Nový společný program průzkumu na Marsu mezi NASA a ESA rychle prosazuje implementaci dohodnutého rámce pro vytvoření ambiciózní nové generace orbiterů a přistávajících na rudé planetě počínaje otevíracími okny 2016 a 2018.
Jako první kosmická loď této společné iniciativy byla vybrána evropská velitelská loď ExoMars Trace Gas Mission Orbiter (TGM), která má být spuštěna v lednu 2016 na palubě rakety Atlas 5 dodávané NASA na 9měsíční plavbu na Mars. Účelem je studium stopových plynů v marťanské atmosféře, zejména zdrojů a koncentrace metanu, které mají významné biologické důsledky. Variabilní množství metanu bylo detekováno marťanským orbitrem a pozemními dalekohledy na Zemi. Orbiter bude pravděpodobně doprovázen malým statickým přistávacím modulem poskytovaným ESA a dabovaným vstupním, sestupním a přistávacím demonstračním modulem (EDM).
NASA Mars Program posouvá svou vědeckou strategii tak, aby se kryla s novým společným podnikem s ESA a také stavěla na nedávných objevech ze současné mezinárodní flotily marťanských orbitrů a průzkumníků povrchů Spirit, Opportunity a Phoenix (viz moje dřívější marsové mozaiky). Doug McCuiston, ředitel výzkumu NASA společnosti Mars Exploration v ústředí NASA, mi v rozhovoru řekl, že „NASA rychle postupuje od„ Follow the Water “přes hodnocení obyvatelnosti a dále k tématu„ Hledám známky života “. Přímo hledat život je pravděpodobně sena v kupce sena, ale podpisy minulého nebo současného života se mohou šířit více organickými látkami, zdroji metanu atd. “.
NASA a ESA vydají „Oznámení o příležitosti pro orbitu v lednu 2010“, ve kterém budou požadovat návrhy na vědecké nástroje podle McCuistona. „Vědecké nástroje budou vybrány konkurenčně. Jsou otevřeni účasti amerických vědců, kteří mohou také sloužit jako hlavní vyšetřovatelé (PI). “ Návrhy jsou splatné do 3 měsíců a budou společně vyhodnoceny NASA a ESA. Výběr nástrojů je plánován na oznámení v červenci 2010 a celkové náklady na nástroje financované NASA jsou omezeny na 100 milionů dolarů.
„Mise 2016 musí být stále oficiálně schválena NASA po předběžném přezkumu návrhu, který proběhne na konci roku 2010 nebo začátkem roku 2011. Financování do té doby je zahrnuto v klínu Další dekáda programu Mars, kde všechny nové mise zůstávají až do schválení. nebo ne agenturou, “řekl mi McCuiston. Rada ministrů ESA právě vydala „zelené světlo“ a formálně schválila počáteční rozpočet ve výši 850 milionů EUR (1,2 miliardy USD) na zahájení provádění programu ExoMars pro mise 2016 a 2018 dne 17. prosince v sídle ESA v Paříži ve Francii. K dokončení požadavku na financování obou misí bude do dvou let požádáno o dalších 150 milionů EUR.
ESA musela opakovaně odkládat svůj vlastní program kosmických lodí ExoMars, protože byl oznámen před několika lety, kvůli rostoucí složitosti, nedostatečným rozpočtům a technickým výzvám, které vyústily v de-stanovení rozsahu vědeckých cílů a snížení váhy užitečného zatížení pozemních věd. ExerMars rover byl původně naplánován na spuštění v roce 2009 a nyní je nastaven na rok 2018 jako součást nové architektury.
Orbiter Trace Gas kombinuje prvky dříve navrženého ESA ExoMars orbiter a NASA navržený Mars Science Orbiter. Jak se v současné době předpokládá, kosmická loď bude mít hmotnost přibližně 1100 kg a ponese zhruba 115 kg užitečného zatížení vědy, což je minimum považované za nezbytné pro dosažení jejích cílů. Nástroje musí být vysoce citlivé, aby byly schopny detekovat identitu a extrémně nízkou koncentraci atmosférických stopových plynů, charakterizovat prostorovou a časovou variabilitu metanu a dalších důležitých druhů, lokalizovat zdrojový původ stopových plynů a určit, zda jsou způsobené biologickými nebo geologickými procesy. Současné fotochemické modely nemohou vysvětlit přítomnost metanu v atmosféře markýzy ani jeho rychlý vzhled a destrukci v prostoru, čase nebo množství.
