U ožujku 2016. Europska svemirska agencija (ESA) pokrenula je ExoMars (Egzobiologija na Marsu) misija u svemir. Ovaj dvodijelni zadatak sastojao se od zajedničkog projekta ESA-e i Roscosmosa Orbiter u tragovima (TGO) i Schiaparellija landera, oba su stigla u orbitu oko Marsa u listopadu 2016. Dok Schiaparellija srušio se prilikom pokušaja slijetanja TGO nastavio je ostvariti neke dojmljive podvige.
Na primjer, u ožujku 2017. orbiter je započeo niz manevara aerobrakingom gdje je počeo spuštati svoju orbitu kako bi ušao u Marsovu tanku atmosferu i usporio se. Prema Armelle Hubault, inženjeru za upravljanje svemirskim brodovima TGO Tim za kontrolu leta, misija ExoMars postigla je ogroman napredak i dobro je na putu uspostavljanja svoje posljednje orbite oko Crvene planete.
TGO-a misija je bila proučavati površinu Marsa, karakterizirati raspodjelu vode i kemikalija ispod površine, proučavati geološku evoluciju planeta, identificirati buduća mjesta slijetanja i tražiti moguće biosignate iz prošlog marsovskog života. Jednom kada je utvrdio svoju konačnu orbitu oko Marsa - 400 km (248,5 mi) od površine - TGO bit će idealno pozicioniran za provođenje ovih studija.
ESA je također objavio grafički prikaz (prikazan gore) koji prikazuje uzastopne orbite TGO je učinio otkad je započeo aerobraking - i nastavit će se proizvoditi do ožujka 2018. Dok crvena točka označava orbiter (a plava linija njegova trenutna orbita), sive linije pokazuju uzastopna smanjenja u TGO-a orbitalno razdoblje. Masne linije označavaju smanjenje od 1 sata, dok tanke crte od 30 minuta.
U osnovi, jedan se aerobraking manevar sastoji od orbite koja prolazi u Marsovoj gornjoj atmosferi i oslanjajući se na njegove solarne polja kako bi stvorila male količine povlačenja. S vremenom ovaj proces usporava plovilo i postupno spušta svoju orbitu oko Marsa. Kao što je Armelle Hubault nedavno objavila na ESA-ovom raketnom blogu:
"Krenuli smo u najvećoj orbiti s apocentrom (najudaljenijim dijelom od Marsa tijekom svake orbite) od 33 200 km i orbiti od 24 sata u ožujku 2017., ali morali smo pauzirati prošlog ljeta zbog Marsa u spoju. Aerobraking smo započeli u kolovozu 2017., a na putu smo da završimo u završnoj znanstvenoj orbiti sredinom ožujka 2018. Od danas, 30. siječnja 2018., usporili smo ExoMars TGO za 781,5 m / s. Za usporedbu, ta je brzina više nego dvostruko veća od brzine tipičnog mlaznog zrakoplova s dugim nosačem. "
Ranije ovog tjedna, orbitara je prošla točku gdje se približila površini u svojoj orbiti (prolaz pericentara, predstavljen crvenom linijom). Tijekom ovog pristupa, plovilo se dobro udubilo u gornju atmosferu Marsa, što je povuklo zrakoplov i usporilo ga dalje. U svojoj trenutnoj eliptičnoj orbiti doseže maksimalnu udaljenost od Marsa od 2700 km (to je apocentar).
Iako je praksa već desetljećima, aerobraking ostaje značajan tehnički izazov za misijske timove. Svaki put kad svemirski brod prođe kroz atmosferu planete, njegovi kontrolori leta moraju osigurati da mu je orijentacija ispravna kako bi se usporilo i osiguralo da plovilo ostaje stabilno. Ako im se proračun malo isključi, svemirski brod mogao bi početi iskoračiti iz kontrole i skretati s puta. Kao što je objasnio Hubault:
"Moramo redovito prilagođavati visinu pericentra, jer s jedne strane, marsovska atmosfera varira u gustoći (pa ponekad kočimo više, a ponekad manje kočimo), a s druge strane, marsovska gravitacija nije svugdje ista (pa ponekad planeta nas vuče prema dolje i ponekad malo isplivamo). Nastojimo se zadržati na oko 110 km visine za optimalan učinak kočenja. Kako bismo svemirski brod pratili, svakodnevno prenosimo novi set naredbi - tako da je za nas, za dinamiku leta i za timove zemaljske stanice, izuzetno zahtjevno vrijeme! "
Sljedeći korak za tim za kontrolu leta je upotreba potisnika svemirskog broda za manevriranje svemirskog broda u njegovu posljednju orbitu (predstavljenu zelenom linijom na dijagramu). U ovom trenutku će se svemirska letjelica nalaziti u svojoj posljednjoj releti za nauku i radne podatke, gdje će se nalaziti u približno kružnoj orbiti oko 400 km (248,5 milje) od površine Marsa. Kao što je napisao Hubault, proces dovođenja TGO-a u njegovu konačnu orbitu ostaje izazovan.
"Glavni je izazov trenutno taj, jer nikada ne znamo unaprijed koliko će svemirski brod usporiti tijekom svakog prolaza pericentra, također nikada ne znamo točno kada će uspostaviti kontakt s našim zemaljskim stanicama nakon što se vrati na Zemlja ", rekla je. "Radimo s 20-minutnim" prozorom "za snimanje signala (AOS), kada zemaljska stanica prvi put uhvati signal TGO-a tijekom određene vidljivosti stanice, dok za interplanetarne misije obično imamo čvrsto programirano vrijeme AOS-a."
S obzirom da je orbitalno razdoblje svemirske letjelice sada skraćeno na manje od 3 sata, tim za kontrolu leta mora proći kroz ovu vježbu 8 puta dnevno. Nakon postizanja konačne orbite TGO (do ožujka 2018. godine), orbiter će ostati tamo do 2022. godine, služeći kao telekomunikacijski relejni satelit za buduće misije. Jedan od njegovih zadataka bit će prenijeti podatke ESA-e ExoMars 2020 misija koja će se sastojati od europskog rovera i ruske površinske platforme raspoređene na površini Marsa u proljeće 2021. godine.
Zajedno s NASA-inim Mars 2020. godine Rover, ovaj par rover / lander bit će posljednji u dugom nizu robotskih misija koje žele otkriti tajne Marsa prošlosti. Pored toga, ove će misije provesti ključna ispitivanja koja će otvoriti put eventualnim uzorcima povratka na Zemlju, a da ne spominjemo posadu na površinu!
