Site en franšaisView this website in English
 

Missies naar Mars: ExoMars Trace Gas Orbiter (TGO)

Missieconcept

De ExoMars Trace Gas Orbiter missie is een ESA-RosCosmos (Russische ruimtevaartagentschap) missie. De missie heeft als doel om belangrijke vlucht- en in situ technologieën te demonstreren voor toekomstige exploratiemissies en om fundamenteel wetenschappelijk onderzoek uit te voeren voor de verkenning van Mars.

Daarnaast is deze missie ook belangrijk voor de communicatie tijdens huidige en toekomstige Mars missies.

ExoMars Mission

Het ExoMars programma omvat eigenlijk twee missies.

  • De eerste is de ExoMars Trace Gas Orbiter missie die beschreven wordt in dit document. Het is een door ESA geleide missie die in 2016 zal gelanceerd worden door een Soyuz vanuit Kazakhstan en ze omvat een orbiter en een lander demonstrator (EDL).
  • De tweede missie is een ESA rover, met Russische wetenschappelijke instrumenten, die in 2018 zal gelanceerd worden, ook door een Soyuz.

 

2016 Mars Orbiter Bus Joint Instrument Definition Team

In november 2009 werden de wetenschappelijke doelen gedetailleerd beschreven in het "Report of the Joint Investigation Definition Team (JIDT)". Frank Daerden van het Koninklijk Belgisch Instituut voor Ruimte-Aeronomie (BIRA) maakte deel uit van dit team.

Het JIDT-rapport omschreef de potentiele instrumenten waarmee de wetenschappelijke doelen van de missie zouden kunnen bereikt worden. Het document werd gebruikt bij het formuleren van een "Joint Announcement of Opportunity" voor instrumenten aan boord van een 2016 orbiter.

JIDT (2009). Final Report from the 2016 Mars Orbiter Bus Joint Instrument Definition Team, November 2009. (.pdf)

 

ExoMars Trace Gas Orbiter (TGO)

De satelliet werd ontworpen, gebouwd en samengesteld door ESA en omvat een orbiter die de wetenschappelijke instrumentatie voor de studie van spoorgassen zal vervoeren en een ‘Entry, Descent and Landing’ (EDL) Demonstrator.

ExoMars logo

De satelliet werd gelanceerd in maart 2016 met behulp van een Proton-draagraket, die geleverd werd door RosCosmos. De aankomst bij Mars vond plaats in oktober 2016. De ontkoppeling van de EDL Demonstrator gebeurde enkele dagen vóór het cruciale manoeuvre waarmee de orbiter in een baan om Mars gebracht werd en deze dus gevangen werd door de zwaartekracht van de planeet.

De orbiter volgde eerst een elliptische baan rond Mars die 4 sols duurde (1 sol is 1 Martiaanse dag). Deze baan werd gedurende 8 sols aangehouden. Daarna is de orbiter overgegaan naar een baan van 1 sol om uiteindelijk terecht te komen op een cirkelvormige baan op een hoogte van 350 à 420 km.

ExoMars trace Gas Orbiter

De wetenschappelijke operaties beginnen ten vroegste in het midden van het jaar 2017 en zullen één Martiaans jaar duren. Na deze wetenschappelijke operatiefase, zal de orbiter als communicatie- en data relaiskanaal dienen voor de ExoMars rover die in 2018 gelanceerd zal worden. Dat is twee jaar later dan de TGO.

De EDL Demonstrator zal in de toekomst gebruikt worden als test voor grotere landers. Er wordt verwacht dat hij slechts gedurende een korte tijd (van ongeveer 8 sols) zal overleven op het oppervlak van Mars.


Baan

Deze figuur toont het patroon van de omwentelingsbaan gedurende 4 Marsdagen. TGO zal gedurende een volledig Marsjaar (2 Aardse jaren) in een baan op 400 km hoogte blijven cirkelen. In de loop van deze periode zal de satelliet heel wat gegevens verzamelen.

Orbit

De nadir instrumenten zullen zich dag en nacht naar het oppervlak van de planeet richten en NOMAD zal de totale atmosfeerkolom tussen de satelliet en het oppervlak observeren.

Hij zal zelfs het licht kunnen meten dat uitgezonden of weerkaatst wordt door het oppervlak als de atmosfeer niet te veel stof bevat. Tijdens stofstormen (zie Mars, de planeet) zal NOMAD de samenstelling en dichtheid van de stofdeeltjes bestuderen.

Bij de dag-nachtgrenzen (de momenten waarop de satelliet een zonsopgang of zonsondergang ziet vanop zijn orbitaal waarnemingspunt), draait de volledige satelliet zich zodat instrumenten zoals NOMAD naar de zon gericht kunnen worden. Deze instrumenten meten het licht van de zon terwijl het zich door de atmosfeer van Mars voortplant. De golflengtes die daarbij geabsorbeerd worden, onthullen de samenstelling van de atmosfeer.

 

 

Wetenschappelijke doelen

Recente observaties van de planeet Mars, zowel waarnemingen vanop een baan rond Mars als vanop Aarde, hebben de aanwezigheid van methaan aangetoond.

De huidige fotochemische modellen kunnen de aanwezigheid van methaan en diens variaties in ruimte en tijd niet verklaren. Deze waarnemingen doen vragen rijzen in verband met de oorsprong van methaan, de mogelijke aanwezigheid en variatie van andere spoorgassen, de processen die plaatsvinden op en onder het oppervlak en in de atmosfeer van Mars, enz.

Deze vragen hebben tot de volgende wetenschappelijke doelstellingen geleid:

  1. De detectie van een breed gamma aan atmosferische spoorgassen en belangrijke isotopen
  2. De karakterisering van de variabiliteit in tijd en ruimte van methaan en andere belangrijke chemische stoffen
  3. De lokalisatie van bronnen van en de afleiding van de evolutie van methaan en andere belangrijke chemische stoffen en hun mogelijke interacties
  4. De weergave van oppervlakte-eigenschappen die mogelijks in verband gebracht kunnen worden met de oorsprong en vernietiging van spoorgassen

 

     

Instrumenten

Instruments on TGO 2016

  • NOMAD: A high resolution solar occultation and nadir spectrometer

    Een groep van drie spectrometers die ontworpen zijn om sporen van de componenten in de Mars atmosfeer te detecteren en om in kaart te brengen waar deze componenten zich bevinden op het oppervlak.

    Contact: Ann C. Vandaele, Koninklijk Belgisch Instituut voor Ruimte-Aeronomie, Brussel, België.

  • ACS: Atmospheric Chemistry Suite
    Drie spectrometers die gassen, stof en wolken in kaart brengen
  • FREND: Fine Resolution Epithermal Neutron Detector
    Een instrument dat het waterstofgehalte van het (sub)oppervlak meet
  • CaSSIS: Camera and Stereo Surface Imaging System
    Een camera die beelden van het Mars oppervlak neemt met een hoge resolutie

 

Lees meer op ESA ExoMars Trace Gas Orbiter and Schiaparelli Mission (2016)

 

 

Fasering van de missie

Maart 2016: Lancering
Oktober 2016: EDL Demonstrator –orbiter ontkoppeling
Oktober 2016: Orbiter in een elliptische baan rond Mars
Tussen mei en augustus 2017: Start van de orbiters wetenschappelijke operatie
Januari 2019: Aankomst van de 2018 rover missie en landing van de rovers
Tussen april en juli 2019: Start data relais voor de rovers
December 2022: Einde van de missie

 

Link naar de website van het Federaal Wetenschapsbeleid
Link naar de Federale Portaalsite