Nowy wspólny program eksploracji Marsa NASA i ESA szybko realizuje uzgodnione ramy budowy ambitnej nowej generacji orbiterów i lądowników czerwonej planety, począwszy od okien startowych 2016 i 2018.
Kierowany przez Europę ExoMars Trace Gas Mission Orbiter (TGM) został wybrany jako pierwszy statek kosmiczny wspólnej inicjatywy i ma wystartować w styczniu 2016 r. Na pokładzie dostarczonej przez NASA rakiety Atlas 5 na 9-miesięczny rejs na Marsa. Celem jest badanie gazów śladowych w marsjańskiej atmosferze, w szczególności źródeł i stężenia metanu, który ma znaczące implikacje biologiczne. Zmienne ilości metanu zostały wykryte przez orbitę marsjańską i naziemne teleskopy na ziemi. Orbiterowi będzie prawdopodobnie towarzyszył mały statyczny lądownik dostarczony przez ESA i nazwany modułem Demonstratora Wjazdu, Zejścia i Lądowania (EDM).
Program Mars NASA zmienia strategię naukową, aby zbiegła się z nową spółką joint venture z ESA, a także opierać się na najnowszych odkryciach obecnej międzynarodowej floty marsjańskich orbiterów i odkrywców powierzchni Spirit, Opportunity i Phoenix (patrz moje wcześniejsze mozaiki marsjańskie). Doug McCuiston, dyrektor NASA ds. Eksploracji Marsa w NASA HQ, powiedział mi w wywiadzie, że „NASA szybko przechodzi od„ Follow the Water ”poprzez ocenę zamieszkiwania do tematu„ Seeking the Signs of Life ”. Bezpośrednie poszukiwanie życia jest prawdopodobnie igłą w stogu siana, ale sygnatury z przeszłości lub teraźniejszości mogą być szerzej rozprzestrzenione w organicznych, źródłach metanu itp. ”.
NASA i ESA opublikują „Ogłoszenie szansy dla orbitera w styczniu 2010 r.”, W którym wzywają do złożenia pakietu instrumentów naukowych według McCuistona. „Instrumenty naukowe zostaną wybrane w sposób konkurencyjny. Są otwarci na udział amerykańskich naukowców, którzy mogą również pełnić rolę głównych badaczy (PI) ”. Wnioski należy składać za 3 miesiące i zostaną wspólnie ocenione przez NASA i ESA. Wybór instrumentów zostanie ogłoszony w lipcu 2010 r., A całkowity koszt instrumentów finansowanych przez NASA jest ograniczony do 100 mln USD.
„Misja 2016 musi nadal zostać formalnie zatwierdzona przez NASA po wstępnym przeglądzie projektu, który odbędzie się pod koniec 2010 r. Lub na początku 2011 r. Finansowanie do tego czasu jest pokrywane z klina następnej dekady programu Mars, gdzie wszystkie nowe misje znajdują się do momentu zatwierdzenia , czy nie, przez Agencję ”, powiedział mi McCuiston. Rada Ministrów ESA właśnie dała „zielone światło” i formalnie zatwierdziła wstępny budżet w wysokości 850 milionów euro (1,2 miliarda USD), aby 17 grudnia w siedzibie ESA w Paryżu we Francji rozpocząć realizację programu ExoMars na misje 2016 i 2018. W ciągu dwóch lat zostanie złożony wniosek o kolejne 150 milionów euro w celu spełnienia wymogu finansowania dla obu misji.
ESA musiała kilkakrotnie opóźniać swój własny program kosmiczny ExoMars, odkąd został ogłoszony kilka lat temu z powodu rosnącej złożoności, niewystarczających budżetów i wyzwań technicznych, które skutkują zmniejszeniem zakresu celów naukowych i zmniejszeniem ciężaru wyładowanego ładunku naukowego. Łazik ExoMars pierwotnie miał zostać wprowadzony na rynek w 2009 r., A teraz jest ustawiony na 2018 r. Jako część nowej architektury.
Orbiter gazu śladowego łączy elementy wcześniej zaproponowanego przez ESA orbitera ExoMars i proponowanego przez NASA Mars Science Orbiter. Jak obecnie przewidywano, statek kosmiczny będzie miał masę około 1100 kg i udźwignie około 115 kg ładunku naukowego, co najmniej uznaje się za konieczne do osiągnięcia jego celów. Przyrządy muszą być bardzo czułe, aby mogły wykrywać tożsamość i wyjątkowo niskie stężenie atmosferycznych gazów śladowych, charakteryzować przestrzenną i czasową zmienność metanu i innych ważnych gatunków, lokalizować źródło pochodzenia gazów śladowych i określać, czy są one spowodowane przez procesy biologiczne lub geologiczne. Obecne modele fotochemiczne nie mogą wyjaśnić obecności metanu w atmosferze martaina ani jego szybkiego pojawienia się i zniszczenia w przestrzeni, czasie lub ilości.
