Rallentato dalla scrematura attraverso la parte più alta dell'atmosfera superiore, L'ExoMars dell'ESA si è calato in un'orbita che abbraccia il pianeta ed è pronto per iniziare ad annusare il Pianeta Rosso alla ricerca di metano.

L'ExoMars Trace Gas Orbiter è arrivato su Marte nell'ottobre 2016 per indagare sull'origine potenzialmente biologica o geologica dei gas traccia nell'atmosfera.

Servirà anche da relais, collegando i rover sulla superficie con i loro controller sulla Terra.

Ma prima che tutto questo potesse iniziare, la navicella ha dovuto trasformare la sua iniziale, un'orbita di quattro giorni altamente ellittica di circa 98 000 x 200 km nella finale, percorso molto più basso e circolare a circa 400 km.

Terribilmente delicato

"Da marzo 2017, abbiamo condotto una campagna di "aerofrenatura" straordinariamente delicata, durante il quale gli abbiamo comandato di immergersi nel ciuffo, viticci più alti dell'atmosfera una volta per rivoluzione, rallentando il velivolo e abbassando la sua orbita, ", afferma il direttore di volo dell'ESA Michel Denis.

"Questo ha approfittato della debole resistenza sulle ali solari, trasformando costantemente l'orbita. È stata una grande sfida per i team di missione supportati dall'industria europea, ma hanno fatto un ottimo lavoro e abbiamo raggiunto il nostro obiettivo iniziale.

"Durante alcune orbite, eravamo a soli 103 km sopra Marte, che è incredibilmente vicino."

La fine di questo sforzo è arrivata alle 17:20 GMT del 20 febbraio, quando il velivolo ha attivato i suoi propulsori per circa 16 minuti per portare il massimo avvicinamento alla superficie a circa 200 km, ben fuori dall'atmosfera. Questo ha effettivamente concluso la campagna di aerofrenatura, lasciandolo in un'orbita di circa 1050 x 200 km.

Utilizzo dell'esperienza interplanetaria

"Abbiamo già acquisito esperienza con l'aerobraking in via di prova alla fine della missione Venus Express, che non è stato progettato per l'aerofreno, nel 2014, ", afferma il responsabile delle operazioni dei veicoli spaziali Peter Schmitz.

"Ma questa è la prima volta che l'ESA utilizza la tecnica per raggiungere un'orbita di routine attorno a un altro pianeta - ed ExoMars è stato progettato specificamente per questo".

Aerobraking intorno a un pianeta alieno che è, tipicamente, A 225 milioni di km di distanza è un'impresa incredibilmente delicata. La sottile atmosfera superiore fornisce solo una leggera decelerazione, al massimo circa 17 mm/s al secondo. Quanto è piccolo questo?

Se hai frenato la tua auto a questa velocità da una velocità iniziale di 50 km/h per fermarti a un incrocio, dovresti iniziare 6 km in anticipo.

"L'aerofrenatura funziona solo perché abbiamo trascorso molto tempo nell'atmosfera durante ogni orbita, e poi ripetuto più di 950 volte, "dice Michela.

"Oltre un anno, abbiamo ridotto la velocità dell'astronave di ben 3600 km/h, abbassando la sua orbita della quantità necessaria."

Rifinitura

Nel prossimo mese, la squadra di controllo comanderà il velivolo attraverso una serie di un massimo di 10 manovre di assetto dell'orbita, uno ogni pochi giorni, sparando i suoi propulsori per regolare l'orbita alle sue ultime due ore, forma circolare a circa 400 km di altitudine, dovrebbe essere raggiunto intorno alla metà di aprile.

Le fasi iniziali della raccolta scientifica, a metà marzo, sarà dedicato alla verifica degli strumenti e alla conduzione di osservazioni preliminari per la calibrazione e la validazione. L'inizio delle osservazioni scientifiche di routine dovrebbe avvenire intorno al 21 aprile.

"Quindi, il velivolo sarà riorientato per mantenere la sua fotocamera puntata verso il basso e i suoi spettrometri verso il Sole, per osservare l'atmosfera di Marte, e possiamo finalmente iniziare la tanto attesa fase scientifica della missione, "dice Håkan Svedhem, Scienziato del progetto dell'ESA.

L'obiettivo principale è quello di fare un inventario dettagliato dei gas in traccia, in particolare alla ricerca di prove di metano e altri gas che potrebbero essere segni di attività biologica o geologica attiva.

Una suite di quattro strumenti scientifici effettuerà misurazioni complementari dell'atmosfera, superficie e sottosuolo. La sua fotocamera aiuterà a caratterizzare le caratteristiche sulla superficie che possono essere correlate a fonti di gas in tracce, come i vulcani.

Cercherà anche ghiaccio d'acqua nascosto appena sotto la superficie, che insieme a potenziali fonti di gas traccia potrebbero guidare la scelta dei futuri siti di atterraggio delle missioni.

Chiamate interurbane

Aprile vedrà anche l'imbarcazione testare la sua capacità di trasmissione dei dati, un aspetto cruciale della sua missione su Marte.

Un payload di relè radio fornito dalla NASA catturerà i segnali di dati dai rover statunitensi sulla superficie e li trasmetterà alle stazioni di terra sulla Terra. La trasmissione dei dati sarà avviata su base regolare nel corso dell'estate.

A partire dal 2021, una volta arrivato il rover ExoMars dell'ESA, l'orbiter fornirà servizi di trasmissione dati per entrambe le agenzie e per una piattaforma russa di scienze di superficie.

ExoMars è uno sforzo congiunto tra ESA e Roscosmos.