ExoMars Trace Gas Orbiter en Marte. TGO se lanzará en 2016 con Schiaparelli, la entrada, módulo demostrador de descenso y aterrizaje. Buscará evidencia de metano y otros gases atmosféricos que podrían ser firmas de procesos biológicos o geológicos activos en Marte. TGO también servirá como retransmisor de comunicaciones para el rover y la plataforma científica de superficie que se lanzará en 2018. Crédito:ESA – D. Ducros
El 15 de junio el Orbitador de gases traza (TGO) ESA-Roscosmos ExoMars seguirá un camino diferente. Una "maniobra de cambio de inclinación" pondrá la nave espacial en una órbita alterada, lo que le permite captar señales de estado cruciales del rover ExoMars, Rosalind Franklin, que aterrizará en el Planeta Rojo en 2021.
Después de completar una compleja serie de maniobras durante 2017, ExoMars TGO ahora está orbitando el Planeta Rojo cada dos horas, la recopilación de datos científicos del vehículo de aterrizaje y el vehículo de aterrizaje con destino a la superficie de la NASA, y enviarlo de vuelta a la Tierra. Al mismo tiempo, el orbitador está recopilando sus propios datos sobre la atmósfera del planeta, abundancia de agua y superficie extraña.
Más de un año antes de que Rosalind incluso despegue de la superficie de la Tierra, Los expertos en dinámica de vuelo del centro de control de misión ESOC de la ESA han formulado un plan a largo plazo para garantizar que ExoMars TGO pueda comunicarse con el nuevo rover y la plataforma de superficie de la ESA. contenido en la entrada, módulo de descenso y aterrizaje.
Los cambios leves en la órbita de una nave espacial tienen un gran efecto con el tiempo, así que mientras las próximas maniobras solo alterarán ligeramente la velocidad de TGO, estará en la posición correcta para comunicarse con el rover entrante en 2021.
Movimiento natural de TGO
El campo de gravedad desigual de Marte significa que la órbita de TGO "vaga, "por lo que gira gradualmente alrededor de Marte con el tiempo. Como se ilustra en esta imagen, la nave espacial primero sigue el camino negro, luego el verde, luego el rojo, que continúa hasta completar una rotación completa alrededor del planeta cada cuatro meses y medio.
El campo de gravedad desigual de Marte significa que la órbita de TGO se desvía, haciendo que gire gradualmente alrededor de Marte con el tiempo. Crédito:Agencia Espacial Europea
Para mantenerse en contacto con el módulo de descenso a medida que ingresa a la atmósfera marciana, desciende, y aterriza en su superficie, La orientación de TGO debe cambiar.
Tres maniobras en el mes de junio alterarán la velocidad de TGO, dos veces por 30,9 metros por segundo y un pequeño cambio final de 1,5 metros por segundo, acercándolo un poco más a los polos marcianos.
Inclinado a volar
Gracias a estas maniobras, La ruta de TGO se parecerá más al segundo gráfico que se muestra aquí, ilustrando "instantáneas en el tiempo" durante el descenso de 2021 del nuevo rover.
La línea verde representa la ruta de aproximación al aterrizaje de Rosalind Franklin.
La línea verde representa la ruta de aproximación al aterrizaje de Rosalind Franklin. La línea negra muestra la órbita de TGO con su orientación optimizada, dos años después de las próximas maniobras. El camino rojo muestra la órbita original de TGO. Crédito:Agencia Espacial Europea
La línea negra muestra la órbita de TGO con su orientación optimizada, dos años después de las próximas maniobras.
El camino rojo muestra la órbita original de TGO.
En fase con Rosalind Franklin
Una vez que TGO se pone en órbita con su nuevo, orientación optimizada alrededor de Marte, Los equipos en tierra también deben asegurarse de que estará en el lado correcto del planeta cuando llegue el rover, en fase "con Rosalind Franklin.
En febrero de 2021, Se realizará una pequeña maniobra para garantizar que TGO esté en el lugar correcto en el momento adecuado para la llegada del módulo de aterrizaje.
Una vez que TGO se pone en órbita con el nuevo, orientación optimizada alrededor de Marte, también debe estar en el lado correcto del planeta cuando llegue el rover, "en fase" con Rosalind Franklin. La línea negra representa la órbita de TGO alrededor de Marte en el momento en que Rosalind Franklin comienza su descenso, se muestra por la línea verde. Los puntos azules a lo largo de las órbitas de TGO y Rosalind Franklin están conectados por líneas horizontales, ilustrando las posiciones relativas de las dos naves espaciales en diferentes intervalos de tiempo, y cómo pueden "verse" en todo momento, asegurando así que se pueda mantener el contacto por radio. Crédito:Agencia Espacial Europea
El resultado de todas estas maniobras combinadas se puede ver en el tercer gráfico.
La línea negra representa la órbita de TGO alrededor de Marte en el momento en que Rosalind Franklin comienza a descender, mostrado por la línea verde.
Los puntos azules a lo largo de las órbitas de ambas naves espaciales están conectados por líneas horizontales, ilustrando sus posiciones relativas en diferentes intervalos de tiempo, y cómo son capaces de "verse" en todo momento, asegurando así que se pueda mantener el contacto por radio.
Sin fases
Si los equipos de control de la misión dejaran ExoMars TGO en su órbita actual, sin realizar maniobras, El propio Marte se interpondría más tarde entre la nave espacial en órbita y el nuevo explorador de Marte.
En este gráfico final, la línea roja ilustra la órbita sin fases de TGO, y nuevamente la línea verde muestra el camino de entrada de Rosalind Franklin. Los puntos azules representan momentos en el tiempo para cada nave espacial y nuevamente las líneas revelan cómo el propio Marte bloquearía la vista del otro. Sin poner en fase el orbitador con el rover de Marte, las dos naves permanecerán invisibles entre sí en el momento crucial en que el rover desciende a la superficie. Crédito:Agencia Espacial Europea
En este gráfico final, la línea roja ilustra la órbita sin fases de TGO, y nuevamente la línea verde muestra la ruta de entrada de Rosalind Franklin y los puntos azules representan momentos en el tiempo para cada nave espacial.
Las líneas entre los puntos revelan cómo en este escenario, Marte bloquearía su vista el uno del otro.
Sin poner en fase el orbitador con el rover de Marte, las dos naves permanecerán invisibles entre sí en el momento crucial en que el rover desciende a la superficie.
La previsión y la planificación a largo plazo de los expertos de la misión no solo garantizan que se mantenga la comunicación entre dos de las misiones a Marte más importantes de la ESA, ahorra combustible, una gran cantidad del cual se necesitaría para colocar a TGO en la posición correcta en las semanas o incluso meses antes de la llegada del rover ExoMars.
