jako jsou některé hydrotermální reakce.

Kromě toho bude sonda pátrat po vodě nebo ledu bezprostředně pod povrchem, pořizovat barevné a kontextové snímky povrchových útvarů, a to včetně těch, které představují možné zdroje některých plynů.

Sonda bude také fungovat jako zařízení pro přenos dat v případě stávajících a budoucích povrchových výprav. A to hlavně v případě druhé mise ExoMars, která se bude skládat z roveru a statické vědecké platformy a která odstartuje v roce 2020.