İz Gaz Orbiter - Trace Gas Orbiter
 Sanatçının ExoMars 2016 çizimi
| |||||||||||
| Görev türü | Mars yörünge aracı | ||||||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Şebeke | ESA · Roscosmos | ||||||||||
| COSPAR kimliği | 2016-017A | ||||||||||
| SATCAT numarası | 41388 | ||||||||||
| İnternet sitesi | http://exploration.esa.int/jump.cfm?oid=46475 | ||||||||||
| Görev süresi | Planlanan: 7 yıl Geçen: 5 yıl, 6 ay, 26 gün |
||||||||||
| uzay aracı özellikleri | |||||||||||
| Üretici firma | Thales Alenia Uzay | ||||||||||
| kitle başlatmak | 3.755 kg (8,278 lb) | ||||||||||
| Yük kütlesi | Aletler: 113,8 kg (251 lb) Schiaparelli : 577 kg (1.272 lb) |
||||||||||
| Boyutlar | 3,2 × 2 × 2 m (10,5 × 6,6 × 6,6 ft) | ||||||||||
| Güç | ~2000W | ||||||||||
| Görevin başlangıcı | |||||||||||
| Lansman tarihi | 14 Mart 2016, 09:31 UTC | ||||||||||
| Roket | Proton-M / Briz-M | ||||||||||
| Siteyi başlat | Baykonur 200/39 | ||||||||||
| Müteahhit | Kruniçev | ||||||||||
| yörünge parametreleri | |||||||||||
| Referans sistemi | Areosentrik | ||||||||||
| rejim | dairesel | ||||||||||
| eksantriklik | 0 | ||||||||||
| Periareion yüksekliği | 400 km (250 mil) | ||||||||||
| Apoareion yüksekliği | 400 km (250 mil) | ||||||||||
| Eğim | 74 derece | ||||||||||
| Dönem | 2 saat | ||||||||||
| çağ | planlı | ||||||||||
| Mars yörünge aracı | |||||||||||
| yörünge yerleştirme | 19 Ekim 2016, 15:24 UTC | ||||||||||
| Transponderler | |||||||||||
| Grup |
X bandı UHF bandı |
||||||||||
| Sıklık | 390–450 MHz | ||||||||||
| TWTA gücü | 65W | ||||||||||
| |||||||||||
 Trace Gas Orbiter (solda) ve Schiaparelli'yi (sağda) içeren ExoMars 2016 lansmanı için ESA görev nişanı .
ExoMars programı
| |||||||||||
ExoMars İz Gaz Orbiter ( TGO veya ExoMars Orbiter ) arasında bir işbirliği projesi Avrupa Uzay Ajansı (ESA) ve Rus Roscosmos bir gönderen acente atmosfer araştırması orbiter ve Schiaparelli için gösteri Aracına Mars Avrupa tarafından yönlendirilen bir parçası olarak 2016 yılında ExoMars programı.
Trace Gas Orbiter, Schiaparelli iniş aracını 16 Ekim 2016'da teslim etti ve paraşütün erken serbest bırakılması nedeniyle yüzeye düştü.
Mekik başladı aerobraking 98000 km (120 60890 mil) tarafından 200 ilk yörüngesine düşürmeye Mart 2017 yılında. Aerobraking, 20 Şubat 2018'de, son bir itici ateşlemesinin 200'e 1.050 km'lik (120'ye 650 mi) bir yörüngeyle sonuçlanmasıyla sonuçlandı. Birkaç günde bir ek itici ateşlemeleri, yörüngeyi 9 Nisan 2018'de elde edilen 400 km'lik (250 mi) dairesel bir "bilim" yörüngesine yükseltti.
Ana hedef, metanı daha iyi anlamaktır ( CH
4) ve olası biyolojik aktivite için kanıt olabilecek Mars atmosferinde bulunan diğer eser gazlar . Program, 2022'de Kazachok uzay aracı ve Rosalind Franklin gezgini ile devam edecek ve biyomoleküller ve biyo-imzalar arayacak ; TGO, ExoMars iniş aracı ve gezici için iletişim bağlantısı olarak çalışacak ve Dünya ile diğer Mars yüzey sondaları için iletişim sağlayacaktır.
