Trace Gas Orbiter

Trace Gas Orbiter ( prescurtare TGO  ) este o navă spațială pentru studiul originii componentelor mici de gaz din atmosfera marțiană de pe orbita unui satelit artificial.

Aparatul a fost creat în cadrul programului ExoMars de către specialiști de la Agenția Spațială Europeană . Două dintre cele patru instrumente științifice au fost dezvoltate la Institutul de Cercetare Spațială al Academiei Ruse de Științe . Lansat 14 martie 2016 la 09:31 UTC [1] . 19 octombrie 2016 a ajuns pe o orbită extrem de eliptică a lui Marte [2] . Până în aprilie 2018, a fost transferat pe o orbită circulară joasă, cu o înălțime de aproximativ 400 de kilometri [5] [7] . Pe 21 aprilie 2018 a început misiunea științifică [8] [9] .

Scopurile științifice ale zborului

Dispozitivul va investiga și afla natura apariției în atmosfera lui Marte a componentelor mici: metan , alte gaze și vapori de apă , al căror conținut este cunoscut încă din 2003 [10] . Prezența metanului, care se descompune rapid sub radiația ultravioletă , înseamnă că este furnizat în mod constant dintr-o sursă necunoscută. O astfel de sursă poate fi fosile sau  organismele vii din biosferă [3] .

Prezența metanului în atmosfera marțiană este intrigantă, deoarece originea sa probabilă este fie rezultatul vieții biologice, fie al activității geologice. Orbiterul va determina localizarea surselor multor urme de gaze în atmosferă și modificări în distribuția spațială a acestor gaze în timp. În special, dacă metanul (CH₄) se găsește în prezența propanului (C₃H₈) sau a etanului (C₂H₆) , atunci acesta va fi un indiciu puternic al proceselor biologice. Dacă metanul se găsește în prezența unor gaze precum dioxidul de sulf (SO₂), aceasta ar indica faptul că metanul este un produs secundar al proceselor geologice.

Trace Gas Orbiter va identifica zonele de suprafață unde metanul este eliberat, astfel încât vehiculul de coborâre ExoMars-2020 AMS să aterizeze pe un astfel de loc. Trace Gas Orbiter va acționa și ca un repetor în sesiunile de comunicare cu roverul ExoMars .

Agenția Spațială Europeană a urmărit un al doilea obiectiv: testarea unei noi tehnologii pentru reintrarea în atmosferă, coborârea și aterizarea navelor spațiale pe suprafața planetelor. Trace Gas Orbiter a oferit un zbor spre Marte pentru un vehicul de coborâre cu o stație marțiană automată, modulul Schiaparelli , pentru a demonstra posibilitatea reintrarii, coborârii și aterizării.

Pe 19 octombrie 2016, modulul de coborâre Schiaparelli al misiunii ExoMars a încercat să aterizeze pe suprafața Planetei Roșii , dar la câteva secunde după pornirea sistemului de propulsie, semnalul de la aparat a fost întrerupt [11] . În aceeași zi, după ce a pornit motoarele, care a durat de la 13:05 la 15:24 UTC , „Trace Gas Orbiter” a intrat pe orbita unui satelit artificial al lui Marte [2] . Pe 21 octombrie 2016, Agenția Spațială Europeană a confirmat oficial pierderea aterizatorului Schiaparelli [12] .

Istoricul dezvoltării

În 2008, agenția spațială NASA a prezentat un proiect pentru Mars Science Orbiter ( Eng.  Mars Science Orbiter ). Un an mai târziu, după semnarea unui acord de cooperare comună în domeniul explorării lui Marte, o parte a proiectului a căzut pe umerii ESA, iar proiectul în sine a fost schimbat. Dispozitivul și-a schimbat numele, data de lansare a fost mutată în 2016 , iar echipamentul a început să fie dezvoltat atât de NASA, cât și de ESA . Sa decis ca Trace Gas Orbiter să înlocuiască Mars Reconnaissance Orbiter deja funcțional și să fie inclus în programul ExoMars .  Lansarea trebuia efectuată cu ajutorul rachetei Atlas V [13] . Cu toate acestea, în 2012, din cauza reducerilor bugetare, NASA a fost nevoită să suspende cooperarea și să înceteze participarea la proiect [14] .

