Novi skupni program Nase in ESA za raziskovanje Marsa hitro napreduje k izvajanju dogovorjenega okvira za izgradnjo ambiciozne nove generacije orbiter in pristajalnih naprav rdečega planeta, začenši z izstrelitvenimi okni 2016 in 2018.
Evropsko vesoljsko plovilo ExoMars Trace Gas Mission Orbiter (TGM) je bilo izbrano kot prvo vesoljsko plovilo skupne pobude in naj bi se izstrelilo januarja 2016 na krovu, ki ga je dobavila NASA. raketa Atlas 5 za 9-mesečno križarjenje na Mars. Namen je preučiti sledi plinov v ozračju Marsa, zlasti virov in koncentracije metana, ki ima pomembne biološke posledice. Marsov orbiter in zemeljski teleskopi na zemlji so zaznali različne količine metana. Orbiter bo verjetno spremljal majhen statični pristajalnik, ki ga je zagotovila ESA in ga poimenovala demonstratorski modul za vstop, spust in pristanek (EDM).
Program NASA Mars spreminja svojo znanstveno strategijo, da bo sovpadala z novim skupnim podjetjem z ESA in tudi nadgradila na nedavnih odkritjih trenutne mednarodne flote marsovskih orbiterjev in raziskovalcev površin. Duh , Priložnost in Phoenix (glej moje prejšnje mars mozaike). Doug McCuiston, NASA-in direktor raziskovanja Marsa na sedežu Nase, mi je v intervjuju povedal, da »NASA hitro napreduje od 'Follow the Water' skozi ocenjevanje bivalnosti in na temo 'Seeking the Signs of Life'. Neposredno iskanje življenja je verjetno igla v kozolcu, vendar so podpisi preteklega ali sedanjega življenja lahko bolj razširjeni prek organskih snovi, virov metana itd.
NASA in ESA bosta objavili 'Obvestilo o priložnosti za orbiter januarja 2010', v katerem bosta zbirali predloge za zbirko znanstvenih instrumentov po McCuistonu. »Znanstveni instrumenti bodo izbrani na tekmovanju. Odprti so za sodelovanje ameriških znanstvenikov, ki lahko služijo tudi kot glavni raziskovalci (PI's)'. Predlogi bodo zapadli v 3 mesecih in jih bosta skupaj ocenili NASA in ESA. Izbira instrumentov je predvidena za objavo julija 2010, celotni stroški instrumentov, ki jih financira NASA, pa so omejeni na 100 milijonov dolarjev.
Orbiter Mars Trace Gas Mission, predviden za izstrelitev leta 2016, je prvo vesoljsko plovilo v novi skupni pobudi ESA in NASA za raziskovanje Marsa. Zasluge: NASA ESA
»Misijo iz leta 2016 mora NASA še vedno uradno odobriti po predhodnem pregledu načrta, ki se bo zgodil konec leta 2010 ali v začetku leta 2011. Financiranje do takrat je zajeto v klinu naslednjega desetletja programa Mars, kjer se vse misije, ki so se začele, nahajajo do odobritve. , ali ne, s strani Agencije,« mi je povedal McCuiston. Svet ministrov ESA je pravkar dal 'zeleno luč' in uradno odobril začetni proračun v višini 850 milijonov evrov (1,2 milijarde dolarjev) za začetek izvajanja svojega programa ExoMars za misije 2016 in 2018 17. decembra na sedežu ESA v Parizu v Franciji. V dveh letih bo zahtevanih dodatnih 150 milijonov evrov za izpolnitev zahteve po financiranju za obe misiji.
ESA je morala večkrat odložiti svoj program vesoljskega plovila ExoMars, saj je bil objavljen pred nekaj leti zaradi naraščajoče zapletenosti, nezadostnih proračunov in tehničnih izzivov, kar je povzročilo de-scope znanstvenih ciljev in zmanjšanje teže pristalega znanstvenega tovora. Rover ExoMars je bil prvotno načrtovan za izstrelitev leta 2009, zdaj pa je predviden za leto 2018 kot del nove arhitekture.
Orbiter Trace Gas združuje elemente ESA-jevega prej predlaganega orbiterja ExoMars in Nasinega predlaganega Mars Science Orbiterja. Kot je trenutno predvideno, bo vesoljsko plovilo imelo maso približno 1100 kg in nosilo približno 115 kg znanstvenega tovora, kar je minimalno potrebno za dosego njegovih ciljev. Instrumenti morajo biti zelo občutljivi, da bi lahko zaznali identiteto in izjemno nizko koncentracijo atmosferskih plinov v sledovih, ki označujejo prostorske in časovne spremembe metana in drugih pomembnih vrst, locirajo izvor sledovih plinov in ugotavljajo, ali so ki jih povzročajo biološki ali geološki procesi. Trenutni fotokemični modeli ne morejo razložiti prisotnosti metana v ozračju martain niti njegovega hitrega pojava in uničenja v prostoru, času ali količini.
