Mart 2016'da, Avrupa Uzay Ajansı (ESA) ExoMars (Mars'taki Exobiyoloji) uzaya misyon. ESA ve Roscosmos arasında ortak bir proje olan bu iki bölümlük görev, İz Gazlı Orbiter (TGO) ve Schiaparelli her ikisi de Ekim 2016'da Mars çevresinde yörüngeye gelen iniş. Schiaparelli inmeye çalışırken düştü, TGO etkileyici bazı başarılar elde etmeye devam etti.
Örneğin, 2017 yılının Mart ayında, yörünge, Mars'ın ince atmosferine girme yörüngesini düşürmeye ve kendini yavaşlatmaya başladığı bir dizi aerobik manevra başlattı. Armelle Hubault'a göre, Uzay Aracı Operasyon Mühendisi TGO uçuş kontrol ekibi, ExoMars misyonu muazzam bir ilerleme kaydetti ve Kızıl Gezegen etrafında son yörüngesini kurma yolunda ilerliyor.
TGO en misyon Mars'ın yüzeyini incelemek, suyun ve kimyasalların yüzeyin altındaki dağılımını karakterize etmek, gezegenin jeolojik evrimini incelemek, gelecekteki iniş yerlerini belirlemek ve geçmiş Mars yaşamının olası biyo-işaretlerini araştırmaktı. Son yörüngesini Mars çevresinde kurduktan sonra - yüzeyden 400 km (248,5 mi) - TGO bu çalışmaları yürütmek için ideal olarak konumlandırılacaktır.
ESA, birbirini izleyen yörüngeleri gösteren bir grafik (yukarıda gösterilmiştir) TGO kırmızı nokta yörüngeyi (ve mavi çizgiyi mevcut yörüngesini) gösterirken gri çizgiler, TGO en Yörünge dönemi. Kalın çizgiler 1 saatlik bir azalmayı gösterirken ince çizgiler 30 dakikalık bir azalmayı gösterir.
Esasen, tek bir aerobraking manevrası, yörüngenin Mars'ın üst atmosferine geçmesinden ve küçük miktarlarda sürükleme oluşturmak için güneş dizilerine güvenmesinden oluşur. Zamanla, bu süreç gemiyi yavaşlatır ve Mars çevresindeki yörüngesini yavaş yavaş düşürür. Armelle Hubault'un kısa süre önce ESA'nın roket bilimi blogunda yayınladığı gibi:
“En büyük yörüngeye Mart 200'de 33 200 km'lik bir kıyamet (Mars'tan en uzak mesafe) ve 24 saatlik bir yörünge ile başladık, ancak Mars'ın birlikte olması nedeniyle geçen yaz duraklamak zorunda kaldık. Ağustos 2017'de aerobraking'i başlattık ve 2018 Mart ortasındaki final bilim yörüngesinde bitirme yolunda ilerliyoruz. 30 Ocak 2018 itibarıyla ExoMars TGO'yu 781,5 m / s yavaşlattık. Karşılaştırma için bu hız, tipik bir uzun mesafeli jet uçağının hızından iki kat daha hızlı. ”
Bu haftanın başlarında, yörünge, yörüngesindeki yüzeye en yakın yaklaşımını yaptığı noktadan geçti (kırmızı çizgi ile gösterilen pericenter geçişi). Bu yaklaşım sırasında, zanaat Mars'ı en üst atmosferine daldırdı, bu da uçağı sürükledi ve daha da yavaşlattı. Mevcut eliptik yörüngesinde, Mars'tan (kıyamet) maksimum 2700 km (1677 mi) mesafeye ulaşır.
Onlarca yıllık bir pratiğe rağmen, aerobraking görev ekipleri için önemli bir teknik zorluk olmaya devam ediyor. Bir uzay aracı bir gezegenin atmosferinden her geçtiğinde, uçuş kontrolörleri yavaşlamak ve geminin sabit kalmasını sağlamak için yönünün doğru olduğundan emin olmalıdır. Hesaplamaları biraz bile olsa, uzay aracı kontrolden çıkmaya ve rotadan sapmaya başlayabilir. Hubault'un açıkladığı gibi:
“Pericentre yüksekliğimizi düzenli olarak ayarlamalıyız, çünkü bir yandan, Mars atmosferi yoğunluğa göre değişir (bu yüzden bazen daha fazla fren yaparız ve bazen daha az fren yaparız) ve diğer yandan, Mars'ın yerçekimi her yerde aynı olmaz (yani bazen gezegen bizi aşağı çekiyor ve bazen biraz uzaklaşıyoruz). Optimum fren etkisi için yaklaşık 110 km yükseklikte kalmaya çalışıyoruz. Uzay aracını takip etmek için her gün yeni bir komut seti yüklüyoruz - bu yüzden bizim için uçuş dinamikleri ve yer istasyonu ekipleri için çok zorlu bir zaman! ”
Uçuş kontrol ekibinin bir sonraki adımı, uzay aracını nihai yörüngesine (şemadaki yeşil çizgi ile temsil edilir) manevra yapmak için uzay aracının iticilerini kullanmaktır. Bu noktada, uzay aracı nihai bilim ve operasyon veri rölesi yörüngesinde olacak, burada Mars yüzeyinden yaklaşık 400 km (248,5 mi) kabaca dairesel bir yörüngede olacak. Hubault'un yazdığı gibi, TGO'yu nihai yörüngesine getirme süreci hala zor bir süreçtir.
“Şu andaki temel zorluk, her pericentre geçişi sırasında uzay aracının ne kadar yavaşlatılacağını önceden bilmediğimizden, geri döndükten sonra yer istasyonlarımızla ne zaman yeniden temas kuracağını tam olarak bilemeyeceğimizdir. Dünya ”dedi. "Yer istasyonu herhangi bir istasyon görünürlüğü sırasında ilk olarak TGO’nun sinyalini yakaladığında sinyal (AOS) için 20 dakikalık bir" pencere "ile çalışıyoruz, normalde gezegenler arası görevler için önceden programlanmış sağlam bir AOS zamanımız var."
Uzay aracının yörünge periyodu şimdi 3 saatten daha kısa olacak şekilde, uçuş kontrol ekibi bu egzersizi günde 8 kez yapmak zorunda. TGO nihai yörüngesine ulaştığında (Mart 2018'e kadar), yörünge 2022'ye kadar orada kalacak ve gelecekteki görevler için bir telekomünikasyon röle uydusu olarak hizmet edecektir. Görevlerinden biri ESA'lardan veri aktarmak olacaktır ExoMars 2020 Avrupa gezgini ve 2021 İlkbaharında Mars'ın yüzeyine yerleştirilen bir Rus yüzey platformundan oluşacak misyon.
NASA'lar ile birlikte Mars 2020 rover, bu rover / lander çifti, Mars'ın geçmişinin sırlarını açmak isteyen uzun bir robot misyonu dizisinin en sonuncusu olacak. Buna ek olarak, bu görevler, yüzeyde mürettebattan bahsetmemek yerine, nihai numune dönüş görevlerinin Dünya'ya yol açmasını sağlayacak önemli araştırmalar yapacak!
