Trace Gas Orbiter

A Trace Gas Orbiter ( röv. TGO  ) egy olyan űrszonda , amely egy mesterséges műhold pályájáról származó kis gázkomponensek eredetét tanulmányozza a marsi légkörben .

A készüléket az ExoMars program keretében hozták létre az Európai Űrügynökség szakemberei . A négy tudományos műszer közül kettőt az Orosz Tudományos Akadémia Űrkutatási Intézetében fejlesztettek ki . Indítás: 2016. március 14. 09:31 UTC [1] . 2016. október 19-én a Mars erősen elliptikus pályájára érkezett [2] . 2018 áprilisára egy alacsony, körülbelül 400 kilométeres magasságú körpályára helyezték át [5] [7] . 2018. április 21-én megkezdődött a tudományos küldetés [8] [9] .

A repülés tudományos céljai

A készülék a Mars légkörében kis komponensek: metán , egyéb gázok és vízgőz előfordulásának természetét fogja vizsgálni és kideríteni, amelyek tartalma 2003 óta ismert [10] . A metán jelenléte, amely ultraibolya sugárzás hatására gyorsan lebomlik , azt jelenti, hogy folyamatosan ismeretlen forrásból táplálják. Ilyen források lehetnek a kövületek vagy a bioszférában  élő szervezetek [3] .

A metán jelenléte a marsi légkörben azért érdekes, mert valószínű eredete biológiai élet vagy geológiai tevékenység eredménye. Az orbiter meghatározza számos nyomnyi gáz forrásának elhelyezkedését a légkörben, és e gázok térbeli eloszlásának időbeli változásait. Különösen, ha metánt (CH4) találunk propán (C3H8) vagy etán (C2H6) jelenlétében, ez a biológiai folyamatok erős jele lesz. Ha metánt találunk gázok, például kén-dioxid (SO₂) jelenlétében, ez azt jelzi, hogy a metán a geológiai folyamatok mellékterméke.

A Trace Gas Orbiter azonosítani fogja a felszín azon területeit, ahol metán szabadul fel, így az ExoMars-2020 AMS leszálló jármű ilyen helyen fog leszállni. A Trace Gas Orbiter ismétlőként is működik az ExoMars roverrel folytatott kommunikáció során .

Az Európai Űrügynökség egy második célt is követett: új technológiát próbált ki a légkörbe való visszatérésre, az űrhajók bolygók felszínére való leszállására és leszállására. A Trace Gas Orbiter egy automata marsi állomással, a Schiaparelli modullal rendelkező leszálló jármű számára repülést biztosított a Marsra , hogy bemutassa a visszatérés, leszállás és leszállás lehetőségét.

2016. október 19- én az ExoMars küldetés Schiaparelli leszállási modulja megpróbált leszállni a Vörös Bolygó felszínére , de néhány másodperccel a meghajtórendszer bekapcsolása után a berendezés jele megszakadt [11] . Ugyanezen a napon, a hajtóművek bekapcsolása után, amely UTC 13:05-től 15:24-ig tartott , a "Trace Gas Orbiter" a Mars egy mesterséges műholdjának pályájára lépett [2] . 2016. október 21-én az Európai Űrügynökség hivatalosan is megerősítette a Schiaparelli leszállóegység elvesztését [12] .

Fejlesztési előzmények

2008-ban a NASA űrügynökség bemutatott egy projektet a Mars Science Orbiter ( Eng.  Mars Science Orbiter ) számára. Egy évvel később, a Mars-kutatás terén folytatott közös együttműködésről szóló megállapodás aláírása után a projekt egy része az ESA vállára esett, és magát a projektet megváltoztatták. Az eszköz megváltoztatta a nevét, az indulási dátum 2016 -ra került, és a berendezést a NASA és az ESA is elkezdte fejleszteni . Elhatározták , hogy a Trace Gas Orbiter felváltja a már működő Mars Reconnaissance Orbitert és bekerül az ExoMars programba .  Az indítást az Atlas V rakéta [13] segítségével kellett volna végrehajtani . 2012-ben azonban a költségvetési megszorítások miatt a NASA kénytelen volt felfüggeszteni az együttműködést, és megszüntetni a projektben való részvételét [14] .

Ugyanebben az évben az ESA megállapodást kötött az orosz űrügynökséggel . A készülék négy tudományos műszeréből kettőt az Orosz Tudományos Akadémia Űrkutatási Intézetében fejlesztettek ki . A kilövéshez Proton-M hordozórakétát használtak .

