2016 के मार्च में, यूरोपीय अंतरिक्ष एजेंसी (ईएसए) ने लॉन्च किया एक्सोमार्स (मंगल पर एक्सोबायोलॉजी) अंतरिक्ष में मिशन। ईएसए और रोस्कोस्मोस के बीच एक संयुक्त परियोजना, इस दो-भाग मिशन में ईएस शामिल था ट्रेस गैस ऑर्बिटर (TGO) और द शिअपरेल्ली लैंडर, जो दोनों 2016 के अक्टूबर में मंगल की कक्षा में पहुंचे। जबकि शिअपरेल्ली भूमि के लिए प्रयास करते समय दुर्घटनाग्रस्त हो गया, TGO कुछ प्रभावशाली कारनामों को पूरा करने के लिए चला गया है।
उदाहरण के लिए, 2017 के मार्च में, ऑर्बिटर ने एयरोब्रैकिंग युद्धाभ्यास की एक श्रृंखला शुरू की, जहां उसने मंगल के पतले वातावरण में प्रवेश करने के लिए अपनी कक्षा को कम करना शुरू कर दिया और खुद को धीमा कर दिया। आर्मेल हबॉल्ट के अनुसार, स्पेसक्राफ्ट ऑपरेशंस इंजीनियर ऑन द TGO उड़ान नियंत्रण दल, एक्सोमार्स मिशन ने जबरदस्त प्रगति की है और लाल ग्रह के चारों ओर अपनी अंतिम कक्षा की स्थापना के लिए अच्छी तरह से है।
TGO की मिशन मंगल की सतह का अध्ययन करने के लिए किया गया है, सतह के नीचे पानी और रसायनों के वितरण की विशेषता है, ग्रह के भूवैज्ञानिक विकास का अध्ययन, भविष्य के लैंडिंग साइटों की पहचान करना, और पिछले मंगल ग्रह के जीवन के संभावित बायोसाइंमेंट की खोज करना है। एक बार जब यह सतह से 400 किमी (248.5 मील) - मंगल के चारों ओर अपनी अंतिम कक्षा की स्थापना कर चुका है TGO इन अध्ययनों का संचालन करने के लिए आदर्श रूप से तैनात किया जाएगा।
ईएसए ने एक ग्राफिक भी जारी किया (जो ऊपर दिखाया गया है) क्रमिक कक्षाओं का प्रदर्शन करता है TGO के बाद से यह एरोब्रैकिंग शुरू कर दिया है - और मार्च 2018 तक बनाना जारी रखेगा। जबकि लाल बिंदु ऑर्बिटर (और ब्लू लाइन इसकी वर्तमान कक्षा) को इंगित करता है, ग्रे लाइनों में क्रमिक कटौती दिखाती है TGO की कक्षीय काल। बोल्ड लाइनें 1 घंटे की कमी को दर्शाती हैं जबकि पतली रेखाएं 30 मिनट की कमी को दर्शाती हैं।
अनिवार्य रूप से, एकल एरोब्रैकिंग पैंतरेबाज़ी में मंगल की ऊपरी वायुमंडल में परिक्रमा होती है और छोटी मात्रा में ड्रैग उत्पन्न करने के लिए इसके सौर सरणियों पर निर्भर होते हैं। समय के साथ, यह प्रक्रिया शिल्प को धीमा कर देती है और धीरे-धीरे मंगल के चारों ओर अपनी कक्षा को कम करती है। जैसा कि अर्मेल हबॉल्ट ने हाल ही में ईएसए के रॉकेट साइंस ब्लॉग पर पोस्ट किया है:
“हमने मार्च 2017 में एक 200 (33 परिक्रमा के दौरान मंगल ग्रह से प्रत्येक कक्षा के दौरान सबसे लंबी दूरी) और 24 घंटे की एक कक्षा के साथ सबसे बड़ी कक्षा पर शुरुआत की, लेकिन मंगल के संयोग में होने के कारण पिछली गर्मियों को रोकना पड़ा। हमने अगस्त 2017 में एयरोब्रैकिंग की सिफारिश की है, और मार्च 2018 के मध्य में अंतिम विज्ञान कक्षा में समाप्त होने के लिए ट्रैक पर हैं। आज के अनुसार, 30 जनवरी 2018 को हमने एक्सोमार्स टीजीओ को 781.5 मीटर / सेकंड से धीमा कर दिया है। तुलना के लिए, यह गति एक सामान्य लंबी दौड़ वाले जेट विमान की गति से दोगुनी से अधिक है। ”
इस हफ्ते की शुरुआत में, ऑर्बिटर उस बिंदु से गुजरा, जहां उसने अपनी कक्षा में सतह के सबसे करीब पहुंच (रेड लाइन द्वारा दर्शाया जाने वाला पेरिकेंटर मार्ग) बनाया। इस दृष्टिकोण के दौरान, शिल्प मंगल ग्रह के ऊपर के वातावरण में अच्छी तरह से डूबा, जिसने विमान को खींच लिया और इसे धीमा कर दिया। अपनी वर्तमान अण्डाकार कक्षा में, यह मंगल ग्रह से 2700 किमी (1677 मील) की अधिकतम दूरी पर पहुँचता है।
