Misja Trace Gas Orbiter
Sonda planetarna Mars Trace Orbiter (TGO) stanowi część programu ExoMars realizowanego przez Europejską Agencję Kosmiczną. Nadrzędnym celem misji jest badanie składu chemicznego atmosfery Marsa, w szczególności poszukiwanie metanu i innych gazów śladowych, mogących wskazywać na aktywność biologiczną lub wulkaniczną Czerwonej Planety.
Sonda TGO został z powodzeniem wysłana w kierunku Marsa 14 marca 2016 roku, z kosmodromu Bajkonur (Kazachstan), na pokładzie rakiety Proton-M. Po siedmiu miesiącach lotu, 19 października 2016 roku sonda weszła na orbitę Marsa, a 21 kwietnia 2018 rozpoczęła fazę badawczą misji.
Przed wejściem na orbitę Czerwonej Planety, od TGO oddzielił się lądownik Schiaparelli, który miał miękko wylądować na równinie Meridiani. Lądowanie nie powiodło się i lądownik roztrzaskał się o powierzchnię planety. Niepowodzenie misji lądownika nie miało żadnego wpływu na funkcjonowanie TGO i realizację własnego programu badawczego orbitera.
Trace Gas Orbiter pełni na orbicie Marsa podwójną rolę. Z jednej strony służy do obserwacji planety, z drugiej – jest stacją telekomunikacyjną zapewniającą łączność między Ziemią i innymi robotycznymi misjami marsjańskimi. Anteny TGO pomogą w łączności m.in. europejskiemu łazikowi Rosalind Franklin, który będzie stanowił główny element kolejnej fazy programu ExoMars – misji planowanej na rok 2020 [stan na październik 2019].
Do obserwacji Marsa TGO wykorzystuje cztery instrumenty naukowe. Dwa z nich (NOMAD i ACS) to spektrometry operujące w różnych zakresach podczerwieni, promieniowania widzialnego i ultrafioletu. Służą do określania składu chemicznego marsjańskiej atmosfery. Wysokorozdzielczych obrazów powierzchni Marsa dostarcza kamera CaSSIS, podczas gdy detektor neutronów FREND rejestruje obecność wodoru (składnika wody i uwodnionych minerałów).
Zaangażowanie CBK PAN w misję Trace Gas Orbiter
W ramach misji Trace Gas Orbiter naukowcy i inżynierowie Centrum Badań Kosmicznych PAN zaangażowani są w prace związane z kamerą CaSSIS (Colour and Stereo Surface Imaging System).
CaSSIS to główny system obrazujący sondy, jej “oczy”. Instrument obserwuje planetę w czterech zakresach widma – barwie czerwonej, zielonej i niebieskiej, oraz dodatkowo w bliskiej podczerwieni. W ciągu jednego dnia CaSSIS może zebrać dane dla 10-20 lokalizacji. Standardowy obraz obejmuje teren o wymiarach 9,5 km na 45 km, do tego przedstawiony trójwymiarowo (obserwacja stereoskopowa). Przy typowej orbicie – kołowej, o wysokości 400 km i nachyleniu 74 stopni – dane CaSSIS mają rozdzielczość przestrzenną 4,5 metra na piksel.
Główne zadania stawiane CaSSIS dotyczą charakteryzowania miejsc, które wstępnie zidentyfikowano jako potencjalne źródła gazów śladowych (np. metanu). Równocześnie kamera zbiera dane niezbędne do badania szybkich procesów zachodzących na powierzchni planety – sublimacji, erozji, procesów eolicznych, uderzeń meteorytów, śladów ewentualnej aktywności wulkanicznej. Zdjęcia wykonane przez CaSSIS pomogą też przy wyborze miejsca lądowania przyszłych łazików. Tu cenna okazuje się funkcja wykonywania map 3D – umożliwią ocenę nachylenia stoków.
Inżynierowie Centrum Badań Kosmicznych PAN zaprojektowali i wykonali moduł zasilania (ang. power converter module, PCM) dla kamery CaSSIS. Pierwsze modele modułu zostały wyprodukowane i przetestowane w CBK PAN, po czym wykonanie i wstępne testy egzemplarza lotnego powierzono firmie Creotech Instruments (finalne testy tego egzemplarza i integrację z całą kamerą wykonało CBK PAN).
CaSSIS to przedsięwzięcie międzynarodowe. Pracami konsorcjum kierowali Szwajcarzy (Uniwersytet w Bernie), a partnerami w zespole byli przedstawiciele instytucji z Polski, Włoch i Węgier.
Naukowcy CBK PAN są zaangażowani także w analizę danych przesyłanych przez CaSSIS. Działalnością tą zajmuje się Zakład Dynamiki Układu Słonecznego i Planetologii, w szczególności wchodzący w jego skład Zespół Eksploracji Marsa.