Mezi plánované nástroje patří stopový detektor a mapovač plynů, termální infračervený zobrazovač a širokoúhlá kamera a stereochromatická kamera s vysokým rozlišením (rozlišení 1 - 2 metry). "Všechna data budou sdílena společně a budou v souladu s politikou NASA v oblasti plně otevřeného přístupu a zveřejňování v systému planetárních dat," řekl McCuiston.
Dalším klíčovým cílem orbiteru bude vytvoření schopnosti přenosu dat pro všechny povrchové mise do roku 2022, počínaje landerem 2016 a dvěma rovery sloted pro rok 2018. Tento časový rámec by se mohl časově shodovat s misemi Mars Sample Return, což je dlouho hledaný cíl mnoha vědci.
Pokud to rozpočet dovolí, ESA plánuje naložit malého doprovodného přistávače (EDM), který by testoval kritické technologie pro budoucí mise. McCuiston mě informoval, že „Cílem tohoto technologického demonstrátoru ESA je validace schopnosti přistát mírné užitečné zatížení, takže výběr místa přistání nebude veden vědecky. Takže očekávejte něco jako Meridiani nebo Gusev - velké, ploché a bezpečné. NASA bude pomáhat ESA konstrukci, jak je požadováno, a v rámci omezení ITAR. “ EDM použije k přistání padáky, radary a klastry pulzních pohonných pohonných jednotek.
"ESA plánuje konkurenční výzvu k použití nástrojů na jejich užitečném zatížení 3-4 kg," vysvětlil McCuiston. „Oznámení o příležitosti bude otevřeno i americkým navrhovatelům, takže mohou existovat některé US PI. ESA chce, aby kamera „dokázala“, že se dostali na zem. Jinak není v EDM v EDM plánována žádná významná role “.
Lander by pravděpodobně fungoval jako meteorologická stanice a měl by být relativně krátký, možná až 8 Solů nebo marťanských dnů, v závislosti na kapacitě baterií. ESA nezahrnuje dlouhodobý zdroj energie, například ze solárních polí, takže povrchová věda bude tedy omezena v délce trvání.
Po příletu na Mars se oběžné dráhy a přistávací plošiny oddělily. Orbiter použije řadu aerobrakingových manévrů, aby se nakonec usadil na 400 km vysoké kruhové vědecké oběžné dráze se sklonem asi 74 stupňů.
Společná architektura Marsu byla formálně dohodnuta minulé léto na dvoustranném setkání mezi Ed Weilerem (NASA) a Davidem Southwoodem (ESA) v Plymouthu ve Velké Británii. Weiler je přidruženým administrátorem NASA pro ředitelství vědeckých misí a Southwood je ředitelem ESA pro vědecké a robotické průzkumy. Podepsali dohodu o vytvoření společné iniciativy pro průzkum na Marsu (MEJI), která v zásadě uzavírá Mars programy NASA a ESA a vymezuje jejich příslušné programové povinnosti a cíle.
„Klíčem k pokroku v průzkumu na Marsu je mezinárodní spolupráce s Evropou,“ řekl mi Weiler v rozhovoru. "Nemáme dost peněz na to, abychom tyto mise vykonávali samostatně." Byly provedeny jednoduché věci a ty nové jsou složitější a dražší. Překročení nákladů na Mars Science Lab (MSL) způsobilo rozpočtové problémy pro budoucí marsové mise “. Aby bylo možné zaplatit za překročení maximálního limitu MSL, musí být prostředky získány z budoucích alokací rozpočtu Marsu z fiskálních let 2010 až 2014.
„2016 je logickým výchozím bodem pro spolupráci. NASA může mít misi 2016, pokud budeme pracovat s Evropou, ale ne, pokud budeme pracovat sami. Můžeme toho dosáhnout mnohem více společnou spoluprací, protože oba máme vědecky stejné cíle a chceme plnit stejné typy misí. “ Weiler a Southwood přikázali svým příslušným vědeckým týmům, aby se setkali a rozvrhli realistický a vědecky odůvodněný přístup. Weiler mi vysvětlil, že jeho cílem a nadějí bylo obnovit vzrušující Marsovu architekturu s novou kosmickou lodí vypuštěnou při každé příležitosti, která nastane každých 26 měsíců a která posouvá nejmodernější vědu. "Je velmi důležité prokázat kritickou novou technologii na každé následující misi."
Více o plánu mise na rok 2018 a dále v následné zprávě.
