Impressão artística do ExoMars 2016 Trace Gas Orbiter em Marte. Crédito:ESA / ATG medialab
Após a chegada suave do mais recente orbitador de Marte da ESA, os controladores de missão agora estão preparando-o para o desafio final:mergulhar na atmosfera do Planeta Vermelho para alcançar sua órbita final.
O ExoMars Trace Gas Orbiter está em uma missão plurianual para entender as pequenas quantidades de metano e outros gases na atmosfera de Marte que podem ser evidências de uma possível atividade biológica ou geológica.
Seguindo sua longa jornada desde a Terra, o orbitador ligou seu motor principal em 19 de outubro para frear o suficiente para ser capturado pela gravidade do planeta.
Ele entrou em uma órbita altamente elíptica, onde sua altitude varia entre cerca de 250 km e 98 000 km, com cada circuito levando cerca de quatro dias terrestres.
Em última análise, Contudo, os objetivos científicos e seu papel como um retransmissor de dados para rovers de superfície significam que a nave deve se abaixar em uma órbita quase circular a apenas 400 km de altitude, com cada órbita levando cerca de duas horas.
Aerobraking:o maior desafio
Os controladores de missão usarão 'aerobraking' para conseguir isso, comandando a nave para deslizar o topo da atmosfera para o leve arrasto para puxá-lo firmemente para baixo.
"A quantidade de arrasto é muito pequena, "diz o gerente de operações de espaçonaves Peter Schmitz, "mas depois de cerca de 13 meses, isso será o suficiente para atingir a altitude planejada de 400 km, ligando o motor apenas algumas vezes, economia de combustível. "
Durante a aerofrenagem, a equipe de controle da missão da ESA em Darmstadt, Alemanha, deve monitorar cuidadosamente a nave durante cada órbita para garantir que não seja exposta a muito aquecimento ou pressão por atrito.
Espera-se que o arrasto varie de órbita para órbita por causa da mudança atmosférica, tempestades de poeira e atividade solar. Isso significa que as equipes de dinâmica de vôo da ESA terão que medir a órbita repetidamente para garantir que não caia muito, muito rápido.
A campanha de aerofrenagem está programada para começar em 15 de março, quando Marte estará a pouco mais de 300 milhões de km da Terra, e será executado até o início de 2018.
Avançando para o início
Os controladores de missão agora estão trabalhando intensamente para preparar a nave, o plano de vôo e sistemas de solo para a campanha.
Primeiro, em 19 de janeiro, eles ajustarão o ângulo da órbita em relação ao equador de Marte a 74º para que as observações científicas possam cobrir a maior parte do planeta.
Próximo, para entrar em uma órbita de onde começar a aerofrenagem, o ponto alto será reduzido nos dias 3 e 9 de fevereiro, deixando a nave em uma órbita de 200 x 33 475 km que ela completa a cada 24 horas.
Os controladores de missão ESA têm alguma experiência anterior com aerofrenagem usando Venus Express, embora isso tenha sido feito no final da missão como uma demonstração. A NASA também usou a aerofrenagem para colocar a Mars Reconnaissance Orbiter e outras espaçonaves em órbitas baixas em Marte.
Especialistas em dinâmica de voo no centro de operações ESOC da ESA trabalham em todas as missões da ESA, daqueles em órbitas muito baixas, como Swarm e CryoSat, para aqueles que exploram nosso Sistema Solar, como Rosetta e ExoMars. Eles estão envolvidos desde os primeiros passos da concepção de uma missão até o último comando enviado. Crédito:ESA / J. Mai
"Esta será a primeira vez que usaremos a aerofrenagem para obter uma órbita operacional, então, estamos usando o tempo extra disponível agora para garantir que nossos planos sejam robustos e atendam a quaisquer contingências, "diz o diretor de vôo Michel Denis.
Começando a desacelerar
O Aerobraking propriamente dito começará em 15 de março com uma série de sete disparos de propulsores, cerca de um a cada três dias, isso reduzirá constantemente a altitude da aeronave na abordagem mais próxima - de 200 km para cerca de 114 km.
"Então a atmosfera pode começar seu trabalho, nos puxando para baixo, "diz Peter Schmitz." Se tudo correr como planejado, muito pouco combustível será necessário até o final da aerofrenagem no início de 2018, quando os disparos finais circularão a órbita de 400 km. "
Nenhuma data foi definida, mas as observações científicas podem começar assim que a órbita final for alcançada. Além disso, o caminho fornecerá dois a três sobrevôos de cada rover todos os dias para transmitir sinais.
Nave espacial A-OK
Geral, a espaçonave está com excelente saúde. Em 30 de novembro, ele recebeu um 'sistema operacional' atualizado. A data, apenas um 'modo de segurança' foi acionado, quando uma falha fez com que a nave reiniciasse e esperasse por comandos corretivos. Isso aconteceu durante os testes preliminares do motor principal, quando uma configuração defeituosa foi rapidamente identificada e corrigida.
"Estamos muito satisfeitos por voar em uma espaçonave tão excelente, "diz Michel." Temos uma missão emocionante e desafiadora pela frente. "