Készülékek

A következő tudományos műszerek vannak telepítve erre az űrhajóra [15] :

• NOMAD ( N adir and O occulation for MA rs D Discovery)  – három spektrométer, két infravörös és ultraibolya, a légköri komponensek, köztük a metán és sok más nyomgáz rendkívül érzékeny azonosítására műholdpályáról. A NOMAD napfogyatkozási megfigyeléseket és a visszavert fény közvetlen megfigyelését végzi. Belgium , Spanyolország , Olaszország , Nagy - Britannia , USA , Kanada fejleszti . A NOMAD a 2,2-4,3  µm (infravörös) és 0,2-0,65 µm (ultraibolya) tartományt fedi le [16] .
• Az ACS ( A tmospheric Chemistry Suite ) egy  három infravörös spektrométer készlete a marsi légkör kémiájának és szerkezetének tanulmányozására. Az ACS kiegészíti a NOMAD -ot az infravörös lefedettség kiterjesztésével, és képes lesz napfényképeket rögzíteni , amelyek a napok okkultációs adatok jobb elemzéséhez szükségesek. A fővállalkozó az IKI RAS ( Oroszország ). Projektvezető - d.f.-m.s. O. I. Korablev. A készülék egy Echelle spektrométerből NIR, amely 0,7–1,6  µm tartományban működik , egy Echelle spektrométerből MIR, amely a 2,3–4,2 µm tartományban működik, és egy TIRVIM Fourier spektrométerből , amely 1,7–17 mikron tartományban működik. [17] .

A NOMAD és az ACS a Mars körüli forradalmonként kétszer figyeli meg a Napot, helyi napkelte és napnyugta idején, miközben átsüt a légkörön. Az ilyen mérések részletes információkat szolgáltatnak a metán mennyiségéről a Mars felszíne feletti különböző magasságokban.

A NOMAD és az ACS a felszínről visszavert fényt is vizsgálni fogja úgy, hogy spektrométereket egyenesen lefelé ( nadír ) mutat a bolygóra. Az ilyen mérések lehetővé teszik a metánforrások feltérképezését.

• A CaSSIS ( Colour and S Stereo S Surface Imaging System ) egy nagy felbontású kamera (4,5 m / pixel )  , amely színes és sztereó fényképek készítésére képes. A CaSSIS geológiai és dinamikus adatokat fog szolgáltatni a NOMAD és ACS eszközök által észlelt gázforrásokról . Tervezte: Svájc , Olaszország. A CaSSIS egy három tükörből álló anasztigma távcső , amelynek fókusztávolsága 880 mm , rekesznyílása 135 mm , látómezeje 1,34° × 0,88° [18] .
• FREND ( Fine Rsolution E pithermal N eutron D Detector ) – ez a neutrondetektor 1 méter  mélységig érzékeli a hidrogén jelenlétét a felszínről , és így érzékeli a vízjég helyét a felszín közelében. A FREND a felszín alatti jég jelenlétét 10-szer jobban érzékeli, mint a jelenlegi mérések. A fővállalkozó az IKI RAS (Oroszország). Projektvezető - d.f.-m.s. I. G. Mitrofanov. A készülék négy arányos hélium-3- mal töltött detektorból áll a 0,4 és 500  keV közötti energiájú neutronfluxusok detektálására, valamint egy szcintillációs detektorból , amely sztilbénkristályt tartalmaz a 0,5 és 10  MeV közötti energiájú neutronfluxusok detektálására . A kollimátornak köszönhetően a műszer látómezeje egy 40 km -es méretű foltra szűkül a Mars felszínén, ami lehetővé teszi a felszín alatti hidrogéneloszlási térképek készítését ezzel a felbontással. A FREND készülékhez tartozik még a Lyulin-MO dozimetriás készülék is, amely sugárzást mér, és lehetővé teszi a sugárzási helyzet megítélését az űrben és a Mars felszínén. A FREND készülék kifejlesztésében 5 orosz és egy bolgár intézet vett részt (ő készítette a Lyulin-MO készüléket) [19] [20] .

