NASA ja ESA uus ühine Marsi-uuringute programm on kiire edasiliikumise tulemusel kokkulepitud raamistiku rakendamiseks, et ehitada 2016. ja 2018. aasta stardiakendest alates ambitsioonikas uue põlvkonna punase planeedi orbiidid ja maandurid.
Euroopa juhitud ExoMars Trace Gas Mission Orbiter (TGM) on valitud ühisalgatuse esimeseks kosmoseaparaadiks ja see on ette nähtud käivitama 2016. aasta jaanuaris NASA tarnitud raketi Atlas 5 pardal 9-kuuliseks merereisiks Marsile. Selle eesmärk on uurida Marsi atmosfääris leiduvaid gaase, eriti metaani allikaid ja kontsentratsiooni, millel on oluline bioloogiline mõju. Marsi orbiidi ja maapealsete teleskoopide abil on tuvastatud muutuvad kogused metaani. Orbiidil on tõenäoliselt kaasas väike staatiline maandur, mille annab ESA ja mis on dubleeritud sisenemis-, laskumis- ja maandumismonstraatori mooduliks (EDM).
NASA Marsi programm nihutab oma teadusstrateegiat nii, et see langeb kokku uue ühisettevõttega ESA-ga ning toetub ka hiljutistele avastustele, mis pärinevad praegusest rahvusvahelisest Marsi orbiiditajate ning pinnauurijate Spirit, Opportunity ja Phoenixi rahvusvahelisest laevastikust (vt minu varasemaid marsi mosaiike). NASA NASA peakorralduse Marssi uurimise direktor Doug McCuiston ütles mulle ühes intervjuus, et „NASA areneb kiiresti„ Jälgi vett “, hinnates elamiskõlblikkust, ja edasi teemani„ Elumärkide otsimine “. Otseselt elu otsimine on nõel heinakuhjas, kuid mineviku või praeguse elu allkirjad võivad olla laialt levinud orgaanika, metaaniallikate jne kaudu.
NASA ja ESA avaldavad 2010. aasta jaanuaris väljakuulutuse võimalusest orbiidil osalemiseks, pakkudes McCuistoni sõnul ettepanekuid teadusinstrumentide komplekti kohta. „Teadusinstrumendid valitakse konkurentsi teel. Neis võivad osaleda USA teadlased, kes võivad olla ka juhtivad uurijad (PI). Ettepanekute esitamise tähtaeg on 3 kuud ning NASA ja ESA hindavad neid ühiselt. Instrumentide valimine on ette nähtud teatavaks tegemiseks 2010. aasta juulis ja NASA rahastatavate instrumentide kogukulud on maksimaalselt 100 miljonit dollarit.
„2016. aasta missiooni peab NASA ikkagi ametlikult heaks kiitma pärast esialgset projektiülevaadet, mis toimub kas 2010. aasta lõpus või 2011. aasta alguses. Kuni selle ajani on rahastamine Marsi programmi Järgmise kümnendi kiil, kus kõik uue algusega missioonid asuvad kuni kinnitamiseni. või mitte, agentuuri poolt ”, ütles McCuiston mulle. ESA ministrite nõukogu andis just nn rohelise tule ja kinnitas ametlikult esialgse eelarve 850 miljonit eurot (1,2 miljardit dollarit), et alustada oma ExoMarsi programmi rakendamist 2016. ja 2018. aasta missioonide jaoks 17. detsembril ESA peakorteris Pariisis, Prantsusmaal. Mõlema missiooni rahastamisnõude täitmiseks taotletakse kahe aasta jooksul veel 150 miljonit eurot.
ESA on pidanud omaenda ExoMarsi kosmoselaevaprogrammi korduvalt edasi lükkama, kuna see oli mitu aastat tagasi välja kuulutatud kasvava keerukuse, ebapiisavate eelarvete ja tehniliste väljakutsete tõttu, mille tulemuseks olid teaduse eesmärkide ulatuse vähendamine ja maandunud teaduse kasuliku kaalu vähenemine. ExoMarsi roveri plaaniti algselt välja tuua 2009. aastal ja see on uue arhitektuuri osana seatud 2018. aastaks.
Trace Gas orbiiter ühendab ESA varem välja pakutud ExoMarsi orbiidi elemendid ja NASA kavandatud Mars Science Orbiter. Nagu praegu arvatakse, on kosmoseaparaadi mass umbes 1100 kg ja sellel on umbes 115-kilogrammine teaduslik kasulik koormus, mis on selle eesmärkide saavutamiseks vajalik. Mõõteriistad peavad olema ülitundlikud, et nad saaksid tuvastada atmosfääri jääkgaaside identsust ja eriti madalat kontsentratsiooni, iseloomustada metaani ja muude oluliste liikide ruumilist ja ajalist varieerumist, leida mikroelementide päritolu ja teha kindlaks, kas need on põhjustatud bioloogilistest või geoloogilistest protsessidest. Praegused fotokeemilised mudelid ei suuda seletada metaani esinemist mahedas atmosfääris ega selle kiiret ilmnemist ja hävimist ruumis, ajas ega koguses.
