Op 15 juni, de ESA-Roscosmos ExoMars Trace Gas Orbiter (TGO) zal een ander pad volgen. Een 'Inclination Change Manoeuvre' zal het ruimtevaartuig in een gewijzigde baan brengen, waardoor het cruciale statussignalen van de ExoMars-rover kan opvangen, Rosalinde Franklin, die in 2021 op de Rode Planeet zal landen.

Na het voltooien van een complexe reeks manoeuvres in 2017, ExoMars TGO draait nu om de twee uur om de Rode Planeet, het verzamelen van wetenschappelijke gegevens van NASA's aan de oppervlakte gebonden rover en lander, en het terugsturen naar de aarde. Tegelijkertijd, de orbiter verzamelt zijn eigen gegevens over de atmosfeer van de planeet, waterovervloed en buitenaards oppervlak.

Meer dan een jaar voordat Rosalind zelfs van het aardoppervlak opstijgt, Vluchtdynamica-experts van ESA's ESOC-missiecontrolecentrum hebben een langetermijnplan opgesteld om ervoor te zorgen dat ExoMars TGO kan communiceren met het nieuwe ESA-rover- en oppervlakteplatform, opgenomen in de inzending, afdalings- en landingsmodule.

Kleine veranderingen in de baan van een ruimtevaartuig hebben een groot effect in de tijd, dus terwijl de komende manoeuvres de snelheid van TGO slechts in geringe mate zullen veranderen, het zal in de juiste positie zijn om tegen 2021 met de toen binnenkomende rover te communiceren.

De natuurlijke beweging van TGO

Het ongelijkmatige zwaartekrachtveld van Mars betekent dat de baan van TGO "dwaalt, " dus het draait in de loop van de tijd geleidelijk rond Mars. Zoals geïllustreerd in deze afbeelding, het ruimtevaartuig volgt eerst het zwarte pad, dan de groene, dan het rood - doorgaand totdat het elke vier en een halve maand een volledige rotatie rond de planeet voltooit.

Om contact te houden met de afdalingsmodule wanneer deze de atmosfeer van Mars binnengaat, daalt af, en landt op het oppervlak, De oriëntatie van TGO moet veranderen.

Drie manoeuvres in de maand juni zullen de snelheid van TGO veranderen, tweemaal met 30,9 meter per seconde en een laatste kleine verandering van 1,5 meter per seconde, waardoor het iets dichter bij de Marspolen komt.

Geneigd om te vliegen

Dankzij deze manoeuvres Het pad van TGO zal meer lijken op de tweede afbeelding die hier wordt getoond, ter illustratie van "snapshots in de tijd" tijdens de afdaling van de nieuwe rover in 2021.

De groene lijn geeft het landingspad van Rosalind Franklin weer.

De zwarte lijn toont de TGO-baan met zijn geoptimaliseerde oriëntatie, twee jaar na de komende manoeuvres.

Het rode pad toont de oorspronkelijke baan van TGO.

In fase met Rosalind Franklin

Als TGO eenmaal in een baan om de aarde is gebracht met zijn nieuwe, geoptimaliseerde oriëntatie rond Mars, teams op de grond moeten er ook voor zorgen dat het aan de juiste kant van de planeet zal zijn wanneer de rover arriveert - in fase" met Rosalind Franklin.

In februari 2021, er zal een kleine manoeuvre worden uitgevoerd om ervoor te zorgen dat TGO op het juiste moment op de juiste plaats is voor de aankomst van de lander.

Het resultaat van al deze manoeuvres samen is te zien in de derde grafiek.

De zwarte lijn vertegenwoordigt de baan van TGO rond Mars op het moment dat Rosalind Franklin begint af te dalen, weergegeven door de groene lijn.

Blauwe stippen langs de banen van beide ruimtevaartuigen zijn verbonden door horizontale lijnen, illustreren hun relatieve posities op verschillende tijdsintervallen, en hoe ze elkaar op elk moment kunnen 'zien', waardoor het radiocontact behouden kan blijven.

Niet-gefaseerd

Als teams bij missiecontrole ExoMars TGO in zijn huidige baan zouden verlaten, zonder enige manoeuvre uit te voeren, Mars zelf zou later tussen het in een baan om de aarde draaiende ruimtevaartuig en de nieuwe Mars-verkenner komen.

In deze laatste grafiek, de rode lijn illustreert de niet-gefaseerde baan van TGO, en opnieuw toont de groene lijn het toegangspad van Rosalind Franklin en blauwe stippen vertegenwoordigen momenten in de tijd voor elk ruimtevaartuig.

Lijnen tussen de stippen laten zien hoe in dit scenario, Mars zou hun zicht op elkaar blokkeren.

Zonder de orbiter te faseren met de Marsrover, de twee vaartuigen blijven onzichtbaar voor elkaar op het cruciale moment dat de rover naar de oppervlakte daalt.

Niet alleen zorgt de vooruitziende blik en langetermijnplanning van missie-experts ervoor dat de communicatie tussen twee van ESA's belangrijkste Mars-missies in stand wordt gehouden, het bespaart brandstof - waarvan een enorme hoeveelheid nodig zou zijn om TGO in de weken of zelfs maanden voor de komst van de ExoMars-rover in de juiste positie te krijgen.