Tarih
Uzay ve Dünya temelli gözlemevleri ile yapılan araştırmalar , Mars'ın atmosferinde yer ve zamana göre değişiklik gösteren az miktarda metan varlığını göstermiştir . Bu , Mars'ta mikrobiyal yaşamın varlığını veya volkanizma veya hidrotermal aktivite gibi jeokimyasal bir süreci gösterebilir .
Mars atmosferindeki metan kaynağını ayırt etme zorluğu, ESA ve NASA tarafından, oluşumunun biyolojik veya jeolojik kökenli olup olmadığını ve ayrıca aşağıdaki gibi ayrışma ürünlerini belirlemek için enstrümanlar taşıyacak birer yörünge aracının bağımsız olarak planlanmasına yol açtı. olarak formaldehid ve metanol .
kökenler
ExoMars Trace Gas Orbiter, ESA'nın Aurora programı ExoMars amiral gemisi ile NASA'nın 2013 ve 2016 Mars Science Orbiter (MSO) konseptlerinin bağlantı noktasından doğdu . Avrupa liderliğindeki ExoMars misyonunun bir parçası olarak 2016'da Mars'a yeni bir yörünge taşıyıcısı göndermek için NASA ve ESA içinde esnek bir işbirliği önerisi haline geldi. ExoMars tarafında, ESA 2005 yılında bir gezici ve mini istasyon için yaklaşık yarım milyar Euro'ya yetki verdi; sonunda bu, bir seyir aşaması yerine bir yörünge aracı tarafından teslim edilmeye dönüştü.
NASA ile işbirliği girişimi
NASA 'nın Mars Bilim Orbiter (MSO) aslen olarak 2008 yılında öngörülen oldu hepsi NASA geç 2013 lansmanı için amaçlayan çaba bir. NASA ve ESA yetkilileri, kaynakları ve teknik uzmanlığı bir araya getirmeyi ve yalnızca bir yörünge aracı fırlatmak için işbirliği yapmayı kabul etti. Mars Keşif Ortak Girişimi olarak adlandırılan anlaşma, Temmuz 2009'da imzalandı ve Avrupa ExoMars misyonunun teknik ve finansal ortamını önemli ölçüde değiştiren Soyuz roketi yerine bir Atlas roketatar kullanılması önerildi . Gezicinin başlangıçta TGO ile birlikte fırlatılması planlandığından, ileriye dönük bir anlaşma, gezicinin NASA'nın yörünge aracıyla Atlas fırlatma aracına sığacak kadar kilo vermesini gerektirecekti. Gezicinin kütlesini azaltmak yerine, görev iki Atlas V lansmanına bölünmüş bir çoklu uzay aracı programında diğer projelerle birleştirildiğinde neredeyse iki katına çıktı : ExoMars Trace Gas Orbiter (TGO) projeyle birleştirildi ve meteorolojik bir arazi aracı taşıyordu. 2016'da piyasaya sürülmesi planlandı. Avrupa yörünge aracı, orijinal olarak NASA'nın MSO'su için tasarlanmış birkaç araç taşıyacaktı, bu nedenle NASA, hedefleri küçülttü ve ESA'nın ExoMars Trace Gas Orbiter'ına dahil edilmeleri için atmosferik iz gazları algılama araçlarına odaklandı.
Başkan Barack Obama'nın 13 Şubat 2012'de yayınladığı 2013 mali yılı bütçesi kapsamında NASA, James Webb Uzay Teleskobu'nun maliyet aşımlarını ödemek için bütçe kesintileri nedeniyle ExoMars'a katılımını sonlandırdı . NASA'nın bu proje için sağladığı fon iptal edildiğinde, ExoMars'ın planlarının çoğunun yeniden yapılandırılması gerekti.
Rusya ile işbirliği
15 Mart 2012'de, ESA'nın yönetici konseyi , 2020'ye iki ağır kaldırma Proton fırlatma aracı ve ek bir giriş, iniş ve iniş sistemi eklemeyi planlayan Rus uzay ajansı Roscosmos ile ortaklaşa ExoMars programına devam edeceğini duyurdu. gezici görev.
Roscosmos ile yapılan işbirliği teklifi kapsamında, ExoMars görevi iki bölüme ayrıldı: Mart 2016'da TGO ve ESA tarafından Schiaparelli adlı 2,4 m (7 ft 10 inç) çapında bir sabit iniş aracını içeren yörünge/iniş aracı görevi ve Rosalind 2020'deki Franklin gezici görevi (2022'ye ertelendi). Her iki görev de bir Proton-M roketi kullanıyor.
