ExoMars Trace Gas Orbiter sur Mars. TGO sera lancé en 2016 avec Schiaparelli, l'entrée, module de démonstration de descente et d'atterrissage. Il recherchera des preuves de méthane et d'autres gaz atmosphériques qui pourraient être des signatures de processus biologiques ou géologiques actifs sur Mars. TGO servira également de relais de communication pour le rover et la plateforme scientifique de surface qui sera lancé en 2018. Crédit :ESA–D. Ducros
Le 15 juin, l'orbiteur ESA-Roscosmos ExoMars Trace Gas Orbiter (TGO) suivra un chemin différent. Une « manœuvre de changement d'inclinaison » mettra le vaisseau spatial sur une orbite modifiée, lui permettant de capter des signaux d'état cruciaux du rover ExoMars, Rosalinde Franklin, doit atterrir sur la planète rouge en 2021.
Après avoir effectué une série de manœuvres complexes en 2017, ExoMars TGO est désormais en orbite autour de la planète rouge toutes les deux heures, collecter des données scientifiques à partir du rover et de l'atterrisseur de la NASA, et le relayer sur Terre. À la fois, l'orbiteur recueille ses propres données sur l'atmosphère de la planète, l'abondance de l'eau et la surface étrangère.
Plus d'un an avant que Rosalind ne décolle de la surface de la Terre, les experts en dynamique de vol du centre de contrôle de mission ESOC de l'ESA ont formulé un plan à long terme pour garantir qu'ExoMars TGO puisse communiquer avec le nouveau rover et la nouvelle plate-forme de surface de l'ESA, contenu dans l'entrée, module de descente et d'atterrissage.
De légers changements à l'orbite d'un vaisseau spatial ont un effet important au fil du temps, ainsi, alors que les manœuvres à venir ne modifieront que légèrement la vitesse de TGO, il sera en bonne position pour communiquer avec le rover alors entrant d'ici 2021.
Mouvement naturel de TGO
Le champ de gravité inégal de Mars signifie que l'orbite de TGO « erre, " donc il tourne progressivement autour de Mars au fil du temps. Comme illustré dans cette image, le vaisseau spatial suit d'abord le chemin noir, puis le vert, puis le rouge jusqu'à ce qu'il effectue une rotation complète autour de la planète tous les quatre mois et demi.
Le champ de gravité inégal de Mars signifie que l'orbite de TGO erre, l'amenant à tourner progressivement autour de Mars au fil du temps. Crédit :Agence spatiale européenne
Pour rester en contact avec le module de descente lors de son entrée dans l'atmosphère martienne, descend, et atterrit à sa surface, L'orientation de TGO doit changer.
Trois manœuvres au mois de juin vont altérer la vitesse de TGO, deux fois de 30,9 mètres par seconde et un petit changement final de 1,5 mètre par seconde, le rapprochant légèrement des pôles martiens.
Enclin à voler
Grâce à ces manœuvres, Le chemin de TGO ressemblera davantage au deuxième graphique montré ici, illustrant des "instantanés dans le temps" lors de la descente en 2021 du nouveau rover.
La ligne verte représente la trajectoire d'approche d'atterrissage de Rosalind Franklin.
La ligne verte représente la trajectoire d'approche d'atterrissage de Rosalind Franklin. La ligne noire montre l'orbite TGO avec son orientation optimisée, deux ans après les manœuvres à venir. Le chemin rouge montre l'orbite d'origine de TGO. Crédit :Agence spatiale européenne
La ligne noire montre l'orbite TGO avec son orientation optimisée, deux ans après les manœuvres à venir.
Le chemin rouge montre l'orbite d'origine de TGO.
En phase avec Rosalind Franklin
Une fois que TGO est mis en orbite avec son nouveau, orientation optimisée autour de Mars, les équipes au sol doivent également s'assurer qu'il sera du bon côté de la planète lorsque le rover arrivera - en phase" avec Rosalind Franklin.
En février 2021, une petite manœuvre sera effectuée pour s'assurer que TGO est au bon endroit au bon moment pour l'arrivée de l'atterrisseur.
Une fois que TGO est mis en orbite avec le nouveau, orientation optimisée autour de Mars, il doit également être du bon côté de la planète lorsque le rover arrive – «en phase» avec Rosalind Franklin. La ligne noire représente l'orbite de TGO autour de Mars au moment où Rosalind Franklin commence sa descente, lui-même représenté par la ligne verte. Les points bleus le long des orbites de TGO et Rosalind Franklin sont reliés par des lignes horizontales, illustrant les positions relatives des deux engins spatiaux à des intervalles de temps différents, et comment ils sont capables de se « voir » à chaque instant, assurant ainsi que le contact radio peut être maintenu. Crédit :Agence spatiale européenne
Le résultat de toutes ces manœuvres combinées est visible dans le troisième graphique.
La ligne noire représente l'orbite de TGO autour de Mars au moment où Rosalind Franklin commence à descendre, indiqué par la ligne verte.
Les points bleus le long des orbites des deux engins spatiaux sont reliés par des lignes horizontales, illustrant leurs positions relatives à différents intervalles de temps, et comment ils sont capables de se "voir" à chaque instant, assurant ainsi que le contact radio peut être maintenu.
Non phasé
Si les équipes de contrôle de mission laissaient ExoMars TGO sur son orbite actuelle, sans effectuer de manœuvres, Mars elle-même se placerait plus tard entre le vaisseau spatial en orbite et le nouvel explorateur de Mars.
Dans ce graphique final, la ligne rouge illustre l'orbite non phasée de TGO, et encore une fois, la ligne verte montre le chemin d'entrée de Rosalind Franklin. Les points bleus représentent des moments dans le temps pour chaque vaisseau spatial et encore une fois, les lignes révèlent comment Mars elle-même bloquerait leur vue les uns des autres. Sans phaser l'orbiteur avec le rover Mars, les deux engins resteront invisibles l'un à l'autre au moment crucial où le rover descendra à la surface. Crédit :Agence spatiale européenne
Dans ce graphique final, la ligne rouge illustre l'orbite non phasée de TGO, et encore une fois, la ligne verte montre le chemin d'entrée de Rosalind Franklin et les points bleus représentent des moments dans le temps pour chaque vaisseau spatial.
Les lignes entre les points révèlent comment, dans ce scénario, Mars bloquerait leur vue les uns des autres.
Sans phaser l'orbiteur avec le rover Mars, les deux engins resteront invisibles l'un à l'autre au moment crucial où le rover descendra à la surface.
Non seulement la prévoyance et la planification à long terme des experts de mission garantissent le maintien de la communication entre deux des missions martiennes les plus importantes de l'ESA, cela permet d'économiser du carburant, dont une quantité énorme serait nécessaire pour placer TGO dans la bonne position dans les semaines, voire les mois avant l'arrivée du rover ExoMars.
