TGO: a légköri fékezés befejezve
(Rovat: ExoMars, Űrszondák a Marsnál - 2018.02.26 07:15.)

2016 októberében érkezett a Marshoz az ExoMars Trace Gas Orbiter (TGO) szondája. Légköri fékezések hosszú sorozata után lassan kialakul a végleges pályája.

A vörös bolygó légkörében előforduló gázokat vizsgáló keringő egység így most már megkezdheti elsődleges tudományos vizsgálódásait. Az európai és orosz együttműködésben folyó ExoMars program első szondája – a Schiaparelli nevű, a Mars elérésekor levált, végül a sima leszállás helyett a felszínbe csapódott leszállóegységgel együtt – 2016. március 14-én indult Bajkonurból egy Proton rakétával.

A TGO kezdetben igen elnyúlt, 4 napos keringési idejű pályára állt a Mars körül. A felszín feletti magassága 200 km és 98 ezer km között változott. A tervek szerint a végleges, közel kör alakú, 400 km magasan húzódó pályát a bolygóközelben a felsőlégkörbe merülve, a közegellenállást kihasználva, fokozatos fékezéssel kellett elérni. Ezzel a megoldás tette lehetővé, hogy az űrszondát viszonylag kevés hajtóanyaggal feltöltve indíthassák el a Földről, több tömeget hagyva így a tudományos berendezéseknek a fedélzeten.

A légköri fékezések gondosan megtervezett és végrehajtott sorozata 2017 márciusában kezdődött és idén február 20-án fejeződött be. Minden egyes pályán a Marshoz legközelebbi pont környékén az űreszköz belemerült a légkör felső rétegeibe. A rá ható közegellenállási erő hatására a pálya Marstól távoli pontja egyre alacsonyabbra került. A manőversorozat komoly feladat elé állította a Európai Űrügynökség (ESA) repülésirányítóit, hiszen ellenőrzésük alatt kellett tartsák a pályaparaméterek változásait, miközben óvniuk kellett az űrszondát az esetleges károktól. A TGO egy-egy alkalommal akár 103 km-es felszín feletti magasságig merült bele a Mars légkörébe, ami rendkívül alacsonynak számít. Február 20-án aztán a hajtóművek segítségével megemelték a pálya Marshoz közeli pontjának magasságát 200 km-re, így egy 1050 km és 200 km között változó magasságú ellipszispályát állítottak elő.

Az ExoMars TGO befejezte légköri fékezéseinek hosszú sorozatát. (Forrás: ESA)

A szakemberek 2014-ben a Vénuszt kutató európai Venus Express szondával gyakorolták be a légköri fékező manővereket, de most használták először ez a módszert egy bolygókutató űrszonda végleges működési pályájának kialakításához. A Mars körül egy-egy alkalommal rendkívül apró, legfeljebb 17 mm/s² lassulást lehetett elérni. Szemléltetésül: egy 50 km/h sebességgel haladó autót ilyen mértékű lassulással mintegy 6 km úton lehetne állóra fékezni. A légköri fékezést a TGO esetében nem kevesebb mint 950 részletben hajtották végre, ennyiszer merült a Mars légkörébe a szonda, mire elérték a kívánt pályamódosító hatást.

A végső, 400 km magas, 2 órás keringési idejű körpálya kialakítására egy hónapon át tartó, immár a hajtóműveket alkalmazó manőversorozattal készülnek az irányítók. Március közepén elkezdődhetnek a próbamérések a műszerek ellenőrzésére és kalibrálására, és a tervek szerint április második felében megindul a rutinszerű tudományos adatgyűjtés. A TGO fő célja a Mars légkörében nyomokban előforduló gázok felmérése, különös hangsúllyal a metánra, amelynek eredete geológiai, de elvileg akár biológiai aktivitásra is visszavezethető lehet. A fedélzeten elhelyezett négy különböző tudományos berendezés egymást kiegészítő információval szolgál majd a bolygó légköréről és felszínéről is. A TGO-tól a felszín alatt húzódó jégréteggel kapcsolatban is remélnek eredményeket.

Az ExoMars TGO szondára a légkör és a felszín vizsgálata mellett rádiós adatátjátszó állomásként is számítanak, hogy megkönnyítse a földi irányítók számára a kapcsolattartást a Mars felszínén dolgozó automata űreszközökkel. Ezek egyelőre még csak amerikaiak, de 2021-től, az ExoMars rover remélhetőleg szerencsés megérkezése után már európaiak és oroszok is lesznek.