في مارس من عام 2016 ، أطلقت وكالة الفضاء الأوروبية (ESA) ExoMars (علم الأحياء الخارجية على كوكب المريخ) مهمة في الفضاء. مشروع مشترك بين وكالة الفضاء الأوروبية و Roscosmos ، تتألف هذه المهمة المكونة من جزأين من أثر غاز المدار (TGO) و Schiaparelli الهبوط ، وكلاهما وصل إلى مدار حول المريخ في أكتوبر من عام 2016. بينما Schiaparelli تحطمت أثناء محاولتها الهبوط TGO استمر في تحقيق بعض المآثر المثيرة للإعجاب.
على سبيل المثال ، في مارس من عام 2017 ، بدأ المسبار سلسلة من المناورات الهوائية ، حيث بدأ في خفض مداره لدخول الغلاف الجوي الرقيق للمريخ وإبطاء نفسه. وفقا ل Armelle Hubault ، مهندس عمليات المركبات الفضائية على TGO فريق مراقبة الطيران ، حققت بعثة ExoMars تقدمًا هائلاً وهي في طريقها إلى إنشاء مدارها النهائي حول الكوكب الأحمر.
TGO كانت المهمة هي دراسة سطح المريخ ، وتوصيف توزيع المياه والمواد الكيميائية تحت السطح ، ودراسة التطور الجيولوجي للكوكب ، وتحديد مواقع الهبوط المستقبلية ، والبحث عن التواقيع الحيوية المحتملة لحياة المريخ الماضية. بمجرد تأسيس مداره النهائي حول المريخ - 400 كم (248.5 ميل) من السطح - TGO ستكون في وضع مثالي لإجراء هذه الدراسات.
أصدرت وكالة الفضاء الأوروبية أيضًا رسمًا بيانيًا (كما هو موضح أعلاه) يوضح المدارات المتتالية TGO جعلت منذ أن بدأت الكبح الجوي - وسوف تستمر في صنع حتى مارس 2018. في حين تشير النقطة الحمراء إلى المدار (والخط الأزرق مداره الحالي) ، تظهر الخطوط الرمادية انخفاضات متتالية في TGO المداري. تشير الخطوط الجريئة إلى انخفاض قدره ساعة واحدة بينما تشير الخطوط الرفيعة إلى انخفاض قدره 30 دقيقة.
بشكل أساسي ، تتكون المناورة الهوائية من المركبة الفضائية التي تمر في الغلاف الجوي العلوي للمريخ وتعتمد على صفائفها الشمسية لتوليد كميات صغيرة من السحب. بمرور الوقت ، تؤدي هذه العملية إلى إبطاء المركبة وتقليل مدارها تدريجيًا حول المريخ. كما نشر Armelle Hubault مؤخرًا في مدونة علوم الصواريخ التابعة لوكالة الفضاء الأوروبية:
"بدأنا في أكبر مدار بمدافع (أبعد مسافة عن المريخ خلال كل مدار) يبلغ 33200 كيلومتر ومدار 24 ساعة في مارس 2017 ، ولكن كان علينا التوقف مؤقتًا في الصيف الماضي بسبب تزامن المريخ معًا. لقد استأنفنا عملية الكبح الجوي في أغسطس 2017 ، ونحن في طريقنا للانتهاء في مدار العلوم النهائي في منتصف مارس 2018. واعتبارًا من اليوم ، 30 يناير 2018 ، قمنا بإبطاء ExoMars TGO بمقدار 781.5 م / ث. للمقارنة ، هذه السرعة أكثر من ضعف سرعة الطائرة النموذجية لمسافات طويلة. "
في وقت سابق من هذا الأسبوع ، مر المسبار من خلال النقطة التي جعلها أقرب نهج للسطح في مداره (ممر المركز ، الذي يمثله الخط الأحمر). خلال هذا النهج ، غطت المركبة جيدًا في الغلاف الجوي العلوي للمريخ ، مما أدى إلى جر الطائرة وتباطؤها أكثر. في مداره الإهليلجي الحالي ، يصل الحد الأقصى للمسافة إلى 2700 كم (1677 ميل) من المريخ (إنه مركز الزلزال).
