Szczegółowe zdjęcie Schiaparellego oraz jego elementów na Marsie

Najnowsze zdjęcie z kamery wysokiej rozdzielczości sondy Mars Reconnaissance Oribter zostało wykonane 25 października. Wyraźnie widać na nim szczegóły nowych śladów na powierzchni planety, które zostały zidentyfikowane przez szerokokątną kamerę sondy NASA w zeszłym tygodniu.

Obie kamery miały zaplanowane obserwacje centrum elipsy lądowania po tym, jak dokładne koordynaty zostały przekazane po separacji lądownika Schiaparelli od sondy Trace Gas Orbiter 16 października. Manewr separacji, wejście w atmosferę z prędkością hipersoniczną oraz fazy rozłożenia spadochronów lądownika odbyły się zgodnie z planem. Mimo problemów w końcowej fazie moduł lądował w miejscu wyznaczonym do obserwacji.

Nowe zdjęcia ukazują więcej detali głównych komponentów misji Schiaparelli użytych podczas sekwencji zejścia.

Na zdjęciach wyraźnie widać ciemną, niewyraźną plamę wielkości około 15 x 40 m, która znajduje się w miejscu przyziemienia Schiaparellego. Zdjęcia w wysokiej rozdzielczości ukazują centralny ciemny punkt o szerokości 2,4 m, który odpowiada kraterowi, jaki powstałby w wyniku uderzenia obiektu o masie 300 kg lecącego z prędkością kilkuset km/h.

Szacuje się, że krater ma głębokość około 50 cm. Więcej szczegółów może ukazać się dopiero na kolejnych zdjęciach.

Trudniej dokładnie zinterpretować asymetryczne elementy leżące dookoła ciemnej plamy. W przypadku uderzenia meteoroidu lecącego z prędkością 40-80 tysięcy km/h rozrzucone w kierunku lotu fragmenty gruntu wskazywałyby na uderzenie pod niskim kątem.

Jednakże Schiaparelli poruszał się ze znacznie mniejszą prędkością i zgodnie z nominalnym planem lotu powinien po spowalniającym przejściu przez atmosferę opadać niemal pionowo z kierunku zachodniego.

Możliwe, że wypełnione hydrazyną zbiorniki paliwa eksplodowały w momencie uderzenia, rozrzucając grunt powierzchniowy w jednym kierunku. To przypuszczenie musi być jednak jeszcze dokładnie przeanalizowane.

Dodatkowo widać długi, ciemny ślad na prawo w górę od ciemnej plamy, jego pochodzenia wciąż nie wyjaśniono. Możliwe, że również wiąże się on z uderzeniem i potencjalną eksplozją.

Jednocześnie na zdjęciu można zauważyć kilka białych kropek blisko miejsca uderzenia, są one jednak zbyt małe na dokładną identyfikację. Mogą, ale nie muszą, być związane z samym uderzeniem – możliwe również, że jest to „szum” na zdjęciu. Kolejne obrazy będą mogły więcej powiedzieć na ten temat.

Około 0,9 km na południe od Schiaparellego wyraźnie widać biały element, który po raz pierwszy był widoczny na zdjęciach wykonanych tuż po próbie lądowania. Potwierdziło się, że jest to szeroki na 12 metrów spadochron, który został użyty w drugiej fazie lądowania, po przejściu przez atmosferę przy pomocy osłony termicznej. Wyraźnie widać, że zgodnie z oczekiwaniami do spadochronu dołączona jest tylna osłona termiczna.

Spadochron oraz tylna osłona termiczna zostały odrzucone od Schiaparellego wcześniej niż oczekiwano. Wygląda na to, że lądownik odpalił system napędowy tylko na parę sekund, po czym spadł z wysokości 2-4 kilometrów i uderzył w powierzchnię z prędkością przekraczającą 300 km/h.

Obok miejsca przyziemienia Schiaparellego oraz spadochronu zidentyfikowano również trzeci obiekt – przednią osłonę termiczną, która odrzucona została zgodnie z planem w czwartej z sześciu minut lądowania.

