ExoMars готовится для аэроторможения

0
6

После безупречного прибытия орбитального аппарата к Марсу диспетчера полета теперь готовят его к завершающему этапу перед началом научной миссии: спуску в атмосферу, что позволит достигнуть ему рабочей орбиты.

ExoMars готовится для аэроторможения

Основная цель Trace Gas Orbiter – во время многолетнего полета изучить крошечные примеси метана и других газов в атмосфере, что может послужить основанием для подтверждения биологической или геологической активности на планете.

После перелета с Земли, орбитальный аппарат запустил маршевый двигатель 19 октября, что позволило его затормозить для захвата гравитацией планеты. Далее он закрепился на высокоэллиптической орбите с параметрами 250 — 98000 км, завершая ее раз в четыре земных дня.

Научный этап, а также использование аппарата в качестве ретранслятора данных с вездеходов на поверхности, требует понижения его орбиты до круговой – 400-километров – на которой на один виток потребуется почти два часа.

Чтобы добраться до этой позиции будет применен маневр «аэроторможения», когда аппарат войдет в тонкие верхние слои атмосферы для незначительного снижения скорости, чтобы постепенно опуститься вниз.

На протяжении одного витка величина торможения будет очень малой, но после 13 месяцев, время проведения маневра, этого будет достаточно, чтобы достигнуть запланированной 400-километровой высоты. Более того, двигатель планируется запустить всего несколько раз, что позволит существенно сэкономить на топливе.

Во время аэроторможения ESA будет тщательно контролировать аппарат на каждой орбите, что позволит избежать слишком большого разогрева корпуса во время трения об атмосферу или избыточного давления. На каждом витке величина торможения изменится из-за пылевых бурь и солнечной активности. Это означает, что ESA должно будет контролировать орбиту постоянно, чтобы аппарат не оказался слишком низко или опускался слишком быстро.

Аэроторможения начнется 15 марта, когда Марс удалится на 300 млн км от Земли, и продлится до начала 2018 года.

ESA сейчас интенсивно работает над подготовкой судна, разрабатывает план полета и проверяет исправность наземных систем. Уже 19 января будет изменен угол наклона орбиты по отношению к экватору Марса до 74 градусов. Затем планируется уменьшить апоцентр с помощью двигателей перед началом аэроторможения и достигнуть после 9 февраля орбиты 200 x 33475 км.

ESA имеет небольшой опыт по проведению подобных маневров – впервые использовалось что-то подобное на аппарате «Венера-Экспресс» в конце полета, как демонстрация возможностей сделать это. Nasa также использовала аэроторможение для вывода Mars Reconnaissance Orbiter на более низкую орбиту.

По существу это впервые, когда ESA применит аэроторможение, чтобы достигнуть эксплуатационной орбиты, поэтому неудивительно, что продлится оно продолжительное время и таким образом позволит избежать любых непредвиденных обстоятельств.

Маневр начнется 15 марта, когда произойдет семь включений двигателя, одно каждые три дня, что постепенно понизит высоту аппарата в апоцентре до 114 км. Именно в этот момент атмосфера начнет оказывать сопротивление и постепенно замедлит его. Если все пойдет, как планируется, потребуется очень немного топлива до завершения маневра, далее последует несколько включений двигателя и зонд окажется на рабочей орбите.

Сейчас космический аппарат функционирует превосходно. Ему, 30 ноября, обновили ПО системы управления. До настоящего времени он только однажды входил в «безопасный режим», вызванный некорректной управляющей командой во время предварительного тестирования маршевого двигателя. Тогда дефектная конфигурация была быстро идентифицирована и исправлена.