Tudományos kutatás

A TGO tudományos program keretében végzett megfigyelések 2018. április 21-én kezdődtek egy alacsony körpályán, mintegy 400 km-rel a Mars felszíne felett [21] [8] [9] : felbocsátották a nagy felbontású CaSSIS kamerát és spektrométereket. 2019. március 2-án a CaSSIS készített egy képet, amelyen az InSight leszállóegység , az ejtőernyő és a kapszula két fele látható, amelyek védték az InSightot a marsi légkörbe való belépéskor – az elülső hőpajzsot és a hátsó részt [22] .

2020-ban a TGO-szonda újrakezdte a tudományos kutatást [23] ; a kutatás folytatása 2021-ben [24] .

A FREND neutrondetektor adatai alapján globális térképet állítottak össze a Mars felszínének víztartalmáról az egyenlítői régióban az északi szélesség 50°-tól a déli szélesség 50°-áig. Egyes helyeken a marsi regolit felső méterében a hidrogén vízegyenértékének (WEH) tartalma körülbelül 20 tömegszázalék (a sarki régiókban a WEH meghaladja a 40 százalékot). A neutronszondázás nem tesz különbséget a víz különböző lehetséges formái között: vízjég, adszorbeált víz vagy kémiailag kötött víz. A megkülönböztetéshez további méréseket kell végezni más módszerekkel, például in situ elemzéssel vagy multispektrális képalkotással. A kimutatott WEH mennyiség azonban más adatokkal (domborzati jellemzők, felszíni hőmérséklet, légköri viszonyok) kombinálva lehetővé teszi a megkülönböztetést: a nagyobb, több tíz tömegszázalékot meghaladó WEH-t aligha lehet mással magyarázni, mint a vízjéggel; másrészt a hidratált ásványi anyagok általában nem tartalmaznak 10-15 tömeg%-nál többet. A neuronális elnyomás dimenzió nélküli paraméterének referenciaértékeként a Mars egyik legszárazabb régiójából, a Solis Planum régióból származó adatokat vettük, ahol az átlagos WEH 2,78 tömegszázalékra becsülhető. A Föld középpontjában, Arábia 17. pontjában és a közeli 10. pontban a talaj vízkoncentrációja 23-24%, ami a felső méteres rétegben tiszta vízjég jelenlétét jelzi. Az Árkádiai-síkságon található LWRR-23 pont esetében, amely 20,4-es WEH tömegszázalékot mutat, az északi szélesség 50°-hoz közeli elhelyezkedése valószínűleg a legjobb magyarázat a magas hidratációra: a marsi örökfagy határa a sarkoktól egészen az 50°-os szélességig terjed. hosszúsági fokok. A víz tömegének több mint 20%-a FREND a Mariner Valley kanyonjában található. Az Olümposztól délnyugatra található LWRR-3 és LWRR-4 pontokon a víztartalom körülbelül 9-13 tömeg% [25] .

Lásd még

• A Mars felfedezése
• " ExoMars "

