ExoMars

ExoMars – wspólny program badawczy Europejskiej Agencji Kosmicznej i Rosyjskiej Agencji Kosmicznej Roskosmos, koncentrujący się na poszukiwaniu śladów procesów biologicznych i geologicznych na Marsie. Program obejmuje też badania gazów występujących w śladowych ilościach (mniejszych niż 1%) w atmosferze planety, takich jak metan, para wodna czy dwutlenek azotu. Składa się z dwóch misji:

• orbitera ExoMars Trace Gas Orbiter (TGO) i lądownika Schiaparelli (2016),
• łazika Rosalind Franklin i lądownika Kazaczok (2022).

Sonda TGO dotarła do Marsa 19 października 2016. Orbiter wszedł na orbitę Marsa, natomiast lądownik Schiaparelli w wyniku nieudanego lądowania rozbił się na powierzchni planety.

Historia projektu

Europejski projekt badań astrobiologicznych na Marsie powstał na początku XXI wieku, kilkakrotnie zmieniano koncepcję jego realizacji. Jego początki sięgają 2001 roku i programu Aurora, którego długoterminowym celem ma być załogowa wyprawa na Marsa.

pierwotnie miał być realizowany we współpracy z amerykańską agencją NASA. Rozmowy na ten temat trwały od grudnia 2008 roku. Ta jednak wycofała się z przedsięwzięcia w lutym 2012 roku.

Pierwotnie planowano start misji ESA z Kourou przy pomocy rakiety Sojuz-2b/Fregat w czerwcu 2011, zaś lądowanie w czerwcu 2013. Jednak po nagłej awarii sondy MGS i niepewności NASA co do możliwości wykorzystania sondy MRO jako retranslatora sygnału, ESA zdecydowała się w listopadzie 2006 wprowadzić do projektu odrębnego satelitę telekomunikacyjnego. Ze względu na zbyt mały udźwig rakiety Sojuz 2/Fregat zastąpiono ją europejską rakietą Ariane 5, choć rozpatrywano też użycie rosyjskiego Protona, zaś datę startu zmieniono na 24 listopada 2013. 16 października 2008 start przełożono na styczeń 2016, a lądowanie na początek 2017 roku.

W połowie 2009 r. z projektu skreślono satelitę telekomunikacyjnego, a start przełożono na rok 2018, zaś 19 sierpnia 2009 podpisano umowę pomiędzy ESA a Roskosmosem, w myśl której rakietą nośną będzie jednak rosyjski Proton. Jednak jesienią tegoż roku ESA zdecydowała się na współpracę z NASA. Wówczas projekt rozdzielono na orbiter pod nazwą roboczą ExoMars 2016 Trace Gas Orbiter (start w 2016) oraz dwa łaziki, które miały zostać wyniesione w styczniu 2018 za pomocą rakiety Atlas V, a wylądować wspólnie za pomocą znanego z projektu Mars Science Laboratory rozwiązania Skycrane.

Misja

Ta sekcja wymaga modyfikacji na podstawie najświeższych informacji. Niektóre treści są na pewno lub najprawdopodobniej nieaktualne. Artykuł należy zweryfikować, wskazując w przypisach źródła informacji. Dokładniejsze informacje o tym, co należy poprawić, być może znajdują się w dyskusji tej sekcji. Po wyeliminowaniu niedoskonałości należy usunąć szablon {{Dopracować}} z tej sekcji.

