Med fem aktive rumfartøjer, der nu kredser om planeten, har NASA øget sin trafikovervågning for at sikre, at Mars-kredsløbene ikke kommer for tæt på hinanden.
Denne grafik viser de relative former og afstande fra Mars til fem aktive orbiter-missioner plus planetens to naturlige satellitter. Billedkredit: NASA / JPL-Caltech
NASA har øget sin proces med at undgå kollision - trafikovervågning, kommunikation og planlægning af manøvrer - for at sikre, at Mars-kredsløb ikke nærmer sig hinanden for tæt.
Sidste års tilføjelse af to nye rumfartøjer, der kredsede om Mars, bragte folketællingen for aktive Mars-kredsløb til fem, den mest nogensinde. NASAs Mars Atmosphere and Volatile Evolution (MAVEN) og Indiens Mars Orbiter Mission sluttede sig til Mars Express fra 2003 fra ESA (Det europæiske rumfartsagentur) og to fra NASA: Mars Odyssey 2001 og Mars Reconnaissance Orbiter i 2006 (MRO). Den nyligt forbedrede kollisionsundgåelsesproces sporer også den omtrentlige placering af NASAs Mars Global Surveyor, en orbiter fra 1997, der ikke længere fungerer.
Trafikstyring på Mars er meget mindre kompliceret end i Jorden kredsløb, hvor mere end 1.000 aktive orbiters plus yderligere stykker inaktiv hardware tilføjer farer. Efterhånden som Mars-efterforskningen intensiveres og fortsat vil gøre det med fremtidige missioner, øges forholdsreglerne. Den nye proces blev etableret for at styre denne vækst, når nye medlemmer tilføjes Mars-orbital-samfundet i de kommende år.
Det er ikke kun det samlede antal rumfartøjer, der betyder noget, men også de typer kredsløbsmissioner, der bruges til at nå deres videnskabelige mål. MAVEN, der nåede Mars den 21. september 2014, studerer den øvre atmosfære. Den flyver en aflang bane, sommetider længere væk fra Mars end NASAs andre kredsløb og undertiden tættere på Mars, så den krydser højder, der er besat af disse bane. Af hensyn til sikkerheden overvåger NASA også positioner fra ESAs og Indias kredsløb, som begge flyver aflange baner.
Robert Shotwell er chefingeniør for Mars-programmet ved NASAs Jet Propulsion Laboratory, Pasadena, Californien. Shotwell sagde:
Tidligere blev kollisionsundgåelse koordineret mellem Odyssey- og MRO-navigationsholdene. Der var mindre mulighed for et problem. MAVENs stærkt elliptiske bane, der krydser højden af andre kredsløb, ændrer sandsynligheden for, at nogen bliver nødt til at udføre en manøvre til at undgå kollision. Vi sporer alle kredsløb meget nærmere nu. Der er stadig en lav sandsynlighed for, at vi har brug for en manøvre, men det er noget, vi er nødt til at styre.
Alle fem aktive Mars-kredsløb bruger kommunikations- og sporingstjenesterne fra NASAs Deep Space Network, som administreres af JPL. Dette bringer baneinformation sammen, og ingeniører kan køre computerfremskrivninger af fremtidige bane til et par uger frem for sammenligninger.
Joseph Guinn er manager for JPL's Mission Design and Navigation Sektion. Guinn sagde:
Det er en overvågningsfunktion at forudse, hvornår trafikken bliver tung. Når to rumfartøjer forventes at komme for tæt på hinanden, giver vi folk en heads-up på forhånd, så projektteamene kan begynde at koordinere om, hvorvidt der er behov for manøvrer.
Mængden af usikkerhed i den forudsagte placering af en Mars-orbiter et par dage foran er mere end en kilometer (mere end to kilometer). Ved beregning af prognoser for uger fremover multiplicerer usikkerheden til dusinvis af miles eller kilometer. I de fleste tilfælde, hvor en kollision ikke kan udelukkes fra fremskrivninger to uger fremover, vil forbedret præcision i prognosen, når datoen bliver nærmere, udelukke en kollision uden behov for undgåelse. Missionteam for de relevante kredsløb bliver underrettet om på forhånd, når fremspring indikerer en kollision er mulig, selvom muligheden sandsynligvis forsvinder i efterfølgende fremskrivninger. Denne situation opstod nytårs weekend, 2015.
Den 3. januar bestemte den automatiske overvågning, at to uger senere kunne MAVEN og MRO komme inden for ca. to miles (tre kilometer) fra hinanden, med store usikkerheder tilbage i den nøjagtige passeringsafstand. Selvom det var en lørdag, gik automatik ud til holdene, der betjener krediterne. Guinn sagde:
I dette tilfælde, inden tidslinjen blev kort nok til at skulle planlægge en undgåelsesmanøvre, mindskede usikkerheden, og det udelukkede muligheden for, at de to rumfartøjer kommer for tæt på hinanden.
Dette forventes at være det sædvanlige mønster, med forhåndsadvarslen, der starter med overvågning på højere niveau og indledende diskussioner om muligheder.
Hvis der blev krævet forberedelser til en undgåelsesmanøvre, ville rumfartøjskommandoer blive skrevet, testet og godkendt til beredskab, men sådanne kommandoer vil ikke blive sendt til et rumfartøj, medmindre fremspring en dag eller to fremover viser sandsynligheden for en farlig sammenhæng. Mængden af usikkerhed omkring hvert rumfartøjs nøjagtige placering varierer, så nærheden, der betragtes som usikker, varierer også. I nogle situationer kan en fremadrettet fremskrivning af to fartøjer inden for ca. 100 meter (100 meter) fra hinanden udløse en manøvre.
Den nye formelle proces med at undgå kollision for Mars er en del af NASAs Multi-Mission Automated Deep-Space Conjunction Assessment Process. En sidefordel ved det er, at information om, hvornår to orbiters vil være i nærheden af hinanden - selvom de er adskilt fra hinanden - kunne bruges til planlægning af koordinerede videnskabsobservationer. Parret kunne se på en del af Mars eller dets atmosfære fra i det væsentlige det samme synspunkt samtidig med komplementære instrumenter.