2016 년 3 월 유럽 우주국 (ESA)은 엑소 마르 우주로 (화성에 대한 생물학) 임무. ESA와 Roscosmos가 공동으로 진행 한이 두 부분의 미션은 추적 가스 궤도 (TGO)와 시아파 렐리 착륙선은 2016 년 10 월에 화성 주위를 도는 궤도에 도착했습니다. 시아파 렐리 착륙을 시도하면서 추락 TGO 몇 가지 인상적인 업적을 달성했습니다.
예를 들어, 2017 년 3 월, 궤도 선은 일련의 에어로 브레이크 기동을 시작하여 궤도를 낮추어 화성의 얇은 대기권으로 들어가서 속도를 늦추기 시작했습니다. 우주선 운영 엔지니어 Armelle Hubault에 따르면 TGO 비행 제어 팀인 ExoMars 사명은 엄청난 발전을 이루었고 붉은 행성 주위에서 최종 궤도를 세우는 길에 있습니다.
TGO 임무는 화성 표면을 연구하고, 표면 아래에 물과 화학 물질의 분포를 특성화하고, 행성의 지질 학적 진화를 연구하고, 미래의 착륙 지점을 식별하고, 과거 화성 생명체의 가능한 생체 특징을 검색하는 것이 었습니다. 지표면에서 400km (248.5 마일) 떨어진 화성 주위에서 최종 궤도를 세운 후 – TGO 이러한 연구를 수행하기에 이상적인 위치에있을 것입니다.
ESA는 또한 연속 궤도를 보여주는 그래픽 (위 그림 참조)을 출시했습니다. TGO 빨간색 점은 궤도 선 (및 파란색 선은 현재 궤도)을 나타내는 반면 회색 선은 에어로 브레이킹이 시작된 이후로 만들어졌으며 2018 년 3 월까지 계속 될 것입니다. TGO 궤도 기간. 굵은 선은 1 시간 감소를 나타내고가는 선은 30 분 감소를 나타냅니다.
본질적으로, 하나의 에어로 브레이크 작전은 화성의 상부 대기로 통과하는 궤도를 구성하고 태양계에 의존하여 적은 양의 항력을 생성합니다. 시간이 지남에 따라이 과정은 우주선의 속도를 늦추고 점차 화성 주위의 궤도를 낮 춥니 다. Armelle Hubault는 최근 ESA의 로켓 과학 블로그에 다음과 같이 게시했습니다.
“우리는 apocentre (각 궤도에서 화성에서 가장 먼 거리)가 33200km이고 2017 년 3 월에 24 시간의 궤도로 가장 큰 궤도를 시작했지만 지난 여름에 화성이 연결되어 정지했습니다. 2017 년 8 월에 에어로 브레이킹을 시작했으며 2018 년 3 월 중순에 최종 과학 궤도에서 마무리 될 예정입니다. 2018 년 1 월 30 일 현재, ExoMars TGO는 781.5m / s로 느려졌습니다. 비교하자면이 속도는 일반적인 장거리 제트기의 속도보다 두 배 이상 빠릅니다.”
이번 주 초, 궤도 선은 궤도 표면 (빨간 선으로 표시되는 주변 중심 통로)에 가장 근접한 지점을 통과했습니다. 이 접근 방식에서이 기술은 화성의 최고 대기권에 잘 스며 들어 비행기를 끌고 속도를 늦췄습니다. 현재의 타원형 궤도에서, 그것은 화성 (그것은 apocenter)에서 2700km (1677 마일)의 최대 거리에 도달합니다.
수십 년 전의 연습에도 불구하고, 에어로 브레이킹은 미션 팀에게 중요한 기술적 과제로 남아 있습니다. 우주선이 행성 대기를 통과 할 때마다 비행 컨트롤러는 속도를 늦추고 우주선이 안정적으로 유지되도록 방향이 올바른지 확인해야합니다. 그들의 계산이 조금이라도 벗어나면 우주선이 통제 불능 상태에서 회전하기 시작합니다. Hubault는 다음과 같이 설명했습니다.
“한편으로 화성의 대기는 밀도가 다르기 때문에 (때로는 더 많이 제동하고 때로는 더 적게 제동하기 때문에) 주변의 높이를 규칙적으로 조정해야합니다. 반면에 화성의 중력은 모든 곳에서 동일하지 않기 때문에 (때로는 지구는 우리를 끌어 당기고 때로는 우리는 조금 드리프트합니다). 최적의 제동 효과를 위해 고도 약 110km를 유지하려고합니다. 우주선의 궤도를 유지하기 위해 우리는 매일 새로운 명령 세트를 업로드합니다. 따라서 우리에게 비행 역학과 지상국 팀을 위해 매우 힘든 시간입니다!”
비행 제어 팀의 다음 단계는 우주선의 추진기를 사용하여 우주선을 최종 궤도 (도면의 녹색 선으로 표시)로 조종하는 것입니다. 이 시점에서 우주선은 화성 표면에서 약 400km (248.5 마일) 떨어진 대략 원형 궤도에있는 최종 과학 및 운영 데이터 중계 궤도에있을 것이다. Hubault가 작성한 것처럼 TGO를 최종 궤도로 가져 오는 과정은 여전히 어려운 과제입니다.
“현재 가장 큰 과제는 각 주변 구간에서 우주선이 얼마나 느려질 지 미리 알지 못하기 때문에 다시 향한 후 지상국과의 연락이 언제 다시 이루어질 지 정확히 알 수 없다는 것입니다. 그녀는 말했다. "우리는 지상 관측소가 주어진 관측소 가시성 중 TGO의 신호를 처음 포착 할 때 신호 획득 (AOS)을 얻기 위해 20 분의 '창'과 협력하고 있으며, 일반적으로 행성 간 임무를 위해서는 미리 AOS 시간이 확정되어 있습니다."
우주선의 궤도주기가 3 시간 미만으로 단축되면서 비행 제어 팀은 하루에 8 번이 연습을 수행해야합니다. TGO가 최종 궤도에 도달하면 (2018 년 3 월까지) 궤도는 2022 년까지 유지되어 향후 임무를위한 통신 중계 위성 역할을합니다. 그 임무 중 하나는 ESA의 데이터를 전달하는 것입니다 엑소 마르스 2020 이 임무는 유럽 로버와 2021 년 봄 화성 표면에 배치 된 러시아 표면 플랫폼으로 구성됩니다.
NASA와 함께 화성 2020 로버,이 로버 / 랜더 페어는 과거의 화성 비밀을 잠금 해제하고자하는 로봇 미션의 최신 라인입니다. 또한이 임무는 표면에 승무원을 언급하지 않고 지구로 최종 샘플 반환 임무를 수행 할 수있는 중요한 조사를 수행 할 것입니다!