Predvideva se, da bo raketa Atlas, podobna temu vozilu, ki sem ga opazil na Cape Canaveral Pad 41, izstrelila orbiter Mars 2016. Zasluge: Ken Kremer
Med načrtovanimi instrumenti so detektor in preslikava plinov v sledovih, termični infrardeči slikovni prikazovalnik ter širokokotna kamera in barvna stereo kamera visoke ločljivosti (ločljivost 1 – 2 metra). 'Vsi podatki se bodo delili skupaj in bodo v skladu z Nasinimi politikami o popolnoma odprtem dostopu in objavljanju v sistem planetarnih podatkov,' je dejal McCuiston.
Drug ključni cilj orbiterja bo vzpostavitev zmogljivosti prenosa podatkov za vse površinske misije do leta 2022, začenši s pristajališčem iz leta 2016 in dvema roverjema, ki sta predvidena za leto 2018. Ta časovni okvir bi lahko potencialno sovpadal z misijami Mars Sample Return, kar je dolgo želeni cilj mnogih znanstveniki.
Če bo proračun to dopuščal, namerava ESA pripraviti majhen spremljevalni pristajalnik (EDM), ki bi testiral kritične tehnologije za prihodnje misije. McCuiston me je obvestil, da: »Cilj tega demonstratorja tehnologije ESA je potrditi sposobnost pristajanja zmernih koristnih tovorov, tako da izbira mesta pristanka ne bo znanstveno usmerjena. Zato pričakujte nekaj takega, kot je Meridiani ali Gusev - veliko, ravno in varno. NASA bo pomagala pri inženiringu ESA po želji in v okviru omejitev ITAR. EDM bo za pristanek uporabljal padala, radar in grozde pulzirajočih tekočih pogonskih potisnikov.
'ESA načrtuje konkurenčni razpis za instrumente za njihovo nosilnost 3-4 kg,' je pojasnil McCuiston. »Objava priložnosti bo odprta tudi za predlagatelje iz ZDA, tako da bo morda nekaj ameriških PI-jev. ESA želi kamero, s katero bi 'dokazal', da so prišli na tla. Sicer za NASA ni načrtovana nobena pomembna vloga v EDM.'
Lander bi verjetno deloval kot vremenska postaja in bi bil razmeroma kratek, morda 8 solnih ali marsovskih dni, odvisno od zmogljivosti baterij. ESA ne vključuje dolgoročnega vira energije, na primer iz sončnih nizov, zato bo znanost o površini tako omejena.
Orbiter in pristajalnik bi se ločila ob prihodu na Mars. Orbiter bo uporabil vrsto manevrov zaviranja z letalom, da bi se sčasoma ustalil v 400 km visoko krožno znanstveno orbito, nagnjeno pod kotom približno 74 stopinj.
Skupna arhitektura Marsa je bila uradno dogovorjena lani poleti na dvostranskem srečanju med Edom Weilerjem (NASA) in Davidom Southwoodom (ESA) v Plymouthu v Združenem kraljestvu. Weiler je NASA-in pomočnik administratorja za direktorat za znanstvene misije, Southwood pa je direktor ESA za znanost in robotsko raziskovanje. Podpisali so sporazum o ustanovitvi Skupne pobude za raziskovanje Marsa (MEJI), ki v bistvu združuje programe Nase in ESA za Mars ter opredeljuje njune odgovornosti in cilje programa.
'Ključ za napredek pri raziskovanju Marsa je mednarodno sodelovanje z Evropo,' mi je Weiler dejal v intervjuju. »Nimamo dovolj denarja, da bi te misije opravljali ločeno. Enostavne stvari so bile narejene, nove pa so bolj zapletene in dražje. Prekoračitve stroškov v Mars Science Lab (MSL) so ustvarile proračunske težave za prihodnje misije na Mars. Za plačilo prekoračitve MSL je treba vzeti sredstva iz prihodnjih dodeljenih proračunskih sredstev za mars iz proračunskih let 2010 do 2014.
»Leto 2016 je logično izhodišče za skupno sodelovanje. NASA ima lahko misijo 2016, če sodelujemo z Evropo, ne pa, če delamo sami. S sodelovanjem lahko naredimo veliko več, saj imava oba enake znanstvene cilje in želiva izvajati iste vrste misij.” Weiler in Southwood sta svojim znanstvenim ekipam naročila, naj se srečajo in pripravijo realističen in znanstveno upravičen pristop. Weiler mi je pojasnil, da sta njegov cilj in upanje ponovno vzpostaviti vznemirljivo arhitekturo Marsa z novimi vesoljskimi plovili, ki se izstrelijo ob vsaki priložnosti, ki se zgodi vsakih 26 mesecev in ki pospešujejo najsodobnejšo znanost. 'Zelo pomembno je pokazati kritično novo tehnologijo na vsaki naslednji misiji.'
Več o načrtu misije za leto 2018 in naprej v nadaljnjem poročilu.
Mars iz orbite. Valles Marineris in vulkanska regija