2016 m. Kovo mėn. Europos kosmoso agentūra (ESA) pradėjo „ExoMars“ (Egzobiologija ant Marso) misija į kosmosą. Bendras EKA ir „Roscosmos“ projektas, šią dviejų dalių misiją sudarė: Trace Gas Orbiter (TGO) ir Schiaparelli nusileidimas, abu jie į orbitą aplink Marsą pasirodė 2016 m. spalio mėn Schiaparelli sudužo bandant nusileisti, TGO tęsė keletą įspūdingų žygdarbių.
Pavyzdžiui, 2017 m. Kovo mėn. Orbiteris pradėjo keletą aerobrakcijų manevrų, kurių metu jis pradėjo žeminti savo orbitą, kad patektų į Marso atmosferą, ir sulėtėjo. Pasak kosminių laivų operacijų inžinieriaus Armelle Hubault TGO Skrydžių valdymo komanda, „ExoMars“ misija padarė milžinišką pažangą ir sėkmingai eina savo galutinę orbitą aplink Raudonąją planetą.
TGO misija buvo ištirti Marso paviršių, apibūdinti vandens ir chemikalų pasiskirstymą po paviršiumi, ištirti planetos geologinę evoliuciją, nustatyti būsimas nusileidimo vietas ir ieškoti galimų praeito Marso gyvenimo biosignacijų. Nustatęs savo galutinę orbitą aplink Marsą - 400 km (248,5 mi) nuo paviršiaus - TGO bus idealioje padėtyje atlikti šiuos tyrimus.
ESA taip pat išleido grafiką (parodyta aukščiau), parodantį iš eilės einančias orbitas TGO nuo to laiko, kai jis pradėjo aerobrakinimą, bus vykdomas iki 2018 m. kovo mėn. TGO orbitinis laikotarpis. Paryškintos linijos žymi sutrumpinimą 1 valanda, o plonos linijos žymi sutrumpinimą 30 minučių.
Iš esmės vieną aerobrako manevrą sudaro orbitas, einantis į Marso viršutinę atmosferą ir pasikliaujantis jo saulės matricomis, kad būtų sukurtas mažas tempimo atstumas. Laikui bėgant, šis procesas sulėtino plaukiojančią priemonę ir palaipsniui žemina jos orbitą aplink Marsą. Kaip neseniai Armelle Hubault paskelbė EKA raketų mokslo tinklaraštyje:
„Startavome didžiausioje orbitoje, naudodamiesi 33 200 km apocentru (tolimiausiu atstumu nuo Marso per kiekvieną orbitą), o 2017 m. Kovo mėn. - 24 val. Orbita, tačiau praėjusią vasarą turėjome padaryti pertrauką, nes Marsas buvo kartu. Aerobrakinimą mes rekomendavome 2017 m. Rugpjūčio mėn. Ir einame į finalinę mokslo orbitą 2018 m. Kovo viduryje. Nuo šiandien, 2018 m. Sausio 30 d., „ExoMars TGO“ pristabdėme 781,5 m / s. Palyginimui, šis greitis yra daugiau nei dvigubai greitesnis nei įprasto tolimųjų reisų reaktyvinio lėktuvo greitis. “
Anksčiau šią savaitę orbitas perėjo tašką, kuriame artėjo prie savo orbitos paviršiaus (pericentro praėjimas, kurį vaizduoja raudona linija). Vykstant šiam artėjimui, laivas gerai paniro į aukščiausią Marso atmosferą, kuri nutempė orlaivį ir sulėtino jį toliau. Dabartine elipsės formos orbita pasiekia maksimalų 2700 km (1677 mylių) atstumą nuo Marso (jis yra apocenteris).
Nepaisant to, kad aerobikavimas yra dešimtmečių praktika, misijos komandoms jis išlieka rimtu techniniu iššūkiu. Kiekvieną kartą, kai erdvėlaivis praeina pro planetos atmosferą, jo skrydžių kontrolieriai turi įsitikinti, kad jo orientacija teisinga, kad sulėtėtų tempimas ir kad laivas išliktų stabilus. Jei jų skaičiavimai šiek tiek nukryps, erdvėlaivis galėtų pradėti nebevaldyti ir nustoti kursuoti. Kaip paaiškino Hubault:
„Mes turime reguliariai koreguoti savo centrinį aukštį, nes, viena vertus, Marso atmosfera skiriasi tankiu (todėl kartais mes stabdome daugiau, o kartais stabdome mažiau), kita vertus, Marso gravitacija nėra visur vienoda (todėl kartais planeta mus traukia žemyn ir kartais šiek tiek pasitraukia). Stengiamės išlikti maždaug 110 km aukštyje, kad būtų užtikrintas optimalus stabdymo efektas. Norėdami, kad erdvėlaivis būtų kelyje, kiekvieną dieną įkeliame naują komandų rinkinį - taigi mums, skrydžio dinamikai ir antžeminių stočių komandoms, tai labai daug laiko reikalaujantis laikas! “
Kitas skrydžio valdymo komandos žingsnis yra naudoti erdvėlaivio stūmoklius manevruoti erdvėlaiviui į galutinę savo orbitą (diagramoje pavaizduota žalia linija). Šiuo metu erdvėlaivis pateks į galutinę mokslo ir operacijų duomenų relės orbitą, kur bus maždaug 400 km (248,5 mi) atstumu nuo Marso paviršiaus maždaug apskritimo orbita. Kaip rašė Hubault, TGO įtraukimo į galutinę orbitą procesas išlieka sudėtingas.
„Šiuo metu pagrindinis iššūkis yra tas, kad mes niekada iš anksto nežinome, kiek erdvėlaivis bus sulėtintas per kiekvieną pericentrinį praėjimą, taip pat niekada tiksliai nežinome, kada jis atstatys ryšį su mūsų antžeminėmis stotimis, grįžęs į Žemė “, - sakė ji. „Mes dirbame su 20 minučių signalo (AOS) gavimo langu, kai antžeminė stotis pirmą kartą sugauna TGO signalą per bet kurį stoties matomumą, tuo tarpu paprastai tarpplanetinėms misijoms mes turime tvirtą AOS laiką, iš anksto suplanuotą“.
Erdvėlaivio orbitos periodas dabar sutrumpėjo iki mažiau nei 3 valandų, skrydžio kontrolės komandai šį pratimą reikia atlikti 8 kartus per dieną. Kai TGO pasieks savo galutinę orbitą (iki 2018 m. Kovo mėn.), Orbitas išliks joje iki 2022 m., Tarnaudamas kaip telekomunikacijų perdavimo palydovas būsimoms misijoms. Viena iš jos užduočių bus perduoti duomenis iš EPI „ExoMars 2020“ misija, kurią sudarys Europos roveris ir Rusijos paviršiaus platforma, dislokuota Marso paviršiuje 2021 m. pavasarį.
Kartu su NASA „Marsas 2020“ roveris, ši roverio / landerio pora bus naujausia ilgose robotų misijų eilėse, siekiančiose atskleisti Marso praeities paslaptis. Be to, šios misijos atliks svarbius tyrimus, kurie sudarys kelią galimoms pavyzdžių grįžimo misijoms į Žemę, jau nekalbant apie įgulą į paviršių!
