У березні 2016 року Європейське космічне агентство (ESA) запустило ExoMars (Екзобіологія на Марсі) місія в космос. Ця спільна місія між ЕКА та Роскосмосом складалася з цієї місії Орбітер слідового газу (TGO) та Шиапареллі приземлення, обидва вони прибули на орбіту навколо Марса в жовтні 2016 року. Поки Шиапареллі розбився під час спроби приземлення, TGO продовжував здійснювати вражаючі подвиги.
Наприклад, у березні 2017 року орбітальник розпочав серію маневрів аеробного гальмування, де він почав опускати орбіту для входу в тонку атмосферу Марса і сповільнювати себе. За словами Армелле Хубо, інженера з експлуатації космічних кораблів TGO Команда управління польотом, місія ExoMars досягла величезного прогресу і вже на шляху до встановлення остаточної орбіти навколо Червоної планети.
TGO місією було вивчення поверхні Марса, характеристика розподілу води та хімікатів під поверхнею, вивчення геологічної еволюції планети, визначення майбутніх майданчиків посадки та пошук можливих біосигнатів минулого життя Марсія. Після встановлення остаточної орбіти навколо Марса - 400 км (248,5 милі) від поверхні - TGO буде ідеально підходить для проведення цих досліджень.
ESA також випустив графіку (показану вище), що демонструє послідовні орбіти TGO зробила з того часу, як почала аеробне гальмування - і триватиме до березня 2018 року. Оскільки червона крапка позначає орбіту (а синя лінія - її поточна орбіта), сірі лінії показують послідовні скорочення TGO орбітальний період. Жирними лініями позначається скорочення на 1 годину, тоді як тонкі лінії - на 30 хвилин.
По суті, один маневр аерогальмування складається з орбіти, що проходить у верхню атмосферу Марса і спирається на її сонячні масиви, щоб генерувати невеликі затягування. З часом цей процес сповільнює судно і поступово опускає орбіту навколо Марса. Як недавно опублікувала Армель Хюбо в блозі про ракетні науки ESA:
"Ми почали на найбільшій орбіті з апоцентром (найдальша відстань від Марса за кожну орбіту) 33 200 км і орбітою 24 год в березні 2017 року, але довелося зробити паузу минулого літа через те, що Марс знаходився в поєднанні. Ми розпочали аеробний гальмування в серпні 2017 року і готові до завершення на фінальній науковій орбіті в середині березня 2018 року. На сьогодні, 30 січня 2018 року, ми уповільнили ExgoMars TGO на 781,5 м / с. Для порівняння, ця швидкість більш ніж удвічі більша за швидкість типового реактивного літака на великій відстані ».
На початку цього тижня орбітальник пройшов через точку, де здійснив найближчий підхід до поверхні на своїй орбіті (прохід перицентра, представлений червоною лінією). Під час цього підходу корабель добре занурився в найвищу атмосферу Марса, що затягнуло літак і сповільнило його далі. На своїй нинішній еліптичній орбіті він досягає максимальної відстані 2700 км (1677 миль) від Марса (апоцентер).
Незважаючи на практику десятиліттями, аеробаркінг залишається важливим технічним завданням для місійних команд. Кожного разу, коли космічний корабель проходить через атмосферу планети, його диспетчери польотів повинні переконатися в правильності його орієнтації, щоб уповільнити та забезпечити стабільність судна. Якщо їхні розрахунки ще трохи вимкнені, космічний апарат може почати виходити з-під контролю і відхилятися від курсу. Як пояснив Хубо:
"Ми повинні регулярно регулювати висоту перикентера, оскільки, з одного боку, марсіанська атмосфера змінюється по щільності (тому іноді ми гальмуємо більше, а іноді менше гальмуємо), а з іншого боку, марсіанська гравітація не однакова скрізь (так іноді планета відтягує нас вниз і іноді ми трохи відпливаємо). Ми намагаємось триматися на висоті близько 110 км для досягнення оптимального ефекту гальмування. Для того, щоб космічний корабель був у дорозі, ми щодня завантажуємо новий набір команд - тож для нас, для динаміки польотів та для команд наземної станції, це дуже складний час! "
Наступним кроком для команди управління польотом є використання рушій космічного корабля для маневрування космічного корабля на його остаточну орбіту (представлену зеленою лінією на діаграмі). У цей момент космічний корабель опиниться на останню орбіту наукових та експлуатаційних даних, де він буде знаходитися на приблизно круговій орбіті приблизно в 400 км (248,5 милі) від поверхні Марса. Як писав Хубо, процес виведення ТГО на остаточну орбіту залишається складним.
"Основна проблема на даний момент полягає в тому, що, оскільки ми ніколи не знаємо заздалегідь, наскільки космічний корабель буде уповільнений під час кожного проходу перикентеру, ми також ніколи точно не знаємо, коли він буде налагоджувати контакт з нашими наземними станціями після вказівки на Земля, - сказала вона. "Ми працюємо з 20-хвилинним" вікном "для отримання сигналу (AOS), коли наземна станція вперше вловлює сигнал TGO під час будь-якої видимості станції, тоді як зазвичай для міжпланетних місій ми маємо заздалегідь запрограмований твердий час AOS."
Оскільки орбітальний період космічного корабля тепер скорочується до менш ніж 3 годин, команді управління польотом зараз потрібно проходити цю вправу 8 разів на день. Після того, як TGO досягне остаточної орбіти (до березня 2018 року), орбіта залишатиметься там до 2022 року, виконуючи функції супутника реле телекомунікацій для майбутніх місій. Одним із його завдань буде передача даних із ЕКА ExoMars 2020 Місія, яка буде складатися з європейського ровера та російської надводної платформи, що розгорнута на поверхні Марса навесні 2021 року.
Разом з НАСА Марс 2020 Ровер, ця пара роверів / приземлення стане останньою у довгій лінійці робототехнічних місій, які прагнуть розкрити таємниці минулого Марса. Крім того, ці місії будуть проводити вирішальні розслідування, які прокладуть шлях для можливих зразкових повернень на Землю, не кажучи вже про екіпаж на поверхню!