În același an, ESA a încheiat un acord cu agenția spațială rusă . Două dintre cele patru instrumente științifice ale aparatului au fost dezvoltate la Institutul de Cercetare Spațială al Academiei Ruse de Științe . Pentru lansare a fost folosit un vehicul de lansare Proton-M .

Aparate

Următoarele instrumente științifice sunt instalate pe această navă spațială [15] :

• NOMAD ( N adir and O ccultation for MA rs D iscovery)  - trei spectrometre, două în infraroșu și ultraviolete, pentru identificarea extrem de sensibilă a componentelor atmosferice, inclusiv metanul și multe alte urme de gaze, de pe orbita satelitului. NOMAD efectuează observații de eclipsă solară și observații directe ale luminii reflectate. Dezvoltat de Belgia , Spania , Italia , Marea Britanie , SUA , Canada . NOMAD acoperă intervalele 2,2-4,3  µm (infraroșu) și 0,2-0,65 µm (ultraviolete) [16] .
• ACS ( A tmospheric Chemistry Suite ) este  un set de trei spectrometre în infraroșu pentru studiul chimiei și structurii atmosferei marțiane. ACS va completa NOMAD prin extinderea acoperirii sale în infraroșu și va putea capta imagini solare necesare pentru o mai bună analiză a datelor de ocultare solară. Contractorul principal este IKI RAS ( Rusia ). Sef de proiect - d.f.-m.s. O. I. Korablev. Dispozitivul constă dintr- un spectrometru Echelle NIR care funcționează în intervalul 0,7–1,6  µm , un spectrometru Echelle MIR care funcționează în intervalul 2,3–4,2 µm și un spectrometru Fourier TIRVIM”, care funcționează în intervalul 1,7-17 microni. [17] .

NOMAD și ACS vor observa Soarele de două ori pe revoluție în jurul lui Marte, în timpul răsăritului și apusului local, în timp ce strălucește prin atmosferă. Astfel de măsurători vor oferi informații detaliate despre cantitatea de metan la diferite altitudini deasupra suprafeței marțiane.

NOMAD și ACS vor investiga, de asemenea, lumina reflectată de suprafață, îndreptând spectrometrele direct în jos ( nadir ) către planetă. Astfel de măsurători vor permite cartografierea surselor de metan.

• CaSSIS ( Sistem de imagine pentru suprafață color și stereo ) este o cameră de înaltă rezoluție ( 4,5 m per pixel) capabilă să facă fotografii  color și stereo. CaSSIS va furniza date geologice și dinamice despre sursele de gaz detectate de instrumentele NOMAD și ACS . Proiectat de Elveția , Italia. CaSSIS este un telescop anastigmat cu trei oglinzi cu o lungime focală de 880 mm , o deschidere de 135 mm și un câmp vizual de 1,34° × 0,88° [18] .
• FREND ( Detector de neutroni epitermic cu rezoluție fină ) - acest detector de neutroni  va detecta prezența hidrogenului de la suprafață la o adâncime de 1 metru și, astfel, va detecta locația gheții de apă lângă suprafață. Detectarea de către FREND a prezenței gheții subterane va fi de 10 ori mai bună decât măsurătorile existente. Contractorul principal este IKI RAS (Rusia). Sef de proiect - d.f.-m.s. I. G. Mitrofanov. Dispozitivul este format din patru detectoare proporționale umplute cu heliu-3 pentru a detecta fluxurile de neutroni cu energii de la 0,4 la 500  keV și un detector de scintilație cu un cristal de stilben pentru a detecta fluxurile de neutroni cu energii de la 0,5 la 10  MeV . Datorită colimatorului , câmpul vizual al instrumentului este restrâns la un punct de 40 km pe suprafața lui Marte, ceea ce va face posibilă crearea hărților de distribuție a hidrogenului subterană cu această rezoluție. Dispozitivul FREND include și dispozitivul dozimetric Lyulin-MO, care măsoară radiația și va face posibilă aprecierea situației radiațiilor în spațiu și pe suprafața lui Marte. La dezvoltarea dispozitivului FREND au participat 5 institute rusești și unul bulgar (el a creat dispozitivul Lyulin-MO) [19] [20] .