Zespoły misji ExoMars oraz MRO zidentyfikowały ją na zdjęciach jako ciemny punkt znajdujący się około 1,4 km na wschód od miejsca przyziemienia. Było to prognozowane miejsce upadku przedniej osłony termicznej, ustalone zgodnie z parametrami i kierunkiem lotu podczas wejścia w atmosferę.

Naprzemienne jasne i ciemne fragmenty tego elementu prawdopodobnie są odbiciami słońca w wielowarstwowej izolacji termicznej znajdującej się wewnątrz przedniej osłony termicznej. Kolejne zdjęcia wykonane pod innym kątem powinny potwierdzić tę teorię.

Ciemne ślady dookoła przedniej osłony termicznej są prawdopodobnie pyłem rozrzuconym podczas przyziemienia elementu.

Dodatkowe obrazowanie z MRO zaplanowano na nadchodzące tygodnie. Na podstawie bieżących danych oraz obserwacji wykonanych po 19 października można stwierdzić, że tym razem część zdjęć zostanie wykonana pod innych kątem oraz w innych warunkach oświetleniowych. Badanie rzucanych cieni pozwoli określić wysokości poszczególnych elementów i tym samym pozwoli na ich szczegółową analizę.

W ESA oraz przedsiębiorstwach biorących udział w misji trwa dochodzenie, które ma określić przyczyny problemów, na które napotkał Schiaparelli w ostatniej fazie lotu. Dochodzenie rozpoczęło się od razu, gdy szczegółowa telemetria z lądownika przekazana podczas samego opadania została przesłana na Ziemię przez sondę Trace Gas Orbiter.

Cały zestaw telemetrii musi zostać przetworzony, skorelowany i przeanalizowany w szczegółach aby dostarczyć jasny obraz lądowania Schiaparellego oraz przyczyn anomalii.

Do czasu ukończenia analizy istnieje ryzyko podania uproszczonych, a nawet niewłaściwych wniosków. Przykładowo, zespół wstępnie był zdziwiony dłuższą od oczekiwanej „przerwą” w telemetrii podczas momentu największej temperatury wywieranej na osłonę termiczną przy wejściu do atmosfery. Zamiast oczekiwanej minuty – przerwa trwała dwa razy dłużej. Jednakże dalsza analiza danych pozwoliła na odzyskanie połowy „brakujących danych”, dzięki czemu wykluczono problemy w tej części sekwencji lądowania.

Kolejne fazy lądowania, od odrzucenia tylnej osłony termicznej wraz ze spadochronem do aktywacji i wcześniejszego zakończenia pracy systemu napędowego, są wciąż analizowane. Raport zespołu śledczego zostanie przedstawiony nie wcześniej niż w połowie listopada 2016 roku.

Sama telemetria stanowi niezwykle cenne dane pozyskane przez Schiaparellego, który w ramach tej części misji ExoMars 2016 miał zademonstrować technologie wejścia w atmosferę oraz lądowania na Marsie. Po raz pierwszy uzyskano pomiary wykonane zarówno z przedniej, jak i tylnej osłony termicznej podczas wejścia sondy kosmicznej w atmosferę marsjańską.

Zespół wskazuje również na udane elementy misji modułu, takie jak oddzielenie od statku matki, wejście w atmosferę z prędkością hipersoniczną, odrzucenie spadochronu przy prędkości naddźwiękowej oraz dalsze spowolnienie opadania modułu.

Te oraz inne dane są bezcennym wkładem dla przyszłych misji lądowników, takich jak wspólna europejsko-rosyjska misja ExoMars 2020, w której skład wchodzą łazik oraz stacja badawcza.

Sam orbiter działa zaś bardzo dobrze i jest obecnie przygotowywany do wykonania 20 listopada pierwszych pomiarów, które zostaną użyte do kalibracji instrumentów naukowych.