2016. aasta märtsis käivitas Euroopa Kosmoseagentuur (ESA) programmi ExoMars (Eksobioloogia Marsil) missioon kosmosesse. See kaheosaline missioon koosnes ESA ja Roscosmose ühisprojektist Trace Gas Orbiter (TGO) ja Schiaparelli lander, mis mõlemad saabusid orbiidile Marsi ümbruses 2016. aasta oktoobris Schiaparelli kukkus, kui üritas maanduda, TGO on jätkanud muljetavaldavate jõudude saavutamise.
Näiteks alustas orbiidil 2017. aasta märtsis aeroobseerimise manöövrite seeriat, kus ta hakkas oma orbiiti langetama, et siseneda Marsi õhukesesse atmosfääri ja aeglustas ennast. Kosmosesõidukite operatsiooniinsener Armelle Hubault ütles TGO lennujuhtimismeeskond, on ExoMarsi missioon teinud tohutuid edusamme ja on oma teel lõpliku orbiidi rajamiseks Punase planeedi ümber.
TGO-d missiooniks on olnud uurida Marsi pinda, iseloomustada vee ja kemikaalide jaotust pinna all, uurida planeedi geoloogilist arengut, tuvastada tulevasi maandumiskohti ja otsida võimalikke biosignatuure eelmisest Marsi elust. Kui see on rajanud oma lõpliku orbiidi Marsi ümbruses - 400 km (248,5 miili) pinnast -, on TGO on nende uuringute läbiviimiseks ideaalses positsioonis.
ESA avaldas ka graafiku (ülal näidatud), mis näitab järjestikuseid orbiite TGO on alates aeroobimistegevuse alustamisest - ja jätkab seda kuni 2018. aasta märtsini. Kui punane punkt tähistab orbiiti (ja sinine joon on tema praegune orbiit), siis hallid jooned näitavad järjestust TGO-d orbitaalperiood. Rasvased jooned tähistavad vähendamist 1 tunni võrra, õhukesed jooned tähistavad vähendamist 30 minutit.
Põhimõtteliselt koosneb üks aerobrakeerimise manööver orbiidist, mis suundub Marsi ülemisse atmosfääri ja tugineb selle päikesesüsteemidele, et tekitada väikeses koguses tõmbejõudu. Aja jooksul aeglustab see protsess veesõidukit ja langetab selle orbiidi järk-järgult Marsi ümber. Nagu Armelle Hubault hiljuti ESA raketiteaduste ajaveebis postitas:
„Alustasime kõige suuremal orbiidil, mille keskpunkt (iga orbiidi jooksul kõige kaugem Marss) on 2017. aasta märtsis 33 200 km ja 24-tunnise orbiidiga, kuid pidime eelmisel suvel pausi tegema, kuna Marss oli koos. Soovitame aeroobse valmistamist 2017. aasta augustis ja oleme teel teaduse lõplikule orbiidile jõudmiseks 2018. aasta märtsi keskel. Tänase päeva, 30. jaanuari 2018 seisuga oleme ExoMars TGO aeglustanud 781,5 m / s. Võrdluseks - see kiirus on enam kui kaks korda kiirem kui tüüpiline pikamaalennukite kiirus. ”
Selle nädala alguses läbis orbiitri punkt, kus ta jõudis oma orbiidil pinnale kõige lähemale (peritsentri läbipääs, mida tähistab punane joon). Selle lähenemise ajal sukeldus veesõiduk hästi Marsi kõrgeimasse atmosfääri, mis lohistas lennukit ja aeglustas seda veelgi. Oma praegusel elliptilisel orbiidil ulatub see maksimaalselt 2700 km (1677 miili) kaugusele Marsist (see on apokeskus).
Hoolimata aastakümnetepikkusest praktikast, on aeroobne jälitamine missioonimeeskondade jaoks endiselt oluline tehniline väljakutse. Iga kord, kui kosmoselaev läbib planeedi atmosfääri, peavad selle lennujuhid veenduma, et aeglus ja veesõiduki püsivus püsivad, et selle orientatsioon oleks õige. Kui nende arvutused pisut vähenevad, võib kosmoselaev hakata kontrolli alt väljuma ja kursist kõrvale kalduma. Nagu Hubault selgitas:
„Peame oma peritsentrikõrgust regulaarselt korrigeerima, sest ühelt poolt on marsi atmosfäär tihedusega erinev (nii et mõnikord pidurdame rohkem ja mõnikord pidurdame vähem) ja teiselt poolt ei ole marsi gravitatsioon igal pool ühesugune (nii et mõnikord planeet tõmbab meid maha ja mõnikord triivime natuke välja). Püüame optimaalse pidurdamise saavutamiseks püsida umbes 110 km kõrgusel. Kosmoselaeva liikvel püsimiseks laadime iga päev üles uusi käsklusi - nii meie, lennudünaamika kui maapealsete jaamameeskondade jaoks on see väga nõudlik aeg! ”
Järgmine samm lennujuhtimismeeskonna jaoks on kosmoselaeva tõukejõu abil manööverdamine kosmoselaeva lõplikule orbiidile (diagrammil tähistatud rohelise joonega). Sel hetkel on kosmoseaparaat oma teaduse ja operatsiooni andmevahetuse viimasel orbiidil, kus see asub umbes ümmargusel orbiidil umbes 400 km (248,5 mi) Marsi pinnast. Nagu Hubault kirjutas, on TGO lõplikule orbiidile viimine endiselt keeruline.
„Praegu on peamine väljakutse see, et kuna me ei tea kunagi ette, kui palju kosmoselaeva aeglustatakse iga peritsentrilise läbisõidu ajal, siis ei tea me ka kunagi täpselt, millal ta kavatseb taastada kontakti meie maapealsete jaamadega pärast seda, kui osutame tagasi Maa, ”ütles ta. "Me töötame signaali (AOS) saamiseks 20-minutise" aknaga ", kui maapealne jaam püüab TGO signaali mis tahes jaama nähtavuse ajal esimest korda, samal ajal kui tavaliselt planeetidevaheliste missioonide jaoks on meil kindel AOS-aeg ette programmeeritud."
Kuna kosmoselaeva orbitaalperiood on nüüd lühendatud vähem kui 3 tunnini, peab lennujuhtimismeeskond seda harjutust läbima nüüd 8 korda päevas. Kui TGO on jõudnud lõplikule orbiidile (2018. aasta märtsiks), jääb orbiidil sinna kuni aastani 2022, toimides telekommunikatsiooni releesatelliidina tulevaste missioonide jaoks. Üks selle ülesandeid on ESA-delt andmete edastamine ExoMars 2020 missioon, mis koosneb Euroopa roverist ja Vene pinnast, mis paigutatakse Marsi pinnale 2021. aasta kevadel.
Koos NASA omadega Marss 2020 Rover, see rover-maanduri paar on viimane robotite missioonide reas, mis soovivad avada Marsi mineviku saladused. Lisaks korraldavad need missioonid üliolulised uurimised, mis sillutavad teed Maale tagasipöördumise võimalikeks proovideks, rääkimata meeskonnaliikmetest pinnale!