एक दशक पुरानी प्रथा होने के बावजूद, एरोब्रैकिंग मिशन टीमों के लिए एक महत्वपूर्ण तकनीकी चुनौती बनी हुई है। हर बार जब कोई अंतरिक्ष यान किसी ग्रह के वायुमंडल से गुजरता है, तो उसके उड़ान नियंत्रकों को यह सुनिश्चित करने की आवश्यकता होती है कि विमान को स्थिर रखने के लिए यह सुनिश्चित करना सही है कि उसका झुकाव ठीक है या नहीं। यदि उनकी गणना थोड़ी भी बंद हो जाती है, तो अंतरिक्ष यान नियंत्रण से बाहर निकलना शुरू कर सकता है और पाठ्यक्रम को बंद कर सकता है। जैसा कि हबॉल्ट ने समझाया:
"हमें अपनी नियमित ऊंचाई को नियमित रूप से समायोजित करना होगा, क्योंकि एक तरफ, शहीद वातावरण घनत्व में भिन्न होता है (इसलिए कभी-कभी हम अधिक ब्रेक लेते हैं और कभी-कभी हम कम ब्रेक लगाते हैं) और दूसरी ओर, हर जगह शहीद गुरुत्वाकर्षण समान नहीं होता है (इसलिए कभी-कभी ग्रह हमें नीचे खींचता है और कभी-कभी हम थोड़ा बाहर निकल जाते हैं)। हम इष्टतम ब्रेकिंग प्रभाव के लिए लगभग 110 किमी की ऊंचाई पर रहने की कोशिश करते हैं। अंतरिक्ष यान को ट्रैक पर रखने के लिए, हम हर दिन कमांड का एक नया सेट अपलोड करते हैं - इसलिए हमारे लिए, उड़ान की गतिशीलता के लिए और ग्राउंड स्टेशन की टीमों के लिए, यह बहुत ही मांग वाला समय है! ”
उड़ान नियंत्रण टीम के लिए अगला कदम अंतरिक्ष यान के थ्रस्टर्स का उपयोग अंतरिक्ष यान को अपनी अंतिम कक्षा (आरेख पर हरे रंग की रेखा द्वारा दर्शाया गया) में बदलने के लिए करना है। इस बिंदु पर, अंतरिक्ष यान अपने अंतिम विज्ञान और ऑपरेशन डेटा रिले ऑर्बिट में होगा, जहां यह मंगल की सतह से लगभग 400 किमी (248.5 मील) की गोलाकार कक्षा में होगा। जैसा कि हबॉल्ट ने लिखा है, टीजीओ को अपनी अंतिम कक्षा में लाने की प्रक्रिया एक चुनौतीपूर्ण है।
"इस समय मुख्य चुनौती यह है कि, चूंकि हम पहले से कभी नहीं जानते हैं कि प्रत्येक पेरीकेंटर मार्ग के दौरान अंतरिक्ष यान कितना धीमा होने वाला है, हम यह भी कभी नहीं जानते कि यह हमारे ग्राउंड स्टेशनों के साथ संपर्क को फिर से स्थापित करने के लिए जा रहा है। पृथ्वी, ”उसने कहा। "हम सिग्नल के अधिग्रहण (AOS) के लिए 20-मिनट की 'विंडो' के साथ काम कर रहे हैं, जब ग्राउंड स्टेशन किसी भी स्टेशन दृश्यता के दौरान TGO के सिग्नल को पहले पकड़ लेता है, जबकि आम तौर पर इंटरप्लेनेटरी मिशन के लिए हमारे पास अग्रिम में AOS समय प्रोग्राम होता है।"
अंतरिक्ष यान की कक्षीय अवधि अब 3 घंटे से कम होने के साथ, उड़ान नियंत्रण दल को अब दिन में 8 बार इस अभ्यास से गुजरना पड़ता है। एक बार जब TGO अपनी अंतिम कक्षा (2018 के मार्च तक) में पहुँच गया, तो कक्षा 2022 तक रहेगी, जो भविष्य के मिशनों के लिए दूरसंचार रिले उपग्रह के रूप में काम करेगी। इसका एक कार्य ईएसए के डेटा को रिले करना होगा एक्सोमार्स 2020 मिशन, जिसमें यूरोपीय रोवर और 2021 के वसंत में मंगल की सतह पर तैनात होने वाले एक रूसी सतह मंच शामिल होगा।
नासा के साथ मंगल 2020 रोवर, यह रोवर / लैंडर जोड़ी मंगल ग्रह के रहस्यों को उजागर करने की तलाश में रोबोट मिशनों की लंबी लाइन में नवीनतम होगी। इसके अलावा, ये मिशन महत्वपूर्ण जांच करेंगे जो पृथ्वी पर अंतिम नमूना वापसी मिशन के लिए मार्ग प्रशस्त करेंगे, सतह पर चालक दल का उल्लेख नहीं करने के लिए!