• wrzesień 2015, z powodu usterki dwóch sensorów w systemie napędowym demonstratora lądowania, start misji ExoMars 2016 Trace Gas Orbiter został przesunięty ze stycznia na marzec 2016.
• 14 marca 2016 o godzinie 10:30 czasu polskiego pierwsza misja została wystrzelona rakietą Proton M z kosmodromu Bajkonur. Po siedmiu minutach potwierdzono odłączenie pierwszego, drugiego i trzeciego członu rakiety Proton.
• 13 czerwca 2016 w ramach testów kamery, sonda wykonała pierwsze zdjęcie Marsa z odległości 41 milionów kilometrów.
• 16 października 2016 nastąpiło oddzielenie lądownika od sondy orbitalnej. Schiaparelli ma za zadanie przetestować lądowanie na planecie oraz wykonać pomiary naukowe.
• 19 października 2016 lądownik Schiaparelli o godzinie 16:58 czasu polskiego rozbił się na powierzchni Marsa. Sygnał z lądownika urwał się na 15 sekund przed osiągnięciem powierzchni. Sonda TGO weszła na orbitę zgodnie z założeniami. Ponieważ Schiaparelli miał być głównie testem technologicznym lądowania, wyniki analizy wypadku będą uwzględnione w bliźniaczej misji ExoMars z lądownikiem wyposażonym w łazik marsjański (planowany start w roku 2020).
• 25 listopada 2016 orbiter znajduje się na eliptycznej orbicie o parametrach 310/230 km. Po roku ma znaleźć się na orbicie kołowej na wysokości 400 km.
• Od marca 2017 do lutego 2018 sonda była stopniowo hamowana przez atmosferę. Profil misji z hamowaniem atmosferycznym umożliwił sondzie zaoszczędzenie około 600 kg paliwa.
• 20 lutego 2018 sonda TGO zakończyła program hamowania atmosferycznego, którego celem była cyrkularyzacja orbity.
• W kwietniu orbiter uruchomił silnik w celu ustawienia się na docelowej orbicie. Z ostatecznej orbity TGO rozpocznie szukanie w marsjańskiej atmosferze metanu i innych gazów śladowych, a detektor neuronów pomoże w poszukiwaniu podziemnego lodu.

Masa statku w chwili startu wynosiła 4332 kg (razem z paliwem), w tym orbiter 3732 kg (instrumenty naukowe 113,8 kg), a lądownik 600 kg.

Orbiter ma stworzyć mapę źródeł gazów atmosferycznych wiązanych z życiem, a zwłaszcza pojawiającego się na planecie metanu. Sonda ma ocenić, gdzie na powierzchni znajdują się źródła metanu i czy jego ilość zmienia się wraz z marsjańskimi porami roku. Pozwoli to ustalić, czy ten gaz ma pochodzenie geologiczne czy biologiczne. TGO będzie też zapewniał komunikację innym misjom z Ziemią.

W maju 2016 roku powiadomiono, że start drugiej części misji został przesunięty z roku 2018 na 2020.

W marcu 2022 roku, z powodu rosyjskiej inwazji na Ukrainę, projekt został zawieszony.

Orbiter i lądownik

Misja ExoMars 2016 Trace Gas Orbiter (TGO) będzie obejmowała europejsko-rosyjską sondę przeznaczoną do badania zawartości metanu w atmosferze Marsa i przekazu danych z orbity i powierzchni, oraz europejski demonstrator lądowania Schiaparelli (wcześniej znany pod nazwą EDM – ExoMars Entry, Descent and Landing Demonstrator Module), który osadzi na powierzchni Marsa stację meteorologiczną.

Aparatura naukowa w wyposażeniu TGO:

• Fine Resolution Epithermal Neutron Detector (FREND) (wysokiej rozdzielczości detektor neutronów);
• Mars Atmospheric Trace Molecule Occultation Spectrometer (MATMOS);
• High-resolution solar occultation and nadir spectrometer (SOIR/NOMAD);
• ExoMars Climate Sounder (EMCS);
• High-resolution Stereo Color Imager (HiSCI);
• Mars Atmospheric Global Imaging Experiment (MAGIE).

Na pokładzie sondy i lądownika znajdują się instrumenty wykonane w Polsce. W Centrum Badań Kosmicznych Polskiej Akademii Nauk zbudowano zasilacz do kamery CaSSIS. Firma Creotech Instruments zamontowała elementy systemu zasilania kamery, a na pokładzie lądownika znajdują się detektory podczerwieni wykonane przez firmę Vigo System S.A. z Ożarowa Mazowieckiego.

Łaziki

 Osobny artykuł: Rosalind Franklin (łazik).

Łazik ESA będzie miał masę około 180 kg (podobnie jak Spirit i Opportunity, lecz około pięć razy mniej niż Curiosity). Będzie przebywać na jego powierzchni około sześciu miesięcy. Jego unikatową możliwością będzie wykonywanie odwiertów do głębokości 2 metrów. Będzie posiadać też mikroskop. Dodatkową umiejętnością będzie pieczętowanie i zachowywanie próbek z odwiertów.

Zobacz też

Zobacz multimedia związane z tematem: ExoMars

• badania Marsa

Przypisy

Bibliografia

• Strona oficjalna misji ExoMars (ang.)
• „Wiedza i Życie”. Numer specjalny 3/2007