Başlatmak
Trace Gas Orbiter ve iniş modülü Schiaparelli testi tamamladı ve Ocak 2016'nın ortalarında Kazakistan'daki Baikonur Cosmodrome'da bir Proton roketine entegre edildi . Fırlatma 14 Mart 2016'da UTC 09 :31'de gerçekleşti. Takip eden 10 olayda dört roket yanması meydana geldi. iniş modülü ve yörünge aracı serbest bırakılmadan saatler önce. O gün 21:29 UTC'de uzay aracından bir sinyal alındı ve fırlatmanın başarılı olduğunu ve uzay aracının düzgün çalıştığını doğruladı.
Sondalardan ayrıldıktan kısa bir süre sonra, bir Brezilya yer teleskobu, Briz-M üst güçlendirici aşamasının yakınında küçük nesneler kaydetti ve bu, Briz-M aşamasının yörüngeye veya inişe zarar vermeden birkaç kilometre uzakta patladığını düşündürdü. Moskova'daki gazetecilere brifing veren Roscosmos'un başkanı herhangi bir anormalliği yalanladı ve tüm fırlatma verilerini incelemeye açık hale getirdi.
Durum
Schiaparelli (5.8 km / s 13,000 mil) Lander Mars geldi ve 21,000 km / saat atmosfer giren üç gün önce, Ekim 2016, 16 TGO uzay aracı ayrılmaktadır. Schiaparelli , yüzeye 540 km/sa (340 mph) hızla çarpmadan önce, iniş girişimi sırasında yaklaşık 600 megabayt telemetri iletti.
TGO, 19 Ekim 2016'da Mars yörüngesine enjekte edildi ve yörünge hızını 3.600 km/sa (2.200 mph) ve yörüngesini ilk 98.000'den 200 km'ye (60.890) azaltarak 11 ay aerobraking (Mart 2017 - Şubat 2018) geçirdi. 120 mil) ile 1.050 x 200 km (650 x 120 mil) arasında. Nisan ortasına kadar ek itici ateşlemeleri, uzay aracının yörüngesini 400 km'ye (250 mil) kadar dairesel hale getirdi ve 21 Nisan 2018'de tam bilim faaliyetleri başladı.
Özellikler
- Boyutlar
- Merkezi otobüs 3,2 m × 2 m × 2 m (10,5 ft × 6,6 ft × 6,6 ft) boyutlarındadır.
- tahrik
- Mars yörüngesine yerleştirme ve manevralar için kullanılan 424 N (95 lbf ) çift yakıtlı ana motor
- Güç
- 17,5 m (57 ft) uçtan uca uzanan ve bir eksende dönebilen 20 m 2 (220 sq ft) güneş enerjisi dizileri ; Mars'ta yaklaşık 2.000 W güç üretiyor
- Piller
- Ana görev boyunca tutulmalar sırasında güç sağlamak için yaklaşık 5100 watt saat toplam kapasiteye sahip 2 lityum iyon pil modülü
- İletişim
- 2,2 m (7 ft 3 inç) X bant yüksek kazançlı anten , iki eksenli işaretleme mekanizması ve Dünya ile iletişim kurmak için 65 W RF yürüyen dalga tüp amplifikatörü
- Mars'taki uzay aracıyla iletişim kurmak için tek bir sarmal antene sahip iki Electra UHF bant alıcı-vericisi
- Termal kontrol
- Bilim yükünü içeren üç yüzün soğuk kalmasını sağlamak için uzay aracı sapma ekseni kontrolü
- Yığın
- 3.755 kg (8,278 lb), yörünge aracının ıslak kütlesi
- 4.332 kg (9.550 lb), yörünge aracının ıslak kütlesi artı Schiaparelli iniş aracı
- yük
- 113.8 kg (251 lb) bilim aletleri
Bilim
TGO, ExoMars Schiaparelli gösteri iniş aracından ayrıldı ve inişten sonra 8 Mars güneş günü (sol) boyunca ona telekomünikasyon rölesi sağlayacaktı . Sonra TGO kademeli olarak hastaya aerobraking bilim gözlemleri için daha dairesel yörüngeye yedi ay ve sağlayacak iletişim röle için Rosalind Franklin rover 2022 yılında açılacak ve gelecek için bir röle uydu de yayınlanmaya devam eder misyonları indi.
