1. Objetivos de la Misión

La misión TGO representa la primera fase del programa ExoMars, diseñada para investigar la presencia de gases traza en la atmósfera marciana que puedan indicar actividad biológica o geológica activa.

Objetivos Científicos:

• Realizar un inventario detallado de gases traza (metano, vapor de agua, nitrógeno, etc.) con una sensibilidad superior a misiones previas.
• Cartografiar la distribución de hidrógeno en el subsuelo somero (hasta 1 metro) para localizar depósitos de hielo de agua.
• Caracterizar las variaciones espaciales y temporales de la estructura térmica y el polvo en la atmósfera.
• Identificar fuentes superficiales potenciales de gases traza mediante imágenes de alta resolución.

Objetivos de Ingeniería:

• Transportar y liberar el módulo de demostración de entrada, descenso y aterrizaje (Schiaparelli).
• Validar las maniobras de aerofrenado (aerobraking) para la transición a la órbita científica.
• Proporcionar infraestructura de retransmisión de datos (relay) para activos en la superficie (rovers y landers).

2. Especificaciones de la Sonda (Bus TGO)

El orbitador utiliza una estructura central cúbica optimizada para la estabilidad de instrumentos de observación remota.

• Masa Total en Lanzamiento: 4,332 kg (incluyendo combustible y el módulo Schiaparelli de 577 kg).
• Dimensiones: Bus central de 3.2 m x 2 m x 2 m; paneles solares con una envergadura de 17.5 m.
• Propulsión: Sistema bi-propelente con un motor principal de 424 N para inserción orbital y maniobras críticas.
• Energía: Dos paneles solares (20 m²) que generan aproximadamente 2,000 W en Marte, respaldados por dos módulos de baterías de ion de litio (5,100 Wh).
• Comunicaciones: Antena de alta ganancia (HGA) de 2.2 m en banda X; transceptores Electra de banda UHF de la NASA para comunicaciones de proximidad con rovers.

3. Instrumentación Científica

La carga útil de 113.8 kg consta de cuatro instrumentos principales:

• NOMAD (Nadir and Occultation for MArs Discovery): Tres espectrómetros (dos infrarrojos y uno ultravioleta) para el análisis de la composición atmosférica mediante ocultación solar y nadir.
• ACS (Atmospheric Chemistry Suite): Conjunto de tres espectrómetros infrarrojos destinados a cartografiar gases, polvo y nubes, extendiendo el rango espectral de NOMAD.
• CaSSIS (Colour and Stereo Surface Imaging System): Cámara de alta resolución (4.6 m/píxel) con capacidad estéreo para construir modelos digitales de elevación.
• FREND (Fine Resolution Epithermal Neutron Detector): Detector de neutrones epicadmi para detectar hidrógeno en el suelo marciano con alta resolución espacial.

4. Vehículo de Lanzamiento y Trayectoria

El lanzamiento se ejecutó mediante el sistema Protón-M con una etapa superior Briz-M.

• Secuencia de Ascenso: Las tres etapas del Protón-M posicionaron la carga en una órbita de estacionamiento.
• Inyección Trans-Marciana: La etapa Briz-M realizó cuatro encendidos programados para alcanzar la velocidad de escape necesaria hacia Marte.
• Aerofrenado: Una fase crítica de un año de duración (2017-2018) donde el TGO rozó las capas superiores de la atmósfera para reducir su apogeo sin consumo adicional de combustible.

5. Análisis de Resultados y Conclusión Técnica

El TGO es considerado un éxito técnico absoluto para la ESA y Roscosmos. Logró la inserción orbital el 19 de octubre de 2016 y completó el aerofrenado con precisión nominal. Actualmente es el principal satélite de comunicaciones en Marte, transmitiendo más del 60% de los datos de los rovers de la NASA y la ESA. Científicamente, ha proporcionado límites estrictos sobre el metano, detectado agua en Valles Marineris y observado cloruro de hidrógeno por primera vez en Marte.