Marca 2016 je Evropska vesoljska agencija (ESA) začela izvajati ExoMars (Exobiology on Mars) misija v vesolje. Ta dvodelna misija je sestavljena iz skupnega projekta med ESA in Roscosmosom Orbiter v sledovih (TGO) in Schiaparelli Lander, oba sta prispela v orbito okoli Marsa oktobra 2016. Medtem ko Schiaparelli strmoglavilo med poskusom pristanka TGO je nadaljeval nekaj impresivnih podvigov.
Marca 2017 je na primer orbiter začel vrsto manevrov z aerobrakingom, kjer je začel spuščati svojo orbito, da bi vstopil v Marsovo tanko atmosfero in se upočasnil. Po besedah Armelle Hubault, inženirja za vesoljske plovbe v TGO Misija ExoMars je dosegla izjemen napredek in je na dobri poti, da vzpostavi končno orbito okoli Rdečega planeta.
TGO je misija je bila preučiti površino Marsa, opisati razporeditev vode in kemikalij pod površjem, preučiti geološki razvoj planeta, določiti prihodnja pristajalna mesta in iskati možne biosignare preteklega marsovskega življenja. Ko je končno orbito vzpostavila okoli Marsa - 400 km (248,5 milj) od površine - TGO bo idealno postavljen za izvajanje teh študij.
ESA je prav tako izdal grafiko (prikazano zgoraj), ki prikazuje zaporedne orbite TGO odkar je začel z aerobrakingom - in bo nadaljeval do marca 2018. Medtem ko rdeča pika označuje orbiter (in modra črta njegova trenutna orbita), sive črte kažejo zaporedna zmanjšanja TGO je orbitalno obdobje. Krepke črte označujejo 1 uro zmanjšanje, tanke črte pa 30 minutno zmanjšanje.
V bistvu en sam aerobraking manever sestavlja orbita, ki prehaja v Marsovo zgornjo atmosfero in se zanaša na svoje sončne žarke, da ustvari majhne količine vlečenja. Sčasoma ta postopek upočasni plovilo in postopoma zniža svojo orbito okoli Marsa. Kot je Armelle Hubault nedavno objavila na spletnem blogu o raketni znanosti ESA:
"Začeli smo na največji orbiti z apocentrom (najbolj oddaljenim od Marsa med vsako orbito) 33 200 km in orbito 24 ur marca 2017, vendar smo morali poleti prejšnje poletje prekiniti, ker je bil Mars v povezavi. Letalo 2017 smo začeli z aerobrakingom in se pripravljamo na končno znanstveno orbito sredi marca 2018. Z današnjim dnem, 30. januarja 2018, smo ExoMars TGO upočasnili za 781,5 m / s. Za primerjavo je ta hitrost več kot dvakrat večja od hitrosti običajnega daljinskega letala. "
V začetku tega tedna je orbiter prešel točko, kjer se je v svoji orbiti najbližje približal površju (prehod pericentra, predstavljen z rdečo črto). Med tem pristopom je plovilo dobro potopilo v najvišjo atmosfero Marsa, kar je vleklo letalo in ga upočasnilo še naprej. V svoji trenutni eliptični orbiti doseže največjo razdaljo 2700 km (1677 milj) od Marsa (to je apocenter).
Kljub temu, da je že desetletja praksa, aerobraking ostaja pomemben tehnični izziv za misijonske ekipe. Vsakič, ko vesoljsko plovilo prehaja skozi ozračje planeta, morajo njegovi kontrolorji letov zagotoviti, da je njegova orientacija ravno pravšnja, da upočasni in zagotovi, da plovilo ostane stabilno. Če se njihovi izračuni še malo izklopijo, bi se lahko vesoljsko plovilo začelo vrteti izven nadzora in odpravljati smer. Kot je pojasnil Hubault:
"Naše višine pericentra moramo redno prilagajati, saj se na eni strani marsovsko ozračje razlikuje v gostoti (zato včasih zaviramo več, včasih pa manj zaviramo), na drugi strani pa marsovska gravitacija ni povsod enaka (tako včasih planet nas potegne navzdol in včasih se nekoliko izvlečemo). Trudimo se ostati na približno 110 km nadmorske višine za optimalen zavorni učinek. Da bi vesoljsko plovilo spremljali, vsak dan nalagamo nov nabor ukazov - tako za nas, za dinamiko letenja in za ekipe zemeljske postaje je zelo zahteven čas! "
Naslednji korak za ekipo za nadzor letenja je uporaba potisnikov vesoljskega plovila za manevriranje vesoljskega plovila v končno orbito (predstavljeno z zeleno črto na diagramu). V tem trenutku bo vesoljsko plovilo v svoji končni releji za znanost in obratovanje podatkov, kjer bo v približno krožni orbiti približno 400 km (248,5 milj) od površine Marsa. Kot je napisal Hubault, ostaja postopek vnosa TGO v končno orbito izziv.
"Trenutno je glavni izziv ta, da ker nikoli ne vemo vnaprej, koliko se bo vesoljsko plovilo upočasnilo med vsakim prehodom pericentra, prav tako nikoli ne vemo natančno, kdaj bo ponovno vzpostavila stik z našimi zemeljskimi postajami, potem ko se bo spet usmerila na Zemlja, "je dejala. "Delamo z 20-minutnim" oknom "za pridobivanje signala (AOS), ko zemeljska postaja prvič ujame signal TGO med določeno postajo, medtem ko imamo za medplanetarne misije vnaprej programiran trden čas AOS."
Ker se je orbitalno obdobje vesoljskega plovila skrajšalo na manj kot 3 ure, mora ekipa za nadzor letenja skozi to vajo opraviti 8-krat na dan. Ko bo TGO dosegel končno orbito (do marca 2018), bo orbiter tam ostal do leta 2022 in bo služil kot telekomunikacijski relejni satelit za prihodnje misije. Ena od njegovih nalog bo posredovanje podatkov iz evropskih nadzornih organov ExoMars 2020 misija, ki bo sestavljena iz evropskega roverja in ruske površinske ploščadi, ki bo pomladi 2021 postavila površino Marsa.
Skupaj z Nasino Mars 2020 Rover, ta par roverjev / lander bo zadnji v dolgi vrsti robotskih misij, ki želijo razkriti skrivnosti Marsa preteklosti. Poleg tega bodo te misije izvajale ključne preiskave, ki bodo utirale pot morebitnim vzorčnim povratnim misijam na Zemljo, da ne omenjam posadke na površje!
