Pozycjonowanie sondy do badań Marsa
Najnowsza sonda ESA krążąca wokół Marsa jest coraz bliżej osiągnięcia ostatecznej orbity, z której będzie badać Czerwoną Planetę.
Sonda ExoMars Trace Gas Orbiter dotarła do Marsa w październiku ubiegłego roku, rozpoczynając tym samym wieloletnią misję, której celem jest badanie atmosfery pod kątem niewielkich ilości metanu i innych gazów, które mogą wskazywać na aktywność biologiczną lub geologiczną.
W styczniu sonda wykonała serię kluczowych manewrów, wykorzystując do korekty orbity swój główny silnik.
Trzykrotne uruchomienie silnika pozwoliło zmienić kąt nachylenia orbity względem równika z początkowych 7º do prawie 74º. W ten sposób zmieniono orbitę z równikowej na znacznie bardziej biegunową.
Orbita, na której początkowo znalazła się sonda, pozwalała na wypuszczenie lądownika Schiaparelli, który miał wylądować w pobliżu równika, na obszarze Meridiani Planum, i zapewniała z nim doskonałą komunikację.
Po rozpoczęciu obserwacji naukowych w przyszłym roku nowa orbita o nachyleniu 74º zagwarantuje optymalne pokrycie powierzchni dla instrumentów i jednocześnie dobry zasięg do przekazywania danych z obecnych i przyszłych lądowników.
Kontrolerzy misji w pracy
Zmianę orbity wykonano trzykrotnie uruchamiając silnik: 19, 23 i 27 stycznia – manewry nadzorowane były przez zespół kontroli lotu pracujący w centrum operacyjnym ESA w Darmstadt w Niemczech.
„Manewry wykonano trzykrotnie, wykorzystując do tego silnik główny, tak aby zapobiec sytuacji, w której sonda mogłaby się znaleźć na kursie kolizyjnym z Marsem w przypadku nieoczekiwanego wczesnego zakończenia manewru lub niewystarczającej mocy silnika”, powiedział Peter Schmitz, manager operacji sondy.
Schmitz podkreśla, że silnik zapewnił bardzo precyzyjną pracę: „Wszystkie trzy manewry wykonano z dokładnością do kilku dziesiętnych części procenta docelowego ciągu, dzięki czemu płaszczyzna orbity sondy odchylona jest od planowanej o zaledwie ułamek stopnia”.
Ostatnia niewielka poprawka wprowadzona została 5 lutego przy okazji obniżania wysokości sondy nad powierzchnią Marsa z 250 do 210 km.
Opór atmosfery
Zmiana nachylenia stanowiła także niezbędny krok przed kolejnym wyzwaniem: miesięczną kampanią „aerohamowania”, które ma zmienić obecną orbitę na niemal kołową docelową orbitę naukową o wysokości 400 km nad powierzchnią Marsa.
Kontrolerzy misji przekażą polecenia wlotu w delikatne górne warstwy atmosfery, które z kolei wytworzą niewielki opór, stopniowo ściągający sondę na orbitę kołową. Proces rozpocznie się w połowie marca i potrwa około 13 miesięcy.
Access the video
Zmiana nachylenia wykonywana jest w 1:05 na powyższej animacji.
Tuż przed aerohamowaniem, na początku marca zespoły naukowe będą miały kolejną okazję do włączenia instrumentów i skalibrowania ich na nowej orbicie. Dzięki temu badacze uzyskają nowe dane testowe, które wraz z danymi zebranymi w trakcie dwóch przeznaczonych do tego orbit w ubiegłym roku stanowią ważny element przygotowań do głównej misji naukowej.
Głównym celem naukowym misji jest stworzenie szczegółowego katalogu rzadkich gazów stanowiących mniej niż 1% objętości atmosfery, takich jak metan, para wodna, dwutlenek azotu i acetylen.
Szczególnie interesujący jest metan, który na Ziemi jest przede wszystkim skutkiem aktywności biologicznej, a w mniejszym zakresie aktywności geologicznej, takiej jak chociażby niektóre reakcje hydrotermalne.
Oprócz tego sonda będzie poszukiwała wody i lodu tuż pod powierzchnią Marsa oraz będzie dostarczała kolorowe i stereograficzne zdjęcia kontekstowe formacji powierzchniowych, także tych, które mogą być związane z potencjalnymi źródłami gazów śladowych.
Sonda będzie także działać jako pośrednik w przekazywaniu na Ziemię danych z obecnych i przyszłych lądowników oraz łazików marsjańskich, takich jak chociażby te, które zostaną dostarczone w ramach drugiej misji ExoMars (łazik i powierzchniowa platforma naukowa) w 2020 roku.
