Sonda MAVEN obniża orbitę przygotowując się na łazik Mars 2020

Sonda MAVEN na tle krawędzi Marsa. Źródło: Goddard Space Flight Center

Krążąca już od 4 lat wokół Marsa sonda MAVEN (Mars Atmosphere and Volatile Evolution) rozpoczyna dzisiaj nową kampanię zacieśniania swojej orbity wokół Marsa. W ramach tej operacji najwyższy punkt eliptycznej orbity sondy MAVEN zostanie obniżony z 6200 do 4500 kilometrów nad powierzchnią planety. MAVEN przejmie obowiązki satelity przesyłającego dane z łazika Mars 2020, który wystartuje w przyszłym roku.

“Sonda MAVEN doskonale się sprawdziła w badaniach atmosfery i dostarczając nam ważnych informacji o ewolucji klimatu Marsa” mówi Jim Watzin, dyrektor programu Mars Exploration. “Aktualnie przygotowujemy się do tego, aby mogła nam także pomagać w komunikacji z następnym jak i kolejnymi łazikami marsjańskimi”.

Choć nowa orbita MAVEN nie będzie znacznie ciaśniejsza od obecnej, to nawet ta niewielka zmiana znacząco poprawi jej możliwości komunikacyjne. “To tak jak z telefonami komórkowymi, im bliżej jesteś stacji nadawczej, tym lepszy sygnał” mówi Bruce Jakosky, główny badacz misji MAVEN z University of Colorado w Boulder.

Silny sygnał anteny telekomunikacyjnej to nie jedyna korzyść wynikająca z ciaśniejszej orbity. Zbliżenie się sondy o całe 1500 kilometrów do powierzchni pozwoli jej częściej szybciej i częściej okrążać Marsa – teraz będzie to 6,8 orbit na dobę ziemską względem dotychczasowych 5,3 – a tym samym częściej komunikować się z łazikami. Kiedy nie będzie przekazywała danych, MAVEN będzie dalej badała strukturę i skład chemiczny górnych warstw atmosfery Marsa. “Planujemy ożywioną misję naukową na całkiem długą przyszłość” mówi Jakosky.

Plan aerohamowania dla MAVEN. Po lewej: obecna orbita MAVEN wokół Marsa: 6200 kilometrów w maksymalnej odległości od Marsa i okres orbitalny 4,5 godziny. W środku: Podczas aerohamowania MAVEN wykona serię niskich przelotów obniżając się nawet na 125 kilometrów w najniższym punkcie, kiedy to opór atmosfery będzie wyhamowywał sondę. W trakcie 360 orbit na przestrzeni 2,5 miesiąca, technika ta obniży maksymalną wysokość orbity do 4500 kilometrów i skróci okres orbitalny do 3,5 godziny. Po prawej: orbita po aerohamowaniu. Źródło: NASA Scientific Visualization Studio, Kel Elkins and Dan Gallagher

Sonda MAVEN została zaprojektowana do tego, aby przetrwała 2 lata w przestrzeni kosmicznej, jednak jak na razie sonda działa prawidłowo. Dzięki temu, że paliwa na pokładzie sondy starczy jeszcze co najmniej do 2030 roku, NASA planuje wykorzystać MAVEN do przekazywania informacji z powierzchni tak długo jak to będzie możliwe. Na pokładzie sondy znajduje się przekaźnik radiowy UHF – podobny do przekaźników znajdujących się na innych sztucznych satelitach Marsa – który pozwoli przekazywać dane między łazikami marsjańskimi a Ziemią. Sonda MAVEN już kilkukrotnie przekazywała na Ziemię dane z łazika Curiosity.

W ciągu najbliższych kilku miesięcy, inżynierowie sondy MAVEN wykorzystają technikę aerohamowania, wykorzystując do stopniowego spowolnienia sondy opór górnych warstw atmosfery Czerwonej Planety. Działa to dokładnie tak samo jak wystawienie otwartej dłoni przez okno jadącego samochodu.

Bazując na informacjach przekazanych przez zespół nawigacyjny z JPL w Pasadenie oraz Lockheed Martin w Littleton w Kolorado, inżynierowie rozpoczną stopniowo obniżać najniższy punkt orbity sondy w górne warstwy atmosfery w ciągu najbliższych kilku dni kilkukrotnie uruchamiając jej silniki. Sonda przeleci przez ten najniższy punkt 360 razy w ciągu najbliższych 10 tygodni, stopniowo hamując za każdym przelotem przez atmosferę. Choć może się to wydawać żmudnym procesem, w rzeczywistości aerohamowanie jest najbardziej wydajnym sposobem na zmianę trajektorii lotu sondy.

Na szczęście zespół zarządzający sondą ma duże doświadczenie w nawigowaniu sondą na tych niższych wysokościach. Już dziewięciokrotnie inżynierowie sprowadzali sondę na tą samą wysokość, aby wykonać tam pomiary atmosfery Marsa. Dzięki tym przelotom naukowcy z NASA dowiedzieli się, że wiatr słoneczny oraz promieniowanie odarły Marsa z większości jego atmosfery, zamieniając jej wczesny klimat z ciepłego i wilgotnego w zimy i suchy jaki obserwujemy dzisiaj.

Źródło: NASA Goddard Space Flight Center

Author: Radek Kosarzycki

Niedoszły astronom. Prawie filolog. Aspołeczny popularyzator nauki. Kulturalny cham.