ExoMars Trace Gas Orbiter em Marte. TGO será lançado em 2016 com Schiaparelli, a entrada, módulo demonstrador de descida e aterrissagem. Ele buscará evidências de metano e outros gases atmosféricos que possam ser assinaturas de processos biológicos ou geológicos ativos em Marte. O TGO também servirá como um relé de comunicação para o rover e a plataforma de ciência de superfície que será lançada em 2018. Crédito:ESA – D. Ducros
Em 15 de junho, o ESA-Roscosmos ExoMars Trace Gas Orbiter (TGO) seguirá um caminho diferente. Uma "Manobra de Mudança de Inclinação" colocará a espaçonave em uma órbita alterada, permitindo que ele pegue sinais de status cruciais do rover ExoMars, Rosalind Franklin, devido a pousar no Planeta Vermelho em 2021.
Depois de completar uma série complexa de manobras durante 2017, ExoMars TGO agora está orbitando o Planeta Vermelho a cada duas horas, coleta de dados científicos do veículo espacial e da sonda de superfície da NASA, e retransmitindo de volta para a Terra. Ao mesmo tempo, o orbitador está coletando seus próprios dados na atmosfera do planeta, abundância de água e superfície estranha.
Mais de um ano antes de Rosalind sequer decolar da superfície da Terra, Os especialistas em dinâmica de vôo do centro de controle de missão ESOC da ESA formularam um plano de longo prazo para garantir que o ExoMars TGO possa se comunicar com o novo rover e plataforma de superfície da ESA, contido na entrada, módulo de descida e pouso.
Ligeiras mudanças na órbita de uma nave espacial têm um grande efeito ao longo do tempo, então, embora as próximas manobras alterem apenas ligeiramente a velocidade do TGO, estará na posição certa para se comunicar com o rover que chega até 2021.
Movimento natural do TGO
O campo de gravidade desigual de Marte significa que a órbita do TGO "vagueia, "então ele gira gradualmente em torno de Marte ao longo do tempo. Conforme ilustrado nesta imagem, a espaçonave segue primeiro o caminho preto, então o verde, depois o vermelho - continuando até completar uma rotação inteira ao redor do planeta a cada quatro meses e meio.
O campo de gravidade desigual de Marte significa que a órbita do TGO vagueia, fazendo com que ele gire gradualmente em torno de Marte ao longo do tempo. Crédito:Agência Espacial Europeia
Para manter contato com o módulo de descida conforme ele entra na atmosfera marciana, desce, e pousa em sua superfície, A orientação do TGO precisa mudar.
Três manobras no mês de junho vão alterar a velocidade do TGO, duas vezes por 30,9 metros por segundo e uma pequena mudança final de 1,5 metros por segundo, trazendo-o um pouco mais perto dos pólos marcianos.
Inclinado a voar
Graças a essas manobras, O caminho do TGO será mais parecido com o segundo gráfico mostrado aqui, ilustrando "instantâneos no tempo" durante a descida de 2021 do novo rover.
A linha verde representa o caminho de aproximação de pouso de Rosalind Franklin.
A linha verde representa o caminho de aproximação de pouso de Rosalind Franklin. A linha preta mostra a órbita do TGO com sua orientação otimizada, dois anos após as próximas manobras. O caminho vermelho mostra a órbita original do TGO. Crédito:Agência Espacial Europeia
A linha preta mostra a órbita do TGO com sua orientação otimizada, dois anos após as próximas manobras.
O caminho vermelho mostra a órbita original do TGO.
Em fase com Rosalind Franklin
Uma vez que o TGO está definido para orbitar com seu novo, orientação otimizada em torno de Marte, as equipes em terra também devem garantir que ele estará no lado correto do planeta quando o rover chegar - em fase "com Rosalind Franklin.
Em fevereiro de 2021, uma pequena manobra será realizada para garantir que o TGO esteja no lugar certo na hora certa para a chegada do módulo de pouso.
Uma vez que o TGO é definido para orbitar com o novo, orientação otimizada em torno de Marte, também deve estar no lado correto do planeta quando o rover chegar - "em fase" com Rosalind Franklin. A linha preta representa a órbita do TGO em torno de Marte no momento em que Rosalind Franklin começa sua descida, próprio mostrado pela linha verde. Pontos azuis ao longo das órbitas de TGO e Rosalind Franklin são conectados por linhas horizontais, ilustrando as posições relativas das duas espaçonaves em diferentes intervalos de tempo, e como eles são capazes de "ver" uns aos outros a cada momento, garantindo assim que o contato de rádio possa ser mantido. Crédito:Agência Espacial Europeia
O resultado de todas essas manobras combinadas pode ser visto no terceiro gráfico.
A linha preta representa a órbita do TGO em torno de Marte no momento em que Rosalind Franklin começa a descer, mostrado pela linha verde.
Os pontos azuis ao longo das órbitas de ambas as espaçonaves são conectados por linhas horizontais, ilustrando suas posições relativas em diferentes intervalos de tempo, e como eles são capazes de "ver" uns aos outros a cada momento, garantindo assim que o contato de rádio possa ser mantido.
Sem fase
Se as equipes no controle da missão deixassem o ExoMars TGO em sua órbita atual, sem realizar nenhuma manobra, Mais tarde, o próprio Marte ficaria entre a espaçonave em órbita e o novo explorador de Marte.
Neste gráfico final, a linha vermelha ilustra a órbita sem fase do TGO, e novamente a linha verde mostra o caminho de entrada de Rosalind Franklin. Os pontos azuis representam momentos no tempo para cada espaçonave e, novamente, as linhas revelam como o próprio Marte bloquearia a visão um do outro. Sem transformar o orbitador com o rover de Marte, as duas naves permanecerão invisíveis uma para a outra no momento crucial em que o rover descer à superfície. Crédito:Agência Espacial Europeia
Neste gráfico final, a linha vermelha ilustra a órbita sem fase do TGO, e novamente a linha verde mostra o caminho de entrada de Rosalind Franklin e os pontos azuis representam momentos no tempo para cada espaçonave.
As linhas entre os pontos revelam como, neste cenário, Marte bloquearia a visão um do outro.
Sem transformar o orbitador com o rover de Marte, as duas naves permanecerão invisíveis uma para a outra no momento crucial em que o rover descer à superfície.
Não só a previsão e o planejamento de longo prazo dos especialistas em missões garantem que a comunicação seja mantida entre duas das missões de Marte mais importantes da ESA, ele economiza combustível - uma grande quantidade da qual seria necessária para colocar o TGO na posição certa semanas ou até meses antes da chegada do rover ExoMars.
