Impresión artística del Orbitador de gases de rastreo ExoMars 2016 en Marte. Crédito:ESA / ATG medialab
Después de la suave llegada del último orbitador de Marte de la ESA, Los controladores de la misión ahora lo están preparando para el último desafío:sumergirse en la atmósfera del Planeta Rojo para alcanzar su órbita final.
El ExoMars Trace Gas Orbiter está en una misión de varios años para comprender las pequeñas cantidades de metano y otros gases en la atmósfera de Marte que podrían ser evidencia de una posible actividad biológica o geológica.
Tras su largo viaje desde la Tierra, el orbitador encendió su motor principal el 19 de octubre para frenar lo suficiente como para ser capturado por la gravedad del planeta.
Entró en una órbita muy elíptica donde su altitud varía entre unos 250 km y 98 000 km. cada circuito tarda unos cuatro días terrestres.
Por último, sin embargo, Los objetivos científicos y su función como transmisor de datos para los vehículos de superficie significan que la nave debe descender a una órbita casi circular a solo 400 km de altitud. cada órbita tarda unas dos horas.
Aerobraking:el desafío definitivo
Los controladores de la misión utilizarán 'aerofrenado' para lograr esto, ordenando a la nave que rozara la parte superior tenue de la atmósfera para que la tenue resistencia la derribara constantemente.
"La cantidad de arrastre es muy pequeña, "dice el director de operaciones de la nave espacial Peter Schmitz, "pero después de unos 13 meses esto será suficiente para alcanzar la altitud prevista de 400 km mientras se enciende el motor solo unas pocas veces, ahorro de combustible ".
Durante el aerofrenado, el equipo del control de misión de la ESA en Darmstadt, Alemania, Debe vigilar cuidadosamente la nave durante cada órbita para asegurarse de que no esté expuesta a demasiada presión o calentamiento por fricción.
Se espera que el arrastre varíe de una órbita a otra debido a los cambios atmosféricos, tormentas de polvo y actividad solar. Esto significa que los equipos de dinámica de vuelo de la ESA tendrán que medir la órbita repetidamente para asegurarse de que no descienda demasiado. muy rápido.
La campaña de frenado aerodinámico comenzará el 15 de marzo. cuando Marte esté a poco más de 300 millones de kilómetros de la Tierra, y estará vigente hasta principios de 2018.
Dando un paso al principio
Los controladores de la misión ahora están trabajando intensamente para preparar la nave, el plan de vuelo y los sistemas terrestres de la campaña.
Primero, el 19 de enero, ajustarán el ángulo de la órbita con respecto al ecuador de Marte a 74º para que las observaciones científicas puedan cubrir la mayor parte del planeta.
Próximo, para entrar en una órbita desde donde comenzar el aerofrenado, el punto alto se reducirá los días 3 y 9 de febrero, dejando la nave en una órbita de 200 x 33 475 km que completa cada 24 horas.
Los controladores de misión de la ESA tienen alguna experiencia previa con el frenado aerodinámico utilizando Venus Express, aunque eso se hizo al final de la misión como demostración. La NASA también utilizó aerofrenado para llevar el Mars Reconnaissance Orbiter y otras naves espaciales a órbitas bajas en Marte.
Los expertos en dinámica de vuelo del centro de operaciones ESOC de la ESA trabajan en cada misión de la ESA, de aquellos en órbitas muy bajas, como Swarm y CryoSat, para aquellos que exploran nuestro Sistema Solar, como Rosetta y ExoMars. Están involucrados desde los primeros pasos de la concepción de una misión hasta el último comando enviado. Crédito:ESA / J. Mai
"Esta será la primera vez que utilicemos el frenado aerodinámico para lograr una órbita operativa, por lo que nos estamos tomando el tiempo adicional disponible ahora para asegurarnos de que nuestros planes sean sólidos y atiendan cualquier contingencia, "dice el director de vuelo Michel Denis.
Empezando a ralentizar
El frenado aerodinámico propiamente dicho comenzará el 15 de marzo con una serie de siete disparos de propulsores, aproximadamente uno cada tres días, que reducirá constantemente la altitud de la nave en la aproximación más cercana, de 200 km a aproximadamente 114 km.
"Entonces la atmósfera puede comenzar a funcionar, tirando de nosotros hacia abajo, "dice Peter Schmitz." Si todo sale según lo planeado, se necesitará muy poco combustible hasta el final del aerofrenado a principios de 2018, cuando los disparos finales circularán la órbita de 400 km ".
No se ha fijado una fecha, pero las observaciones científicas pueden comenzar una vez que se alcanza la órbita final. Además, la ruta proporcionará dos o tres sobrevuelos de cada vehículo todos los días para transmitir señales.
Nave espacial A-OK
En general, la nave espacial se encuentra en excelente estado de salud. El 30 de noviembre recibió un 'sistema operativo' actualizado. Hasta la fecha, solo se ha activado un 'modo seguro', cuando una falla hizo que la nave se reiniciara y esperara los comandos correctivos. Eso sucedió durante las pruebas preliminares del motor principal, cuando se identificó y solucionó rápidamente una configuración defectuosa.
"Estamos encantados de volar una nave espacial tan excelente, ", dice Michel." Tenemos una misión emocionante y desafiante por delante ".
