Мisija „ExoMars 2016“ je imala peh da je 19. oktobra započeta „grubim sletanjem“ lendera „Schiaparelli“ što je rezultiralo njegovim gubitkom, tako da su mnogi zaboravili da je orbiter TGO („Trace Gas Orbiter“) još živ i da se uredno okreće oko Marsa. Trenutno se nalazi na jako izduženoj eliptičnoj orbiti – 230 km × 98.000 km – sa periodom od 4,2 dana, i zato je još uvek daleko od svoje finalne naučne kružne orbite u koju će krajem sledeće godine ući neprestano koristeći metod aero-kočenja. Ipak, to nije sprečilo četiri sondina instrumenta da se uključe između 20. i 28. novembra radi sprovođenja složenih procesa kalibracije. Pogledajmo šta su nam od tada otkrili.
Region Arsia Chasmata snimljen kamerom CaSSIC.
Sa stanovišta najšire publike svakako najinteresantniji instrumenat logično je kamera CaSSIC (Colour and Stereo Surface Imaging System). CaSSIC je poslala prve slike 22. novembra. Nas narednom videu videćemo fotografije dobijene sa visine od 5.300 km i pri rezoluciji od 60 metara po pikselu na četiri talasne dužine na kojima kamera radi. Na slikama su oblasti Noctis Labyrinthus, Hebes Chasma i Arsia Chasmata.
Oblast Arsia Chasmata viđena kamerom CaSSIC.
CaSSIC ne može da se po rezoluciji meri sa kamerom HiRISE Nasine sonde MRO, koja snima 30 cm po pikselu, ali je u istoj kategoriji sa HRSC (High Resolution Stereo Camera) kamerom evropske sonde „Mars Express“, iako ima bolje performanse (HRSC ima prosečnu rezoluciju od 10 m po pikelu dok CaSSIC dostiže 4,6 m po pikselu). Međutim, u narednim mesecima CaSSIC će slati slike u sve boljoj rezoluciji jer je sada periastronsko udaljenje TGO-a preko 400 km veće nego kada bude u finalnoj kružnoj orbiti.
Prva stereoskopska slika TGO. Pojedine zone Hebes Chasma regiona vide se u rezoluciji od 2,8 m/px.
Krater prečnika 1,4 km snimljen kamerom CaSSIC u rezoluciji od 7,2 m/px.
CaSSIC je multispektralna kamera težine 17,7 kg proizvedena u Švajcarskoj, čija svaka fotografija pokriva površinu širine od oko 9 km. Optika ima žižinu daljinu 880 mm, prečnik 135 mm i odnos F/6,5. Njeno vidno polje je 1,34° × 0,88° i uključuje četiri filtera u vidljivom, plavo-zelenom, infracrcenom i blisko infracrvenom spektru.
Kamera CaSSIC.
Sekvence osmatranja četri instrumenta „ExoMarsa TGO“ sa trenutne orbite. Prvi snimak Marsa napravljen je 13. juna 2016. sa rastojanja od 41 mil. km sa rezolucijom od 460 km po pikselu.
„ExoMars 2016“ i njegovi instrumenti. Letilica ima solarne panele raspona 17,5 metara, teška je 44.332 kg, od čega su 113,8 kg instrumenti a „Schiaparelli“ je bio težak 577 kg.
Instrumenti „ExoMarsa 2016“.
Iako su fotografije u samoj žiži interesovanje javnog menenja, ne zaboravimo da je glavni cilj „ExoMarsa TGO“ analiza atmosfere Crvene planete na dosad nedostižnom nivou, sa posebnim akcentom na rasvetljavanju porekla Marsovog metana. To jedinjenje može da vuče poreklo ili od mikroorganizama, nekog geološkog mehanizma ili meteorita (ovo poslednje je favorit mnogih Nasinih naučnika i jedan je od razloga jednostranog povlačenja američke agencije iz projekta „ExoMars“ pre nekoliko godina). Za analizu Marsove atmosfere aparata TGO zadužena su dva spektrometra, NOMAD i ACS.
Atmosferski spektar Masa zahvaljujući NOMAD-u. Infracrvene linije vodene pare su prikazane gore, dok je dole prikazan reflektovani solarni spektar i apsorbcione linije atmosfere u vidljivom i ultraljubičastom spektru.
NOMAD (Nadir and Occultation for Mars Discovery) je glavni spektrometar misije a konstrukciom je rukovodila Balgija. Prvi rezultati ne pokazuju ništa neobično u Marsovoj atmosferi, već su prvenstveno služilli za kalibraciju instrumenta. NOMAD se sastoji od tri različita spektrometra koja posmatraju Marsovu atmosferu na talasnim dužinama od 0,20-0,65 mikrona i 2,3-4,3 mikrona, tj. od ultraljubičastog do infracrvenog, odn. neuobičajeno šitok raspon za spektrometar. NOMAD je kadar da otkrije koncentraciju metana od 100 ppt[1], hiljadu puta osetljiviji od sonde “Mars Express”, i uz to može da određuje izotopske proporcije u uzorku, što u principu omogućava procenu porekla metana – biološku ili geološku – i njegovu površinsku distribuciju. U tehničkoj razradi i izradi instrumenta učešće su imale naučne organizacije iz Islanda, Italije, SAD, Kanade i Britanije.