Jegyzetek

1. ↑ 1 2 ExoMars 2016  felemelkedés . ESA (2016. március 14.). Hozzáférés időpontja: 2016. október 19. Az eredetiből archiválva : 2016. október 20.
2. ↑ 1 2 3 Az ExoMars TGO eléri a Mars pályáját, miközben az EDM helyzet értékelés alatt áll  (eng.)  (holt link) . ESA (2016. október 19.). Hozzáférés időpontja: 2016. október 19. Az eredetiből archiválva : 2016. október 20.
3. ↑ 1 2 EXOMARS TRACE GAS ORBITER (TGO)  (eng.)  (hivatkozás nem érhető el) . ESA (2014. március 13.). Letöltve: 2015. február 28. Archiválva az eredetiből: 2015. március 29.
4. ↑ NSSDCA/COSPAR azonosító:  2016-017A . NASA . Letöltve: 2018. május 27. Az eredetiből archiválva : 2017. március 28..
5. ↑ 1 2 3 4 EXOMARS. A TGO MODUL MŰKÖDÉSI KÖRÜLÉRE MEGTÉRT . Roszkoszmosz . _ Letöltve: 2018. május 27. Az eredetiből archiválva : 2020. július 24. (határozatlan)
6. ↑ ANGLING UP FOR MARS SCIENCE  (angol)  (a hivatkozás nem elérhető) . ESA . Letöltve: 2018. május 27. Az eredetiből archiválva : 2018. május 27.
7. ↑ 1 2 ExoMars készen áll a tudományos küldetés megkezdésére  (angolul)  (lefelé irányuló kapcsolat) . ESA . Letöltve: 2018. május 27. Az eredetiből archiválva : 2018. április 27..
8. ↑ 1 2 EXOMARS. ELSŐ KÉPEK A CASSIS BERENDEZÉSÉRŐL . Roszkoszmosz . _ Letöltve: 2018. május 27. Az eredetiből archiválva : 2020. február 21. (határozatlan)
9. ↑ 1 2 Az ExoMars visszaadja az első képeket új pályáról  (angolul)  (hivatkozás nem érhető el) . ESA . Letöltve: 2018. május 27. Az eredetiből archiválva : 2018. április 30.
10. ↑ Robert Naey. A marsi metán növeli az élet esélyét . Sky & Telescope (2004. szeptember 28.). Letöltve: 2019. december 2. Az eredetiből archiválva : 2019. október 22. (határozatlan)
11. ↑ Az ExoMars TGO eléri a Mars pályáját, miközben az EDM helyzet értékelés alatt áll  (eng.)  (hivatkozás nem érhető el) . ESA (2016. október 19.). Hozzáférés időpontja: 2016. október 19. Az eredetiből archiválva : 2016. október 20.
12. ↑ A Schiaparelli modul lezuhant a Marson való leszállás közben . " Interfax " (2016. október 21.). Letöltve: 2016. október 21. Az eredetiből archiválva : 2016. október 22.. (határozatlan)
13. ↑ Jonathan Amos. Európa Mars-tervei haladnak előre . BBC News (2009. október 12.). Letöltve: 2009. október 12. Az eredetiből archiválva : 2009. december 3.. (határozatlan)
14. ↑ Jonathan Amos. A NASA kiléphet az európai Mars-programból . BBC orosz szolgálat (2012. február 7.). Letöltve: 2012. február 7. Archiválva az eredetiből: 2012. június 23.  (határozatlan)  (Hozzáférés: 2012. február 7.)
15. ↑ ExoMars Trace Gas Orbiter Instruments (nem elérhető link) . ESA . Letöltve: 2016. március 12. Az eredetiből archiválva : 2016. február 19. (határozatlan) 
16. ↑ NOMAD (lefelé irányuló kapcsolat) . ESA . Letöltve: 2016. március 15. Az eredetiből archiválva : 2016. március 3. (határozatlan) 
17. ↑ ACS/ACS . "ExoMars-2016" . IKI RAS . Letöltve: 2019. február 15. Az eredetiből archiválva : 2016. március 16. (határozatlan)
18. ↑ CaSSIS (lefelé irányuló kapcsolat) . ESA . Letöltve: 2016. március 15. Az eredetiből archiválva : 2016. március 16.. (határozatlan) 
19. ↑ FREND nagy felbontású epitermikus neutrondetektor az ExoMars projekthez . 63. számú „Atomplanetológia” osztály . IKI RAS . Letöltve: 2019. február 15. Az eredetiből archiválva : 2018. szeptember 4.. (határozatlan)
20. ↑ FREND . "ExoMars-2016" . IKI RAS . Letöltve: 2019. február 15. Az eredetiből archiválva : 2019. február 15. (határozatlan)
21. ↑ Oroszország egyszerre két problémát old meg . Lenta.ru (2017. május 11.). Letöltve: 2017. május 11. Az eredetiből archiválva : 2020. szeptember 19. (határozatlan)
22. ↑ Az európai műhold befogja a NASA Mars leszállóegységét a pályáról Archiválva : 2020. november 7. a Wayback Machine -nél // BBC , 2019. március 14.
23. ↑ A TGO marsi szonda folytatta a tudományos kutatást Archiválva : 2020. július 24. a Wayback Machine -nél // 2020.04.15.
24. ↑ A Roskosmos bejelentette, hogy az ExoMars projekt első szakaszában elindított Trace Gas Orbiter (TGO) továbbította a Földre a Red Planet Archival másolatának 20 000. évfordulós évfordulójának 2021. január 31-i fényképét a Wayback Machinen // 01/30 /2021
25. ↑ Malakhov A. V. és munkatársai : A FREND neutronteleszkóp által megfigyelt nagy felbontású térképe a marsi regolitban az ExoMars TGO fedélzetén // Journal of Geophysical Research: Planets, 127. kötet, 5. szám

Linkek

• » Videó » Letöltés Kutató ExoMars Trace Gas Orbiter Kedvencekhez ESA . (határozatlan)
• "ExoMars-2016" . IKI RAS . (határozatlan)

A közösségi hálózatokon	Twitter