signature Gas Orbiter Marsin kaasukehästä

vuoden 2016 ExoMars Trace Gas Orbiter on ensimmäinen Mars-lentojen sarjassa, jonka kaksi avaruusjärjestöä, ESA ja Roscosmos, tekevät yhdessä. Tämän tehtävän keskeisenä tavoitteena on ymmärtää paremmin metaania ja muita ilmakehän kaasuja, joita esiintyy pieninä pitoisuuksina (alle 1% ilmakehästä), mutta jotka voivat kuitenkin olla todisteita mahdollisesta biologisesta tai geologisesta toiminnasta.

Schiaparelli erottautuu Hiukkaskaasun Orbiterista. Luotto: ESA / ATG medialab

tutkimukset observatorioilla avaruudessa ja maassa ovat osoittaneet, että Marsin kaasukehässä on pieniä määriä metaania, jonka on osoitettu vaihtelevan sijainnin ja ajan mukaan. Koska metaani on geologisella aikajänteellä lyhytikäinen, sen esiintyminen viittaa aktiivisen, nykyisen metaanilähteen olemassaoloon. Vielä ei ole selvää, onko tuo lähde luonteeltaan biologinen vai kemiallinen. Maan eliöt vapauttavat metaania sulattaessaan ravinteita. Kuitenkin myös muut puhtaasti geologiset prosessit, kuten tiettyjen mineraalien hapettuminen, vapauttavat metaania.

Trace Gas Orbiter kantaa tieteellistä hyötykuormaa, jolla voidaan vastata tähän tieteelliseen kysymykseen eli Marsin kaasukehässä olevien jäämäkaasujen havaitsemiseen ja karakterisointiin. Noin 400 km: n korkeudessa sijaitsevalta tieteen kiertoradalta Trace Gas Orbiter-aluksella olevat instrumentit ovat käytössä havaitsemaan monenlaisia ilmakehän jäämäkaasuja (kuten metaania, vesihöyryä, typen oksideja, asetyleeniä), joiden tarkkuus on kolme suuruusluokkaa aiempiin mittauksiin verrattuna.

Trace Gas Orbiter seuraa ilmakehän koostumuksen ja lämpötilan vuodenaikamuutoksia luodakseen ja tarkentaakseen yksityiskohtaisia ilmakehän malleja. Sen mittalaitteet myös kartoittavat maanalaisen vedyn metrin syvyyteen, mikä parantaa spatiaalista erottelukykyä aiempiin mittauksiin verrattuna. Tämä voisi paljastaa aivan pinnan alla piileviä vesijääesiintymiä, jotka yhdessä jäämäkaasujen lähteiksi tunnistettujen paikkojen kanssa voisivat vaikuttaa tulevien lentojen laskeutumispaikkojen valintaan.

Communicating on Mars

high-gain-antennin Käyttöönottotesti. Luotto: ESA-B. Bethge

Trace Gas Orbiter kuljetti Schiaparelli-nimellä tunnetun Entry, Descent and landing demonstrator-moduulin (EDM) matkallaan maasta kohti Marsia ja lähestyessään planeettaa se lähetti sen Marsin kaasukehään saapumiseen matkalla laskeutumaan planeetan pinnalle. Käyttöönoton jälkeen Orbiter tarkkaili UHF-lähetystä Schiaparellista sen kieppumisesta Marsiin aina laskeutumiseensa punaiselle planeetalle saakka. Se helpotti myös Schiaparellin mittaaman tärkeimmän datan reaaliaikaista lähettämistä maahan.

tieteelliset tutkimukset ovat etusijalla, kunnes ExoMars-ohjelman toinen tehtävä alkaa, kun ExoMars-Mönkijä Rosalind Franklin saapuu vuonna 2023. Siinä vaiheessa Orbiterista tulee arvokas Marsin tietoliikenneomaisuus, joka tarjoaa viestintäpalveluja Marsin pinnalla operoivalle mönkijälle. Orbiter toimii datarelikeskuksena, jossa lähetetään komentoja kulkijalle ja Ladataan dataa maahan ESA: n avaruusviestintäverkon kautta.

ExoMars Trace Gas Orbiter-suunnittelu

Jälkikaasu ESAn suunnittelema Orbiter-avaruusalus perustuu exomarsin aiemmista tehtäväskenaarioista kertyneeseen perintöön. Orbiterin tärkeimmät ominaisuudet määräytyvät sen suorittamien toimintojen ja kantoraketin, Roscosmosin toimittaman Proton-kantoraketin perusteella.