Wśród planowanych instrumentów są detektor gazu śladowego i maper, termowizor na podczerwień oraz zarówno kamera szerokokątna, jak i kolorowa kamera stereo o wysokiej rozdzielczości (rozdzielczość 1-2 metrów). „Wszystkie dane będą wspólnie udostępniane i będą zgodne z polityką NASA dotyczącą w pełni otwartego dostępu i wysyłania do systemu danych planetarnych”, powiedział McCuiston.
Kolejnym kluczowym celem orbitera będzie ustanowienie możliwości przekazywania danych dla wszystkich misji powierzchniowych do 2022 r., Począwszy od lądownika 2016 i dwóch łazików zaplanowanych na 2018 r. Ten czas może potencjalnie zbiegać się z misjami zwrotu próbki Marsa, od dawna poszukiwanym celem wielu naukowcy.
Jeśli budżet na to pozwala, ESA planuje nałożyć na barana małego lądownika towarzyszącego (EDM), który przetestowałby kluczowe technologie w przyszłych misjach. McCuiston poinformował mnie, że: „Celem tego demonstratora technologii ESA jest sprawdzenie zdolności do wyładowywania umiarkowanych ładunków, więc wybór miejsca lądowania nie będzie zależał od nauki. Spodziewaj się więc czegoś takiego jak Meridiani lub Gusiew - duży, płaski i bezpieczny. NASA będzie wspierać inżynierię ESA zgodnie z wymaganiami i zgodnie z ograniczeniami ITAR. ” EDM użyje spadochronów, radaru i skupisk pulsujących płynnych napędów napędowych do lądowania.
„ESA planuje konkurencyjny nabór instrumentów o udźwigu 3-4 kg”, wyjaśnił McCuiston. „Ogłoszenie okazji będzie również otwarte dla amerykańskich wnioskodawców, więc mogą być też niektóre amerykańskie PI. ESA chce, aby kamera „udowodniła”, że upadła na ziemię. W przeciwnym razie NASA nie będzie planowana w EDM ”.
Lądownik najprawdopodobniej działałby jako stacja pogodowa i miałby stosunkowo krótki okres użytkowania, być może 8 Soli lub marsjańskich dni, w zależności od pojemności akumulatorów. ESA nie obejmuje długoterminowego źródła zasilania, takiego jak z paneli słonecznych, więc czas trwania badań powierzchniowych będzie ograniczony.
Orbiter i lądownik rozdzielą się po przybyciu na Marsa. Orbiter wykorzysta serię manewrów aerobrakingowych, aby ostatecznie osiąść na okrągłej orbicie naukowej o wysokości 400 km, nachylonej pod kątem około 74 stopni.
Wspólna architektura Marsa została formalnie uzgodniona zeszłego lata podczas dwustronnego spotkania Eda Weilera (NASA) i Davida Southwooda (ESA) w Plymouth w Wielkiej Brytanii. Weiler jest zastępcą administratora NASA w Dyrekcji Misji Naukowej, a Southwood dyrektorem ESA ds. Nauki i eksploracji robotów. Podpisali umowę o utworzeniu Wspólnej Inicjatywy Eksploracji Marsa (MEJI), która zasadniczo łączy programy Mars NASA i ESA oraz określa ich obowiązki i cele.
„Kluczem do dalszych badań Marsa jest międzynarodowa współpraca z Europą”, powiedział mi Weiler w wywiadzie. „Nie mamy wystarczających pieniędzy, aby wykonać te misje osobno. Proste rzeczy zostały zrobione, a nowe są bardziej złożone i droższe. Przekroczenia kosztów w Mars Science Lab (MSL) stworzyły problemy budżetowe dla przyszłych misji marsjańskich ”. Aby zapłacić za przekroczenie MSL, należy pobrać środki z przyszłych przydziałów budżetu marsjańskiego w latach budżetowych 2010–2014.
„2016 jest logicznym punktem wyjścia do współpracy. NASA może mieć misję w 2016 roku, jeśli będziemy współpracować z Europą, ale nie, jeśli będziemy pracować sami. Możemy zrobić znacznie więcej, współpracując, ponieważ oboje mamy te same cele naukowe i chcemy realizować te same rodzaje misji ”. Weiler i Southwood poinstruowali swoje zespoły naukowe, aby spotkali się i przedstawili realistyczne i naukowo uzasadnione podejście. Weiler wyjaśnił mi, że jego celem i nadzieją jest przywrócenie ekscytującej architektury Marsa za pomocą nowych statków kosmicznych wystrzeliwanych przy każdej okazji, która pojawia się co 26 miesięcy i która przyspiesza rozwój nauki. „Bardzo ważne jest zademonstrowanie nowej krytycznej technologii w każdej kolejnej misji”.
Więcej informacji na temat planu misji na 2018 r. I później w kolejnym raporcie.