Cercetare științifică

Observațiile din cadrul programului științific TGO au început pe 21 aprilie 2018 pe o orbită circulară joasă la aproximativ 400 km deasupra suprafeței lui Marte [21] [8] [9] : au fost lansate camera și spectrometrele de înaltă rezoluție CaSSIS . Pe 2 martie 2019, CaSSIS a făcut o fotografie în care arăta dispozitivul de aterizare InSight , parașuta și două jumătăți ale capsulei care a protejat InSight în timpul intrării sale în atmosfera marțiană - scutul termic frontal și partea din spate [22] .

În 2020, sonda TGO a reluat cercetările științifice [23] ; cercetarea continuată în 2021 [24] .

Pe baza datelor detectorului de neutroni FREND , a fost elaborată o hartă globală a conținutului de apă al suprafeței marțiane în regiunea ecuatorială de la 50° latitudine nordică până la 50° latitudine sudică. În unele locuri, conținutul de echivalent de apă de hidrogen (WEH) în metrul superior al regolitului marțian este de aproximativ 20% în greutate (în regiunile polare, WEH depășește 40%). Sondajul neutronic nu face distincție între diferitele forme posibile de apă: gheață de apă, apă adsorbită sau apă legată chimic. Pentru a distinge, măsurători suplimentare trebuie făcute prin alte metode, cum ar fi analiza in situ sau imagistica multispectrală. Cu toate acestea, cantitatea detectată de WEH în combinație cu alte date (trăsături de relief, temperatura suprafeței, condiții atmosferice) face posibilă distingerea: WEH mai mare, care depășește zeci de procente în greutate, cu greu poate fi explicată prin altceva decât cu gheața de apă; pe de altă parte, mineralele hidratate nu conțin de obicei mai mult de 10-15% din greutate. Ca valoare de referință pentru parametrul adimensional al supresiunii neuronale, au fost luate date din una dintre cele mai uscate regiuni de pe Marte, regiunea Solis Planum , unde WEH medie este estimată la 2,78% din greutate. La punctul 17 din centrul Arabiei Pământului și la punctul 10 din apropierea acestuia, concentrația de apă în sol este de 23–24%, ceea ce indică prezența gheții de apă pură în stratul superior al metrului. În cazul punctului LWRR-23 din Câmpia Arcadiană, care prezintă un procent de greutate WEH de 20,4, locația sa în apropierea 50° N este probabil cea mai bună explicație pentru hidratarea ridicată: limita permafrostului marțian se extinde de la poli până la 50° latitudine pe unele. longitudini. Peste 20% din apă în masă FREND găsită în canionul Mariner Valley. În punctele LWRR-3 și LWRR-4, situate la sud-vest de Muntele Olimp, conținutul de apă este de aproximativ 9–13% din greutate [25] .

Vezi și

• Explorarea lui Marte
• „ ExoMars ”