Prvi infracrveni spektar ACS čije linije odgovaraju CO2.Osnovni cilj NOMAD-a je analiza irasprostranjenosti 18 molekula: CO2, CO, H2O, C2H2, C2H4, C2H6, H2CO, CH4, SO2, H2S, HCl, HCN, HO2, NH3, N2O, NO2, OCS, O3.
 |
 |
NOMAD. Merenja se sprovode tokom solarnih okultacija, tj. instrument „gleda“ sunčevu svetlost koja se reflektuje od površine i atmosfere. Solar Occultation mode (SO), Limb, Nadir and Occultation mode (LNO) i Ultraviolet and Visible mode (UVIS).
Drugi spektrometar je ACS (Atmospheric Chemistry Suite) i on je ruske konstrukcije. U radu na njemu je učestvovala Ruska akademija (ИКИ), uz saradnju naučnih organizacija Francuske, Nemačke i Italije. Na prvom spektru atmosfere načinjenom 22. novembra registrovano je prisustvo ugljen-dioksida, najrasprostranjenijeg gasa Marsove atmosfere. ACS se sastoji od tri spektrometra (ACS/NIR, ACS/MIR i ACS/TIRVM) koja su komplementna sa NOMAD-om u infracrvenom spektru, od 0,73 do 25 mikrona. Težina instrumenta je 33,3 kg a troši samo 50 W struje.
 |
 |
Rusi su počeli rad na instrumentu ACS 2012. Njegove komponente su testirake i eksploatisane na instrumentima Spicam („Mars Express“), „РУСАЛКА“ (ISS 2009/2012), ПСФ („Марс-96“, „Mars Express“ i „Venus Express“), TИMM-2 i AOST („Фобос-грунт“).
Radi ispunjavanja naučnog progama ACS ima nekoliko režima rada: nadirni režim na noćnoj i dnevnoj strani planete, kada se istražuje odbijena svetlost ili sopstveno zračenje Marsa i režim u pomračenju, kadaje atmosfera prosvetljena Suncem.
Geometrija ACS opservacija tokom 22. novembra.
Spektralno pokrivanje NOMAD-a i ACS-a.
Poslednji instrument je FREND (Fine Resolution Epithermal Neutron Detector), ruski detektor neutronskog fluksa konstruisan da proučava distribuciju vodenog leda na Marsovoj površini. I ovaj instrument ima svoju predistoriju: neke komponente su već videle kosmos jer su letele kao instrumenti HEND (“Mars Odyssey”), DAN (rover MSL) i LEND (“Lunar Reconnaissance Orbiter”).
FREND će registrovati čestice sa energijama od 0,5 do 10 MeV. Težina mu je 36 kg.
Prvi rezultati ruskog detektora FREND.
Trajektorija TGO gde je FREND (bela linija) prikupljao podatke naspram mape instrumenta HAND „Mars Odysseya“.
Podaci FREND-ovog dozimetarskog modula „Ljulin-MO“ (rus. „Люлин-МО“). Modul ima zadatak da istražije zračenje na Marsovoj orbiti. Sastoji se od para teleskopa od koji svaki ima po dva poluprovodnička silicijumska detektora površine 2 cm2. Interesantno mi je da je instrument napravila Bugarska akademija nauka u Institutu za kosmička istraživanja i tehnologiju
FREND je u osnovi instrument Ruske akademije nauka (i pratećih instituta) i baziran je na sličnim instrumentimakoji se trenutno nalaze na drugim sondama, kao što su HAND na “Mars Odysseyu”, LAND na LRO-u i DAN na “Curiosityju”. FREND ima rezoluciju od 40 km, naspram 300 km instrumenta HAND na “Odysseyu”. Pošto može da detektuje neutronesa energijama između 0,4 eV i 10 MeV, FREND će moći da utvrđuje globalnu distribuciju površinskog leda u rezoluciji nikad viđenoj do sada.
Pored navedenog, TGO je 22. novembra komunicirao sa Nasinim roverima “Opportunity” i “Curiosity”, koji se nalaze na površini planete. Bio je to dobar način da se proveri da instrument “Electra” radi kako valja. Taj paket, koji je spakovala NASA, omogućava “ExoMarsu TGO” da funkcioniše kao prenosilac signala ka bilo kojoj sondi na površini, kao i drugim aparatima koji se okreću oko Marsa. TGO će iskoristiti taj kapacitet čim decembra 2017. uđe u konačnu kružnu orbitu visine 400 km i nagiba 74°. NASA trenutno za tu svrhu koristi sonde “Mars Odyssey” i MRO, kao i Esin “Mars Express”, ali ovaj prvi je več pri kraju svog radnog veka. Sonda MAVEN takođe poseduje instrument “Electra”, ali je i on već na polovini svoje primarne misije).
 |
 |
Telekomunikacioni paket „Electra”, formalno nazvan “Electra Proximity Link Payload”.
Faze misije „ExoMars 2016“.
Ipak, radio “Electra” na TGO je mnogo napredniji i naprimer nudi duplo bolju transmisiju od sonde MRO. 2020. TGO će biti iskorišćen za glavni link sa misijom “ExoMars 2020”. Ukratko, misija “ExoMars 2016” je tek na početku.
Geometrija linka između „Opportunityja“ i TGO-a.
[1] ppt = one part per trillion.
