De ExoMars-orbiter bereidt zich voor om zijn eerste wetenschappelijke waarnemingen bij Mars te doen tijdens twee banen van de planeet die volgende week beginnen.

De Trace Gas Orbiter, of TGO, een gezamenlijke inspanning van ESA en Roscosmos, aangekomen op Mars op 19 oktober. Het kwam in een baan om de aarde, zoals gepland, op een zeer elliptisch pad dat het elke 4,2 dagen van 230 tot 310 km boven het oppervlak naar ongeveer 98.000 km brengt.

De belangrijkste wetenschappelijke missie zal pas beginnen als deze een bijna cirkelvormige baan heeft bereikt op ongeveer 400 km boven het aardoppervlak na een jaar van 'aerobraking' - waarbij de atmosfeer wordt gebruikt om geleidelijk af te remmen en van baan te veranderen. De volledige wetenschappelijke operaties zullen naar verwachting in maart 2018 beginnen.

Maar volgende week krijgen de wetenschappelijke teams de kans om hun instrumenten te kalibreren en de eerste testwaarnemingen te doen nu het ruimtevaartuig daadwerkelijk op Mars is.

In feite, de neutronendetector is gedurende een groot deel van TGO's cruise naar Mars aan geweest en verzamelt momenteel gegevens om door te gaan met het kalibreren van de achtergrondflux en om te controleren of er niets is veranderd nadat de Schiaparelli-module van het ruimtevaartuig is losgemaakt.

Het zal de stroom van neutronen vanaf het oppervlak van Mars meten, ontstaan ​​door de inslag van kosmische straling. De manier waarop ze worden uitgestoten en hun snelheid bij aankomst bij TGO zullen wetenschappers vertellen over de samenstelling van de oppervlaktelaag.

Vooral, omdat zelfs kleine hoeveelheden waterstof een verandering in de neutronensnelheid kunnen veroorzaken, de sensor kan locaties opzoeken waar ijs of water aanwezig kan zijn, binnen de top 1-2 m van de planeet.

De andere drie instrumenten van de orbiter hebben een aantal testobservaties gepland voor 20-28 november.

Tijdens de primaire wetenschappelijke missie zullen twee instrumentsuites complementaire metingen doen om een ​​gedetailleerde inventaris van de atmosfeer te maken, vooral die gassen die slechts in sporenhoeveelheden aanwezig zijn.

Van groot belang is methaan, die op aarde voornamelijk wordt geproduceerd door biologische activiteit of geologische processen zoals sommige hydrothermische reacties.

De metingen zullen in verschillende modi worden uitgevoerd:wijzend door de atmosfeer naar de zon, aan de horizon bij zonlicht verstrooid door de atmosfeer, en naar beneden kijkend naar zonlicht dat door het oppervlak wordt weerkaatst. Door te kijken hoe het zonlicht wordt beïnvloed, wetenschappers kunnen de atmosferische bestanddelen analyseren.

Dan zal het naar Mars wijzen.

Gezien de huidige elliptische baan, het ruimtevaartuig zal zowel dichter bij als verder van de planeet zijn dan tijdens zijn belangrijkste wetenschappelijke missie. Het dichtst bij de planeet, het zal sneller over het oppervlak reizen dan in zijn laatste cirkelvormige baan, wat enkele uitdagingen met zich meebrengt in de timing wanneer de foto's moeten worden gemaakt.

De camera is ontworpen om stereoparen vast te leggen:er is één beeld nodig dat iets naar voren kijkt, en dan wordt de camera gedraaid om 'terug' te kijken om het tweede deel van het beeld te maken, om hetzelfde gebied van het oppervlak vanuit twee verschillende hoeken te zien. Door het beeldpaar te combineren, informatie over de relatieve hoogten van de oppervlaktekenmerken kan worden gezien.

Volgende week, het camerateam zal de interne timing controleren om te helpen bij het programmeren van commando's voor toekomstige specifieke wetenschappelijke waarnemingen. De hoge snelheid en veranderende hoogte van de elliptische baan zullen stereoreconstructie uitdagend maken, maar het team zal het stereorotatiemechanisme en de verschillende camerafilters kunnen testen, evenals hoe te compenseren voor de oriëntatie van ruimtevaartuigen ten opzichte van het grondspoor.

Er zijn geen specifieke beelddoelen in gedachten, hoewel de orbiter in de buurt van de dichtste nadering van de eerste baan over het Noctis Labyrinthus-gebied zal vliegen en zal proberen een stereopaar te verkrijgen. In de tweede baan, het heeft de mogelijkheid om afbeeldingen van Phobos vast te leggen.

uiteindelijk, de camera zal worden gebruikt om kenmerken af ​​te beelden en te analyseren die verband kunnen houden met de sporengasbronnen en -putten, om een ​​beter inzicht te krijgen in de reeks processen die de gassen kunnen produceren. De beelden zullen ook worden gebruikt om toekomstige landingsplaatsen te bekijken.

"We zijn verheugd dat we de instrumenten eindelijk zullen zien presteren in de omgeving waarvoor ze zijn ontworpen, en om de eerste gegevens van Mars terug te zien komen, " zegt Håkan Svedhem, ESA's TGO-projectwetenschapper.

Na deze korte demonstratieperiode van wetenschappelijke instrumenten, die ook dient als een test voor het doorgeven van deze gegevens naar de aarde, samen met gegevens van NASA's Curiosity en Opportunity rovers, de focus verschuift weer naar de operaties en de voorbereidingen die nodig zijn voor aerobraking volgend jaar.