ExoMars przygotowuje się do rozpoczęcia badań naukowych

W październiku 2016 r. do Marsa dotarła para europejskich urządzeń misji ExoMars – orbiter Trace Gas Orbiter (TGO) oraz przymocowany do niego lądownik Schiaparelli. W styczniu orbiter ExoMars dokonał serii ważnych manewrów, które pozwoliły zmienić inklinację jego pierwotnej orbity wokół Czerwonej Planety. Zmiana ta była niezbędna do rozpoczęcia zaawansowanych badań atmosfery, które planowane są na 2018 rok.

Wizualizacja sondy Trace Gas Orbiter na orbicie wokół Marsa. Źródło: ESA

Celem misji ExoMars jest między innymi dokładne zbadanie zawartości gazów takich jak metan, para wodna czy azot w wysokich partiach atmosfery Marsa. Choć ich szacowane stężenie nie przekracza 1% to mogą być dowodem na historyczną aktywność geologiczną i biologiczną planety. Trace Gas Orbiter na swoim pokładzie posiada zestaw instrumentów, które zostaną uruchomione na wysokości ok. 400 km, a ich dokładność ok. 1000-krotnie przewyższa dotychczasowe pomiary.

Inklinacja orbity TGO przed i po manewrach. Źródło: ESA

Po dotarciu na orbitę Marsa urządzenia znalazły się niemal dokładnie nad równikiem, co było niezbędne do tego, aby lądownik Schiaparelli wszedł bezpiecznie w atmosferę planety. Taka orbita jednak ogranicza region obserwacji do terenów okołorównikowych, dlatego do efektywnego wykorzystania znakomitych instrumentów misji niezbędna była zmiana jej inklinacji, czyli kąta pochylenia względem płaszczyzny równikowej. Trzykrotne uruchomienie głównego silnika sondy 19, 23 i 27 stycznia 2017 r. umożliwiło zmianę inklinacji z ok. 7º do 74º, dzięki czemu TGO będzie w stanie mierzyć również atmosferę Marsa na dużych szerokościach geograficznych. Na początku lutego dokonano również małego manewru korekcyjnego. Animacja poniżej pokazuje przebieg pierwszego roku misji (opisywane manewry rozpoczynają się w 1:05).

Zaawansowane badania atmosfery rozpoczną się dopiero na początku 2018 roku  ze względu na niekorzystny układ planet od czerwca do sierpnia. Słońce znajdzie się pomiędzy Ziemią i Marsem(jest to tzw. koniunkcja górna) – co uniemożliwi stałe połączenie z komputerem sondy. Dlatego przez niemal 13 miesięcy począwszy od marca 2017 roku sonda będzie obniżać swoją orbitę korzystając z oporu aerodynamicznego generowanego przez szczątkową atmosferę na wysokości kilkuset kilometrów. Proces ten jest bardzo subtelny i długotrwały, jednak pozwala zaoszczędzić duże ilości paliwa niezbędne do osiągnięcia docelowej kołowej orbity na wysokości 400 km.

Badania naukowe za pomocą instrumentów sondy Trace Gas Orbiter potrwają od marca 2018 roku  do końca 2019 roku. W tym czasie oprócz pomiarów atmosfery sonda będzie służyć również jako przekaźnik dla łazików znajdujących się aktualnie na powierzchni Marsa, a także dla planowanego na 2020-2021 rok europejskiego łazika ExoMars.