Nová evropská sonda u Marsu otevřela oči

Sonda TGO v rámci zkoušek palubních systémů otestovala i sadu vědeckých přístrojů a pozemní týmy jsou zatím nadšené z toho, jak všechno funguje. Přístroje pode slov odborníků naznačují velký potenciál pro budoucí pozorování. Sonda, která je společným dílem Evropské kosmické agentury a ruského Roskosmosu vstoupila na oběžnou dráhu kolem Marsu 19. října a momentálně je na dráze, která má nejnižší bod 230 – 310 kilometrů nad terénem a nejvyšší bod pak leží celých 98 000 kilometrů daleko. Jeden oběh kolem planety tak trvá 4,2 dne.

Během dvou oběhů mezi 20. a 28. listopadem sonda provedla testy jejích čtyř vědeckých přístrojů. Šlo o první zkoušky těchto zařízení od vstupu na oběžnou dráhu a série testů byla důležitá i pro kvalitní kalibraci senzorů. Údaje z prvního oběhu máme nyní k dispozici v tomto souhrnu a dá se z nich vyčíst, co můžeme očekávat, až se TGO dostane na konci příštího roku na téměř kruhovou dráhu ve výšce 400 kilometrů.

Video: První záběry TGO z mise ExoMars
(autor: ESA)

Hlavním úkolem této sondy je provést detailní měření řídce zastoupených plynů, které tvoří méně než 1% celkového objemu atmosféry Marsu. Kromě nejznámějšího metanu jde o vodní páru, oxid dusičitý, nebo acetylen. Zájem o metan je pochopitelný – na Zemi je tento plyn produkován především biologickými procesy a menší část pochází z procesů geologických (např. hydrotermální reakce a podobně).

Hned dva přístroje na palubě TGO jsou spojené s tímto úkolem a nyní nám ukázaly, že dokáží pořizovat velmi citlivá spektra atmosféry. Během testovacích pozorování minulý týden se přístroj ACS (Atmospheric Chemistry Suite) zaměřil na hledání oxidu uhličitého, který je v atmosféře Marsu zastoupen ve velkém množství. Naopak přístroj NOMAD (Nadir and Occultation for Mars Discovery) zkoušel pátrat po stopách vody.

Na testovací měření nebyla sonda TGO sama, ale pomáhala jí její starší sestřička, Mars Express a americká kolegyně Mars Reconnaissance Orbiter – ostatně spolupráce těchto strojů se plánuje i do budoucnosti. Doplňková měření neutronovým detektorem FREND mají vyhodnocovat tok neutronů u povrchu planety a pomoci identifikovat rozdíl mezi jednotlivými oblastmi. Tyto neutrony vznikají dopadem kosmického záření a liší se například rychlostí šíření. Tento přístroj by tak měl prozkoumat složení povrchových vrstev s důrazem na vodu a led, které je schopen objevit i v malé hloubce pod povrchem.

FREND byl aktivován již několikrát během přeletové fáze a i při aktuální fázi mise může objevit rozdíly mezi vysokým a nízkých tokem neutronů. Jeho měření ale budou potřebovat několik měsíců, než začnou poskytovat statisticky významné výsledky. Už nyní ale vidíme, že přístroj zaznamenává vyšší množství neutronů, když je sonda blíže k povrchu, ve srovnání se stavem při větší vzdálenosti.

Činila se i kamera CaSSIS (Colour and Stereo Surface Imaging System) – jediný přístroj na palubě, který bude poskytovat fotky. Při testovací fázi vzniklo 11 snímků, které kamera pořídila 22. listopadu během blízkého průletu. V nejnižším bodě se sonda pohybovala 235 kilometrů nad oblastí Hebes Chasma, která leží na sever od kaňonového systému Valles Marineris. Jsou to jedny z nejpodrobnějších fotek, jaké tato sonda při své službě pořídí, protože její operační oběžná dráha bude ležet 400 kilometrů nad povrchem.

Týmy, které zodpovídají za tuto kameru také ukázaly, že zvládnou i trojrozměrnou rekonstrukci terénu. Jako krátkou ukázku svých schopností si zvolili region Noctis Labyrinthus a k vytvoření trojrozměrného modelu použili jen jeden pár stereosnímků. Už tyto první fotky jsou na první pohled velmi ostré, ale i přesto chtějí řídící týmy těchto snímků využít ke kalibraci palubního softwaru, ale i k vylepšení kvality příštích zpracovaných snímků.

Sonda TGO ale nebude sloužit jen ke sběru vědeckých dat. Na oběžné dráze bude plnit i roli retranslační družice. Má tedy přijímat signály z roverů na povrchu, posílat je na Zemi a zároveň zajišťovat i komunikaci opačným směrem. Momentálně je tento systém využitelný pro dvě americká vozítka – Opportunity a Curiosity, ale v příštích letech má být využit i pro evropský rover v rámci mise ExoMars 2020.

Minulý týden si sonda TGO naostro vyzkoušela komunikaci s oběma americkými rovery a tento testovací přenos dopadl úspěšně. Přenos z obou roverů zachytila jedna aparatura zdvojeného systému Electra 22. listopadu a tato úspěšná zkouška posílila započatou mezinárodní spolupráci. Sonda TGO následně nasbíraná data z přístroje Electra poslala na Zemi. Šlo jen o zkoušku celého systému, který se má využívat až bude TGO na své operační oběžné dráze. Do té doby se budou údaje z povrchu odesílat jako doposud – přes americké sonda MRO a Mars Odyssey. Až bude TGO v plném provozu, bude její přenosová kapacita tvořit příjemný bonus, který umožní posílat z povrchu Marsu větší objemy dat.

Samotný systém Electra vyvinula kalifornská JPL a obsahuje speciální prvky, které zajišťují přenos dat z roveru ve chvíli, kdy se orbiter objeví nad obzorem. Čím výše je retranslační družice nad horizontem, tím rychlejší komunikace je k dispozici. Když rovery na povrchu posílají naměřené údaje a fotky přes sondy na oběžné dráze, je možné přenést více dat, než kdyby komunikovaly se Zemí přímo. Roverům stačí menší antény, které pro přenos spotřebují méně energie.

„Máme už třináctileté zkušenosti s evropskou sondou Mars Express, která slouží jako záloha pro přenos dat z aktivních roverů na Marsu. Sonda TGO významně zvýší tuto rutinní kapacitu přenosů vědeckých dat,“ vysvětluje Michel Denis, letový ředitel sondy TGO, který pracuje v německém Darmstadtu a dodává: „V roce 2020 sonda TGO ještě rozšíří tyto možnosti tím,že bude umožňovat komunikaci s roverem ExoMars i s ruskou přistávací plošinou, což společně se sběrem vědeckých dat zlepší mezinárodní výzkumnou síť u Marsu.“

Systém Electra už funguje na roveru Curiosity a na sondě MRO. Americká sonda MAVEN je tímto systémem vybavena také, ale je zde spíše jako záloha. Electra na TGO ale díky technologickému pokroku dosahují nižších úrovní rušení a ve srovnání se starší verzí tohoto systému na sondě MRO poskytuje až dvojnásobný výkon. Hlavní komunikační anténa sondy TGO měří v průměru 2,2 metru a zajišťuje komunikaci se Zemí – je schopná posílat data na americké, evropské i ruské přijímací stanice.

Zdroje a doporučené odkazy:
[1] Ještě bližší pohled na části modulu Schiaparelli
[2] ESA.int
[3] NASA
[4] Unibe.ch
[5] Aeronomie.be
[6] Exomars.cosmos.ru

Převzato: Kosmonautix.cz