على الرغم من كونها ممارسة قديمة منذ عقود ، إلا أن الكبح الجوي لا يزال يمثل تحديًا تقنيًا كبيرًا لفرق المهام. في كل مرة تمر فيها مركبة فضائية عبر الغلاف الجوي لكوكب ما ، يحتاج مراقبو الطيران إلى التأكد من أن اتجاهها صحيح تمامًا من أجل إبطاء وضمان بقاء المركبة مستقرة. إذا كانت حساباتهم متوقفة قليلاً ، فقد تبدأ المركبة الفضائية في الخروج عن نطاق السيطرة وانحرافها عن المسار. كما أوضح هوبو:
"علينا تعديل ارتفاع المركز بشكل منتظم ، لأنه من ناحية ، يختلف الغلاف الجوي للمريخ من حيث الكثافة (لذلك نفرط في بعض الأحيان وأحيانًا نخفض الفرامل) ومن ناحية أخرى ، فإن جاذبية المريخ ليست هي نفسها في كل مكان (لذلك في بعض الأحيان يسحبنا الكوكب إلى أسفل وأحيانًا ننجرف قليلاً). نحاول البقاء على ارتفاع حوالي 110 كم للحصول على أفضل تأثير كبح. لإبقاء المركبة الفضائية على المسار الصحيح ، نقوم بتحميل مجموعة جديدة من الأوامر كل يوم - لذا بالنسبة لنا ، بالنسبة إلى ديناميكيات الطيران وفرق المحطة الأرضية ، فإن هذا وقت صعب للغاية! "
تتمثل الخطوة التالية لفريق التحكم في الطيران في استخدام دفعات المركبة الفضائية لمناورة المركبة الفضائية إلى مدارها النهائي (ممثلة بالخط الأخضر في الرسم البياني). عند هذه النقطة ، ستكون المركبة الفضائية في مدارها النهائي لترحيل بيانات العلم والعمليات ، حيث ستكون في مدار دائري تقريبًا على بعد 400 كم (248.5 ميل) من سطح المريخ. كما كتب Hubault ، فإن عملية جلب TGO إلى مداره النهائي لا تزال عملية صعبة.
"إن التحدي الرئيسي في الوقت الحالي هو أنه نظرًا لأننا لا نعرف مقدمًا أبدًا مقدار تباطؤ المركبة الفضائية خلال كل ممر مركزي ، فإننا أيضًا لا نعرف أبدًا متى ستعيد الاتصال بمحطاتنا الأرضية بعد الإشارة إلى قالت "الأرض". "نحن نعمل مع" نافذة "مدتها 20 دقيقة لاكتساب الإشارة (AOS) ، عندما تلتقط المحطة الأرضية إشارة TGO لأول مرة خلال أي رؤية لمحطة معينة ، بينما عادة ما يكون لدينا وقت AOS مبرمج مسبقًا للمهام بين الكواكب."
مع اختصار الفترة المدارية للمركبة الفضائية الآن إلى أقل من 3 ساعات ، يجب على فريق التحكم في الرحلة أن يمر بهذا التمرين 8 مرات في اليوم الآن. بمجرد أن يصل TGO إلى مداره النهائي (بحلول مارس 2018) ، سيظل المدار هناك حتى عام 2022 ، ليكون بمثابة قمر صناعي لترحيل الاتصالات السلكية واللاسلكية للبعثات المستقبلية. تتمثل إحدى مهامها في ترحيل البيانات من وكالة الفضاء الأوروبية ExoMars 2020 المهمة ، والتي ستتألف من مركبة روفر أوروبية ومنصة سطح روسية يتم نشرها على سطح المريخ في ربيع عام 2021.
جنبا إلى جنب مع وكالة ناسا مارس 2020 روفر ، سيكون هذا الزوج روفر / لاندر هو الأحدث في سلسلة طويلة من المهام الروبوتية التي تتطلع إلى فتح أسرار المريخ الماضية. بالإضافة إلى ذلك ، ستقوم هذه البعثات بإجراء تحقيقات حاسمة ستمهد الطريق لمهام عودة العينة في نهاية المطاف إلى الأرض ، ناهيك عن طاقم الطائرة إلى السطح!