FREND cihazı şu anda Mars yüzeyinin altında maksimum 1 m (3 ft 3 inç) derinliğe kadar hidrojen seviyelerini haritalamaktadır. Hidrojenin bulunduğu yerler , gelecekteki mürettebatlı görevler için faydalı olabilecek su buzu birikintilerini gösterebilir.
Özellikle, görev, geniş bir atmosferik iz gaz listesi için mekansal, zamansal varyasyonu ve kaynakların lokalizasyonunu karakterize etme sürecindedir . Eğer metan ( CH
4) propan varlığında bulunur ( C
3H
8) veya etan ( C
2H
6), bu biyolojik süreçlerin dahil olduğuna dair güçlü bir gösterge olacaktır. Ancak, kükürt dioksit gibi gazların varlığında metan bulunursa ( SO
2), bu, metanın jeolojik süreçlerin bir yan ürünü olduğunun bir göstergesi olacaktır.
- Tespit etme
Metan kaynağının doğası , iş başındaki potansiyel biyokimyasal ve jeokimyasal süreçleri karakterize etmek için bir dizi eser gazın ölçülmesini gerektirir. Orbiter, (en azından) aşağıdaki moleküllere ve bunların izotopomerlerine karşı çok yüksek duyarlılığa sahiptir :
su ( H
2O ), hidroperoksil ( H O
2), nitrojen dioksit ( HAYIR
2), azot oksit ( N
2O ), metan ( CH
4), asetilen ( C
2H
2), etilen ( C
2H
4), etan ( C
2H
6), formaldehit ( H
2CO ), hidrojen siyanür ( HCN ), hidrojen sülfür ( H
2S ), karbonil sülfür ( OCS ), kükürt dioksit ( SO
2), hidrojen klorür ( HCl ), karbon monoksit ( CO ) ve ozon ( O
3). Algılama hassasiyetleri trilyonda 100 parça seviyelerindedir, saniyede birkaç spektrumda alınabilen spektrumların ortalaması alınarak trilyonda 10 parçaya veya daha iyisine yükseltilir.
- karakterizasyon
- Mekansal ve zamansal değişkenlik: Bölgesel kaynakları ve mevsimsel değişiklikleri belirlemek için bir Mars yılında birden çok kez enlem-boylam kapsamı (büyük olduğu bildirildi, ancak Mars gaz fazı fotokimyasının mevcut anlayışıyla hala tartışmalı)
- Sıcaklık, toz ve buz aerosollerinin çevresel parametreleriyle konsantrasyon gözlemlerinin korelasyonu (heterojen kimya için potansiyel alanlar)
- yerelleştirme
- Çoklu izleyicilerin haritalanması (örneğin, aerosoller , su buharı , CO , CH
4) farklı fotokimyasal ömürleri ve korelasyonları ile model simülasyonlarını kısıtlamaya yardımcı olur ve kaynak/lavabo bölgelerine işaret eder - Kaynakları lokalize etmek için gereken uzaysal çözünürlüğü elde etmek için, moleküllerin milyarda bir konsantrasyonlarda izlenmesi gerekebilir.
Enstrümanlar
Gibi Mars Reconnaissance Orbiter , İz Gaz Orbiter bir melez bilim ve telekom orbiter olduğunu. Bilimsel yük kütlesi yaklaşık 113,8 kg'dır (251 lb) ve şunlardan oluşur:
- Mars Keşif için Nadir ve Örtülme ( NOMAD ) iki sahiptir kızılötesi ve bir ultraviyole spektrometre kanalları. Belçika tarafından geliştirildi.
- Atmosferik Kimya Suite ( ACS ) üç kızılötesi spektrometre kanalları vardır. Rusya tarafından geliştirildi.
- NOMAD ve ACS, şimdiye kadar Mars atmosferik süreçlerinin en kapsamlı spektral kapsamını sağlıyor. Yörünge başına iki kez, yerel gün doğumu ve gün batımında, atmosferde parlarken Güneş'i gözlemleyebilirler. Atmosferik iz türlerinin milyarda parça (ppb) düzeyinde tespiti mümkündür.
