Ralentizado al rozar la parte superior de la atmósfera superior, ExoMars de la ESA se ha reducido a una órbita que abraza el planeta y está a punto de comenzar a olfatear el planeta rojo en busca de metano.

El ExoMars Trace Gas Orbiter llegó a Marte en octubre de 2016 para investigar el origen potencialmente biológico o geológico de los gases traza en la atmósfera.

También servirá como relevo, conectando rovers en la superficie con sus controladores en la Tierra.

Pero antes de que nada de esto pudiera ponerse en marcha, la nave espacial tuvo que transformar su inicial, órbita altamente elíptica de cuatro días de aproximadamente 98000 x 200 km en la final, Camino mucho más bajo y circular a unos 400 km.

Terriblemente delicado

"Desde marzo de 2017, hemos estado llevando a cabo una campaña de frenado aerodinámico tremendamente delicada, durante el cual le ordenamos que se sumergiera en el tenue, zarcillos superiores de la atmósfera una vez por revolución, ralentizar la nave y bajar su órbita, "dice el director de vuelo de la ESA, Michel Denis.

"Esto aprovechó la tenue resistencia de las alas solares, transformando constantemente la órbita. Ha sido un gran desafío para los equipos de misión apoyados por la industria europea, pero han hecho un trabajo excelente y hemos alcanzado nuestro objetivo inicial.

"Durante algunas órbitas, estábamos a solo 103 km por encima de Marte, que está increíblemente cerca ".

El final de este esfuerzo llegó a las 17:20 GMT del 20 de febrero, cuando la nave encendió sus propulsores durante unos 16 minutos para elevar la aproximación más cercana a la superficie a unos 200 km, bien fuera de la atmósfera. Esto puso fin a la campaña de aerofrenado, dejándolo en una órbita de unos 1050 x 200 km.

Empleando experiencia interplanetaria

"Ya adquirimos experiencia con el frenado aerodinámico en una base de prueba al final de la misión Venus Express, que no fue diseñado para aerofrenado, en 2014, "dice el director de operaciones de la nave espacial Peter Schmitz.

"Pero esta es la primera vez que la ESA utiliza la técnica para lograr una órbita de rutina alrededor de otro planeta, y ExoMars fue diseñado específicamente para esto".

Aerofrenado alrededor de un planeta alienígena, es decir, típicamente, 225 millones de kilómetros de distancia es una empresa increíblemente delicada. La delgada atmósfera superior proporciona solo una desaceleración suave, como máximo unos 17 mm / s por segundo. ¿Qué tan pequeño es esto?

Si frenó su automóvil a esta velocidad desde una velocidad inicial de 50 km / h para detenerse en un cruce, tendrías que empezar con 6 km de antelación.

"El aerofrenado funciona solo porque pasamos mucho tiempo en la atmósfera durante cada órbita, y luego repitió esto más de 950 veces, "dice Michel.

"Más de un año, hemos reducido la velocidad de la nave espacial en unos enormes 3600 km / h, rebajando su órbita en la cantidad necesaria ".

Guarnición

En el próximo mes, el equipo de control comandará la nave a través de una serie de hasta 10 maniobras de ajuste de órbita, uno cada pocos días, encendiendo sus propulsores para ajustar la órbita a sus últimas dos horas, forma circular a unos 400 km de altitud, se espera que se logre a mediados de abril.

Las fases iniciales de la recopilación de ciencia, a mediados de marzo, se dedicará a revisar los instrumentos y realizar observaciones preliminares para calibración y validación. El inicio de las observaciones científicas de rutina debería ocurrir alrededor del 21 de abril.

"Luego, la nave se reorientará para mantener su cámara apuntando hacia abajo y sus espectrómetros hacia el Sol, para observar la atmósfera de Marte, y finalmente podemos comenzar la tan esperada fase científica de la misión, "dice Håkan Svedhem, Científico del proyecto de la ESA.

El objetivo principal es realizar un inventario detallado de los gases traza, en particular, buscar evidencia de metano y otros gases que pudieran ser señales de actividad biológica o geológica activa.

Un conjunto de cuatro instrumentos científicos realizará mediciones complementarias de la atmósfera, superficie y subsuelo. Su cámara ayudará a caracterizar características en la superficie que pueden estar relacionadas con fuentes de gases traza, como los volcanes.

También buscará hielo de agua escondido justo debajo de la superficie, que, junto con las posibles fuentes de gas traza, podrían orientar la elección de los lugares de aterrizaje de futuras misiones.

Llamadas de larga distancia

Abril también verá a la nave probar su capacidad de retransmisión de datos, un aspecto crucial de su misión en Marte.

Una carga útil de retransmisión de radio proporcionada por la NASA captará las señales de datos de los rovers estadounidenses en la superficie y las retransmitirá a las estaciones terrestres de la Tierra. La retransmisión de datos se pondrá en marcha de forma rutinaria a finales del verano.

A partir de 2021, una vez que llegue el rover ExoMars de la ESA, el orbitador proporcionará servicios de retransmisión de datos para ambas agencias y para una plataforma científica de superficie rusa.

ExoMars es un esfuerzo conjunto entre la ESA y Roscosmos.