ExoMars orbiter förbereder sig för att göra sina första vetenskapliga observationer på Mars under två omloppsbanor av planeten med start nästa vecka.

The Trace Gas Orbiter, eller TGO, en gemensam strävan mellan ESA och Roscosmos, anlände till Mars den 19 oktober. Den gick in i omloppsbana, som planerat, på en mycket elliptisk bana som tar den från mellan 230 och 310 km över ytan till cirka 98 000 km var 4,2:e dag.

Det huvudsakliga vetenskapsuppdraget kommer att påbörjas först när det når en nästan cirkulär bana cirka 400 km över planetens yta efter ett år av "flygbromsning" – med hjälp av atmosfären för att gradvis bromsa och ändra sin bana. Hela vetenskapsverksamheten förväntas inledas i mars 2018.

Men nästa vecka ger forskarteamen en chans att kalibrera sina instrument och göra de första testobservationerna nu rymdfarkosten faktiskt befinner sig på Mars.

Faktiskt, neutrondetektorn har varit på under en stor del av TGO:s kryssning till Mars och håller för närvarande på att samla in data för att fortsätta kalibrera bakgrundsflödet och kontrollera att ingenting förändrades efter att Schiaparelli-modulen lossnade från rymdfarkosten.

Det kommer att mäta flödet av neutroner från Mars yta, skapad av inverkan av kosmiska strålar. Sättet på vilket de släpps ut och deras hastighet när de anländer till TGO kommer att berätta för forskarna om sammansättningen av ytskiktet.

Särskilt, eftersom även små mängder väte kan orsaka en förändring av neutronhastigheten, sensorn kommer att kunna söka upp platser där is eller vatten kan finnas, inom planetens topp 1–2 m.

Orbiterns övriga tre instrument har ett antal testobservationer planerade under 20–28 november.

Under det primära vetenskapsuppdraget kommer två instrumentsviter att göra kompletterande mätningar för att göra en detaljerad inventering av atmosfären, särskilt de gaser som endast förekommer i spårmängder.

Av stort intresse är metan, som på jorden produceras främst av biologisk aktivitet eller geologiska processer såsom vissa hydrotermiska reaktioner.

Mätningarna kommer att utföras på olika sätt:pekar genom atmosfären mot solen, vid horisonten vid solljus spridd av atmosfären, och tittar nedåt på solljus som reflekteras från ytan. Genom att titta på hur solljuset påverkas, forskare kan analysera atmosfärens beståndsdelar.

Då kommer den att peka på Mars.

Med tanke på den nuvarande elliptiska omloppsbanan, rymdfarkosten kommer att vara både närmare och längre från planeten än under sitt huvudsakliga vetenskapsuppdrag. Närmast planeten, den kommer att färdas snabbare över ytan än i sin sista cirkulära bana, vilket ger vissa utmaningar när det gäller timing när bilderna ska tas.

Kameran är designad för att fånga stereopar:den tar en bild som tittar lite framåt, och sedan roteras kameran för att titta "bakåt" för att ta den andra delen av bilden, för att se samma område av ytan från två olika vinklar. Genom att kombinera bildparet, information om de relativa höjderna av ytegenskaperna kan ses.

Nästa vecka, kamerateamet kommer att kontrollera den interna timingen för att hjälpa till att programmera kommandon för framtida specifika vetenskapliga observationer. Den höga hastigheten och föränderliga höjden i den elliptiska omloppsbanan kommer att göra stereorekonstruktion utmanande, men teamet kommer att kunna testa stereorotationsmekanismen och de olika kamerafiltren, samt hur man kompenserar för rymdfarkosternas orientering med avseende på markspåret.

Det finns inga specifika bildmål i åtanke, även om den närmaste inflygningen av den första omloppsbanan kommer att flyga över Noctis Labyrinthus-regionen och den kommer att försöka få ett stereopar. I den andra omloppsbanan, den har möjlighet att ta bilder av Phobos.

I sista hand, kameran kommer att användas för att avbilda och analysera funktioner som kan vara relaterade till spårgaskällorna och sänkorna, för att bättre förstå de olika processer som kan producera gaserna. Bilderna kommer också att användas för att titta på framtida landningsplatser.

"Vi är glada över att vi äntligen kommer att se instrumenten uppträda i miljön som de designades för, och för att se de första data som kommer tillbaka från Mars, säger Håkan Svedhem, ESA:s TGO Project Scientist.

Efter denna korta demonstrationsperiod för vetenskapliga instrument, som också fungerar som ett test för att förmedla dessa data tillbaka till jorden, tillsammans med data från NASA:s Curiosity and Opportunity rovers, fokus återgår till driften och de förberedelser som krävs för flygbromsning nästa år.