- Renkli ve Stereo Yüzey Görüntüleme Sistemi ( CaSSIS ), Mars yüzeyinin doğru dijital yükseklik modellerini oluşturmak için yüksek çözünürlüklü, piksel başına 4,5 m (15 ft/piksel), renkli stereo kameradır. Ayrıca gelecekteki görevler için aday iniş yeri konumlarını karakterize etmek için önemli bir araç olacaktır. İsviçre tarafından geliştirilmiştir.
- İnce ebatları ısıl nötronu Detektörü ( FREND ) varlığında bilgileri sağlayan bir nötron detektörüdür hidrojen üst 1 m, su ya da sulu mineral formunda, Mars yüzeyinin (3 ft 3). Rusya tarafından geliştirildi.
Röle telekomünikasyon
Giriş, iniş ve iniş zorlukları nedeniyle, Mars'a iniş yapanlar kütle, hacim ve güç açısından oldukça kısıtlıdır. Kara görevleri için bu, anten boyutu ve iletim gücü üzerinde ciddi kısıtlamalar getirir ve bu da yörünge uzay aracına kıyasla doğrudan Dünya'ya iletişim kabiliyetini büyük ölçüde azaltır. Örnek olarak, Spirit ve Opportunity gezicilerindeki aşağı bağlantı kabiliyeti, Mars Keşif Orbiter uydu bağlantısının kabiliyetine yalnızca 1 ⁄ 600 sahipti . Röle iletişimi, Mars yüzey uzay aracının yakındaki Mars yörüngelerine kısa menzilli bağlantılar üzerinden daha yüksek veri hızları kullanarak iletişim kurmasına izin verirken, yörünge aracı uzun mesafeli bağlantı üzerinden Dünya'ya geri iletişim kurma görevini üstlenir. Bu aktarma stratejisi, Mars'a inenlere çeşitli temel faydalar sunar: artan veri dönüş hacmi, azaltılmış enerji gereksinimleri, azaltılmış iletişim sistemi kütlesi, artan iletişim fırsatları, sağlam kritik olay iletişimi ve yerinde navigasyon yardımı. NASA , Mars yüzeyindeki sondalar ve geziciler ile Dünya üzerindeki kontrolörler arasındaki iletişimi sağlamak için bir Electra telekomünikasyon rölesi ve navigasyon cihazı sağladı. TGO, 2022 Rosalind Franklin gezicisine telekomünikasyon rölesi sağlayacak ; ayrıca gelecekteki iniş görevleri için bir röle uydusu olarak hizmet edecek.
Sonuçlar
Uzay aracı, 15 Nisan 2018'de Mars yüzeyinin ilk fotoğraflarını çekti. Bilim operasyonlarının ilk yılı, aşağıdakiler de dahil olmak üzere çok sayıda yeni veri ve bilimsel keşif sağladı: küresel toz fırtınası, atmosferik termal yapı ve yoğunluğun yeni ölçümleri, güney kutup buz tabakasının iklim kaydının zaman aralığının tahminleri , Gale kraterinde Tekrarlayan Eğim Çizgisinden sorumlu kuru süreçlerin doğrulanması ve yüksek çözünürlüklü haritalar. sığ yeraltı Hidrojen, muhtemelen yüzeye yakın gömülü su buzunun bilinen miktarlarını arttırır.
Nisan 2019'da bilim ekibi ilk metan sonuçlarını bildirdi: TGO, verileri Curiosity , Mars Express ve yer tabanlı gözlemler kullanılarak bulunan metan konsantrasyonlarından daha hassas olmasına rağmen hiçbir şekilde metan tespit etmemişti .
Ayrıca bakınız
- Curiosity (rover) – Mars'taki Gale kraterini keşfeden NASA robot gezici
- Mars görevlerinin listesi – Wikipedia liste makalesi
- Mars 2020 – NASA'nın Astrobiyoloji Mars gezici görevi
- Mars Keşif Ortak Girişimi
- Mars Express – Avrupa Mars yörünge aracı
- Mars Global Surveyor - NASA Mars yörünge aracı
- Mars Orbiter Mission - Hint Mars orbiter, 2013'te fırlatıldı
- MAVEN - NASA Mars yörünge aracı
Referanslar
Dış bağlantılar
- ESA.int'te ExoMars Trace Gas Orbiter
- Flickr'da ESA ExoMars