Note

1. ↑ 1 2 Decolare ExoMars 2016  . ESA (14 martie 2016). Data accesului: 19 octombrie 2016. Arhivat din original pe 20 octombrie 2016.
2. ↑ 1 2 3 ExoMars TGO ajunge pe orbita lui Marte în timp ce situația EDM este în curs de evaluare  (ing.)  (legatură moartă) . ESA (19 octombrie 2016). Data accesului: 19 octombrie 2016. Arhivat din original pe 20 octombrie 2016.
3. ↑ 1 2 EXOMARS TRACE GAS ORBITER (TGO)  (ing.)  (link indisponibil) . ESA (13 martie 2014). Consultat la 28 februarie 2015. Arhivat din original pe 29 martie 2015.
4. ↑ NSSDCA/COSPAR ID:  2016-017A . NASA . Preluat la 27 mai 2018. Arhivat din original la 28 martie 2017.
5. ↑ 1 2 3 4 EXOMARS. MODULUL TGO A MERCAT PE ORBITA DE LUCRU . Roscosmos._ _ _ Preluat la 27 mai 2018. Arhivat din original la 24 iulie 2020. (nedefinit)
6. ↑ ANGLING UP FOR MARS SCIENCE  (engleză)  (link nu este disponibil) . ESA . Preluat la 27 mai 2018. Arhivat din original la 27 mai 2018.
7. ↑ 1 2 ExoMars este pe cale să înceapă o misiune științifică  (în engleză)  (downlink) . ESA . Preluat la 27 mai 2018. Arhivat din original la 27 aprilie 2018.
8. ↑ 1 2 EXOMARS. PRIMELE IMAGINI ALE ECHIPAMENTULUI CASSIS . Roscosmos._ _ _ Preluat la 27 mai 2018. Arhivat din original la 21 februarie 2020. (nedefinit)
9. ↑ 1 2 ExoMars returnează primele imagini de pe noua orbită  (în engleză)  (link indisponibil) . ESA . Preluat la 27 mai 2018. Arhivat din original la 30 aprilie 2018.
10. ↑ Robert Naey. Metanul de pe Marte crește șansele de viață . Sky & Telescope (28 septembrie 2004). Preluat la 2 decembrie 2019. Arhivat din original la 22 octombrie 2019. (nedefinit)
11. ↑ ExoMars TGO ajunge pe orbita lui Marte în timp ce situația EDM este în curs de evaluare  (ing.)  (link indisponibil) . ESA (19 octombrie 2016). Data accesului: 19 octombrie 2016. Arhivat din original pe 20 octombrie 2016.
12. ↑ Modulul Schiaparelli sa prăbușit în timp ce ateriza pe Marte . „ Interfax ” (21 octombrie 2016). Consultat la 21 octombrie 2016. Arhivat din original pe 22 octombrie 2016. (nedefinit)
13. ↑ Jonathan Amos. Planurile Europei pentru Marte merg înainte . BBC News (12 octombrie 2009). Consultat la 12 octombrie 2009. Arhivat din original la 3 decembrie 2009. (nedefinit)
14. ↑ Jonathan Amos. NASA se poate retrage din programul european Marte . Serviciul rusesc BBC (7 februarie 2012). Consultat la 7 februarie 2012. Arhivat din original pe 23 iunie 2012.  (nedefinit)  (Accesat: 7 februarie 2012)
15. ↑ Instrumente ExoMars Trace Gas Orbiter (link indisponibil) . ESA . Preluat la 12 martie 2016. Arhivat din original la 19 februarie 2016. (nedefinit) 
16. ↑ NOMAD (link descendent) . ESA . Preluat la 15 martie 2016. Arhivat din original la 3 martie 2016. (nedefinit) 
17. ↑ ACS/ACS . „ExoMars-2016” . IKI RAS . Consultat la 15 februarie 2019. Arhivat din original pe 16 martie 2016. (nedefinit)
18. ↑ CaSSIS (link descendent) . ESA . Preluat la 15 martie 2016. Arhivat din original la 16 martie 2016. (nedefinit) 
19. ↑ Detector de neutroni epitermici de înaltă rezoluție FREND pentru proiectul ExoMars . Departamentul Nr 63 „Planetologie nucleară” . IKI RAS . Consultat la 15 februarie 2019. Arhivat din original la 4 septembrie 2018. (nedefinit)
20. ↑ FREND . „ExoMars-2016” . IKI RAS . Consultat la 15 februarie 2019. Arhivat din original pe 15 februarie 2019. (nedefinit)
21. ↑ Rusia rezolvă două probleme deodată . Lenta.ru (11 mai 2017). Preluat la 11 mai 2017. Arhivat din original la 19 septembrie 2020. (nedefinit)
22. ↑ Satelitul european captează un aterizare al NASA pe Marte de pe orbită Arhivat 7 noiembrie 2020 la Wayback Machine // BBC , 14 martie 2019
23. ↑ Sonda marțiană TGO a reluat cercetările științifice Arhivat 24 iulie 2020 la Wayback Machine // 15.04.2020
24. ↑ Roskosmos anunță că Trace Gas Orbiter (TGO), lansat în prima etapă a proiectului ExoMars, a transmis pe Pământ fotografia de aniversare a 20.000 de ani a copiei Red Planet Archival din 31 ianuarie 2021 pe Wayback Machine // 01/30 /2021
25. ↑ Malakhov A. V. și colab. , Harta de înaltă rezoluție a apei din regolitul marțian, observată de telescopul cu neutroni FREND la bordul ExoMars TGO // Journal of Geophysical Research: PlanetsVolume 127, Issue 5

Link -uri

• ExoMars Trace Gas Orbiter . ESA . (nedefinit)
• „ExoMars-2016” . IKI RAS . (nedefinit)

În rețelele sociale	Stare de nervozitate