Kavandatud instrumentide hulgas on gaaside jälgimise detektor ja kaardistaja, termiline infrapunakujutis ning nii lainurkkaamera kui ka kõrgresolutsiooniga stereovärvides kaamera (eraldusvõime 1–2 meetrit). "Kõiki andmeid jagatakse ühiselt ja need vastavad NASA poliitikale täielikult avatud juurdepääsu ja planetaarsesse andmesüsteemi postitamise kohta", ütles McCuiston.
Orbiidri teine põhieesmärk on luua andmeedastusvõime kõigi 2022. aasta pinnamissioonide jaoks, alustades 2016. aasta maandumiskohast ja kahest marsruudist, mille pikkuseks on 2018. See ajakava võib potentsiaalselt langeda kokku Marsi proovide tagastamise missioonidega, mis on paljude ammu otsitud eesmärk. teadlased.
Kui eelarve võimaldab, plaanib ESA väikese kaaslase (EDM), mis katsetaks kriitilisi tehnoloogiaid tulevaste missioonide jaoks. McCuiston teatas mulle, et „Selle ESA tehnoloogia tutvustaja eesmärk on kinnitada mõõduka kasulikkuse maandumise võimalust, nii et maandumiskoha valik ei põhine teadusel. Nii et oodake midagi Meridiani või Gusevi sarnast - suurt, tasast ja turvalist. NASA abistab ESA tehnikat vastavalt nõudmisele ja ITAR-i piirangute piires. ” EDM kasutab maandumiseks langevarju, radarit ja pulseerivate vedelike tõukejõu rühmitusi.
"ESA kavandab võistluskutse instrumentide saamiseks nende 3-4-kilogrammisele kandevõimele", selgitas McCuiston. „Võimaluse teadaanne on avatud ka USA taotlejatele, nii et võib-olla on mõned USA PI-d. ESA soovib, et kaamera tõestaks, et nad on maapinnale jõudnud. Muidu pole NASA-l EDM-is olulist rolli kavandatud ”.
Maandur toimiks tõenäoliselt ilmajaamana ja oleks suhteliselt lühikese elueaga, olenevalt patareide mahust võib olla 8 Soli või marsi päeva. ESA ei sisalda pikaajalist energiaallikat, näiteks päikesemassiive, seega on pinnateaduse kestus piiratud.
Orbiidil ja maandumisel eralduksid Marsile saabudes lahus. Orbiidil kasutatakse mitmeid aeroobsemete manöövreid, et lõpuks asuda 400 km kõrgusele ümmargusele teaduse orbiidile, mis on kaldu umbes 74 kraadi.
Ühine Marsi arhitektuur lepiti ametlikult kokku möödunud suvel Ed Weileri (NASA) ja David Southwoodi (ESA) kahepoolsel kohtumisel Plymouthis, Suurbritannias. Weiler on NASA teadusmissioonide direktoraadi assotsieerunud administraator ning Southwood on ESA teaduse ja robotite uurimise direktor. Nad allkirjastasid lepingu Marsi uurimise ühisalgatuse (MEJI) loomiseks, mis sisuliselt ühendab NASA ja ESA Marsi programme ning kirjeldab nende vastavaid programmi kohustusi ja eesmärke.
"Marsi uurimise edasiliikumise võti on rahvusvaheline koostöö Euroopaga," ütles Weiler mulle antud intervjuus. „Meil pole piisavalt raha, et neid missioone eraldi teha. Lihtsad asjad on tehtud ja uued on keerukamad ja kallimad. Mars Science Labi (MSL) kulude ületamine on tekitanud eelarveprobleeme tulevasteks marsimissioonideks ”. MSL-i ületamise eest tuleb eraldada vahendeid tulevastest Marsi eelarve eraldistest eelarveaastateks 2010–2014.
“2016 on loogiline lähtepunkt koostööks. NASA-l võib olla 2016. aasta missioon, kui teeme koostööd Euroopaga, kuid mitte siis, kui töötame üksi. Saame koos töötades nii palju rohkem ära teha, kuna meil mõlemal on teaduslikult samad eesmärgid ja tahame läbi viia sama tüüpi missioone. ” Weiler ja Southwood juhendasid oma vastavaid teadusrühmi kohtuma ja kujundama realistlikku ja teaduslikult põhjendatud lähenemisviisi. Weiler selgitas mulle, et tema eesmärk ja lootus oli taastada põnev Marsi arhitektuur uute kosmoseaparaatidega, mis lastakse igal võimalusel kasutusele iga 26 kuu tagant ja edendavad teaduse arengut. "On väga oluline demonstreerida uut kriitilist tehnoloogiat igal järgneval missioonil".
Lisateavet 2018. aasta missiooniplaani ja kaugema kohta kohta järelraportis.
