ExoMars Trace Gas Orbiter su Marte. TGO sarà lanciato nel 2016 con Schiaparelli, l'entrata, modulo dimostratore di discesa e atterraggio. Cercherà prove di metano e altri gas atmosferici che potrebbero essere le firme di processi biologici o geologici attivi su Marte. TGO fungerà anche da relè di comunicazione per il rover e la piattaforma scientifica di superficie che sarà lanciata nel 2018. Credito:ESA–D. Ducros
Il 15 giugno, l'ESA-Roscosmos ExoMars Trace Gas Orbiter (TGO) seguirà un percorso diverso. Una "manovra di cambio di inclinazione" metterà la navicella in un'orbita alterata, consentendogli di raccogliere segnali di stato cruciali dal rover ExoMars, Rosalind Franklin, a causa dell'atterraggio sul Pianeta Rosso nel 2021.
Dopo aver compiuto una complessa serie di manovre nel corso del 2017, ExoMars TGO è ora in orbita attorno al Pianeta Rosso ogni due ore, la raccolta di dati scientifici dal rover e dal lander di superficie della NASA, e riportarlo sulla Terra. Allo stesso tempo, l'orbiter sta raccogliendo i propri dati sull'atmosfera del pianeta, abbondanza di acqua e superficie aliena.
Più di un anno prima che Rosalind si alzasse dalla superficie terrestre, Gli esperti di dinamica di volo presso il centro di controllo della missione ESOC dell'ESA hanno formulato un piano a lungo termine per garantire che ExoMars TGO possa comunicare con il nuovo rover e la piattaforma di superficie dell'ESA, contenuto nella voce, modulo di discesa e atterraggio.
Lievi modifiche all'orbita di un veicolo spaziale hanno un grande effetto nel tempo, quindi mentre le manovre imminenti modificheranno solo leggermente la velocità di TGO, sarà nella posizione giusta per comunicare con il rover in arrivo entro il 2021.
Il movimento naturale di TGO
Il campo di gravità irregolare di Marte significa che l'orbita di TGO "vaga, " quindi ruota gradualmente intorno a Marte nel tempo. Come illustrato in questa immagine, la navicella segue prima il sentiero nero, poi il verde, poi il rosso, continuando finché non completa un'intera rotazione attorno al pianeta ogni quattro mesi e mezzo.
Il campo di gravità irregolare di Marte significa che l'orbita di TGO vaga, facendolo ruotare gradualmente intorno a Marte nel tempo. Credito:Agenzia spaziale europea
Per rimanere in contatto con il modulo di discesa mentre entra nell'atmosfera marziana, discende, e atterra sulla sua superficie, L'orientamento di TGO deve cambiare.
Tre manovre nel mese di giugno altereranno la velocità di TGO, due volte da 30,9 metri al secondo e un ultimo piccolo cambio di 1,5 metri al secondo, avvicinandolo leggermente ai poli marziani.
Propenso a volare
Grazie a queste manovre, Il percorso di TGO assomiglierà di più al secondo grafico mostrato qui, illustrando "istantanee nel tempo" durante la discesa del 2021 del nuovo rover.
La linea verde rappresenta il percorso di avvicinamento di Rosalind Franklin.
La linea verde rappresenta il percorso di avvicinamento di Rosalind Franklin. La linea nera mostra l'orbita TGO con il suo orientamento ottimizzato, due anni dopo le prossime manovre. Il percorso rosso mostra l'orbita originale di TGO. Credito:Agenzia spaziale europea
La linea nera mostra l'orbita TGO con il suo orientamento ottimizzato, due anni dopo le prossime manovre.
Il percorso rosso mostra l'orbita originale di TGO.
In fase con Rosalind Franklin
Una volta che TGO è stato messo in orbita con il suo nuovo, orientamento ottimizzato intorno a Marte, le squadre a terra devono anche assicurarsi che si trovi dalla parte corretta del pianeta quando arriva il rover, in fase" con Rosalind Franklin.
A febbraio 2021, verrà eseguita una piccola manovra per garantire che TGO sia nel posto giusto al momento giusto per l'arrivo del lander.
Una volta che TGO è impostato in orbita con il nuovo, orientamento ottimizzato intorno a Marte, deve anche essere sul lato corretto del pianeta quando arriva il rover, "in fase" con Rosalind Franklin. La linea nera rappresenta l'orbita di TGO attorno a Marte nel momento in cui Rosalind Franklin inizia la sua discesa, stesso indicato dalla linea verde. I punti blu lungo le orbite di TGO e Rosalind Franklin sono collegati da linee orizzontali, illustrando le posizioni relative dei due veicoli spaziali a diversi intervalli di tempo, e come riescono a "vedersi" in ogni momento, garantendo così il mantenimento del contatto radio. Credito:Agenzia spaziale europea
Il risultato di tutte queste manovre combinate è visibile nel terzo grafico.
La linea nera rappresenta l'orbita di TGO attorno a Marte nel momento in cui Rosalind Franklin inizia a scendere, indicato dalla linea verde.
I punti blu lungo le orbite di entrambi i veicoli spaziali sono collegati da linee orizzontali, illustrando le loro posizioni relative a diversi intervalli di tempo, e come riescono a "vedersi" in ogni momento, garantendo così il mantenimento del contatto radio.
non sfasato
Se le squadre al controllo missione dovessero lasciare ExoMars TGO nella sua orbita attuale, senza eseguire alcuna manovra, Marte stesso si sarebbe poi messo tra la navicella spaziale orbitante e il nuovo esploratore di Marte.
In questo grafico finale, la linea rossa illustra l'orbita sfasata di TGO, e di nuovo la linea verde mostra il percorso di ingresso di Rosalind Franklin. I punti blu rappresentano i momenti nel tempo per ogni veicolo spaziale e ancora una volta le linee rivelano come lo stesso Marte bloccherebbe la loro vista l'uno dell'altro. Senza mettere in fase l'orbiter con il rover su Marte, le due navi rimarranno invisibili l'una all'altra nel momento cruciale in cui il rover scenderà in superficie. Credito:Agenzia spaziale europea
In questo grafico finale, la linea rossa illustra l'orbita sfasata di TGO, e ancora una volta la linea verde mostra il percorso di ingresso di Rosalind Franklin ei punti blu rappresentano i momenti nel tempo per ogni astronave.
Le linee tra i punti rivelano come in questo scenario, Marte bloccherebbe la loro visione reciproca.
Senza mettere in fase l'orbiter con il rover su Marte, le due navi rimarranno invisibili l'una all'altra nel momento cruciale in cui il rover scenderà in superficie.
Non solo la lungimiranza e la pianificazione a lungo termine degli esperti di missione garantiscono il mantenimento della comunicazione tra due delle più importanti missioni dell'ESA su Marte, consente di risparmiare carburante, una quantità enorme del quale sarebbe necessaria per portare il TGO nella giusta posizione nelle settimane o addirittura nei mesi prima dell'arrivo del rover ExoMars.
