Нова спільна програма дослідження Марса НАСА і ЄКА швидко просувається вперед, щоб запровадити узгоджену структуру для створення амбітного нового покоління орбітальних апаратів і посадкових апаратів червоної планети, починаючи з вікон запуску 2016 і 2018 років.
Європейський орбітальний апарат ExoMars Trace Gas Mission Orbiter (TGM) був обраний першим космічним кораблем спільної ініціативи та має бути запущений у січні 2016 року на борту NASA, що постачається. Ракета атлас 5 для 9-місячного круїзу на Марс. Метою є вивчення слідових газів в атмосфері Марса, зокрема джерел і концентрації метану, що має значні біологічні наслідки. Марсіанський орбітальний апарат і наземні телескопи на Землі виявили різну кількість метану. Орбітальний апарат, ймовірно, буде супроводжуватися невеликим статичним посадковим модулем, наданим ЄКА і названим демонстраційним модулем входу, спуску та посадці (EDM).
Програма NASA Mars змінює свою наукову стратегію, щоб збігатися з новим спільним підприємством з ЄКА, а також спиратися на нещодавні відкриття з нинішнього міжнародного флоту марсіанських орбітальних апаратів і дослідників поверхні. Дух , Можливість і Фенікс (див. мої попередні мозаїки Марса). Дуг МакКустон, директор NASA з дослідження Марса в штаб-квартирі NASA, сказав мені в інтерв’ю, що «НАСА швидко прогресує від «Сліди за водою» через оцінку придатності для життя до теми «Шукаємо ознаки життя». Безпосередній пошук життя, ймовірно, є голкою в копиці сіна, але ознаки минулого чи теперішнього життя можуть бути більш поширеними через органічні речовини, джерела метану тощо».
NASA і ESA опублікують «Оголошення про можливість для орбітального апарату в січні 2010 року», в якому будуть вимагати пропозиції щодо набору наукових інструментів, за словами МакКуїстона. «Наукові інструменти будуть відібрані на конкурсній основі. Вони відкриті для участі американських вчених, які також можуть бути головними дослідниками (PI’s)». Пропозиції будуть представлені через 3 місяці та будуть спільно оцінені НАСА та ЄКА. Вибір інструментів планується оголосити в липні 2010 року, а вся вартість інструментів, що фінансуються НАСА, обмежена 100 мільйонами доларів.
Орбітальний апарат Mars Trace Gas Mission, запланований на запуск у 2016 році, є першим космічним кораблем у новій спільній ініціативі ESA та NASA з дослідження Марса. Авторство: NASA ESA
«Місія 2016 року все ще має бути офіційно затверджена NASA після попереднього перегляду проекту, який відбудеться наприкінці 2010 або на початку 2011 року. До того часу фінансування покривається в рамках програми «Наступне десятиліття Марса», де всі місії, що почалися з нового початку, залишаються до схвалення. чи ні, Агентством», – сказав мені МакКюістон. Рада міністрів ЄКА щойно дала «зелене світло» і офіційно затвердила початковий бюджет у розмірі 850 мільйонів євро (1,2 мільярда доларів) для початку реалізації програми ExoMars для місій 2016 та 2018 років 17 грудня в штаб-квартирі ESA в Парижі, Франція. Ще 150 мільйонів євро буде запропоновано протягом двох років, щоб виконати потребу у фінансуванні обох місій.
ЄКА неодноразово відкладала власну програму космічних кораблів ExoMars з тих пір, як про неї було оголошено кілька років тому через зростаючу складність, недостатні бюджети та технічні проблеми, що призвело до деградації наукових цілей та зменшення ваги приземленого наукового вантажу. Запуск марсохода ExoMars спочатку планувався на 2009 рік, а тепер він запланований на 2018 рік як частина нової архітектури.
Орбітальний апарат Trace Gas поєднує в собі елементи раніше запропонованого ЕКА орбітального апарату ExoMars і запропонованого NASA Mars Science Orbiter. Як передбачається наразі, космічний корабель буде мати масу близько 1100 кг і нести приблизно 115 кг наукового навантаження, що вважається мінімумом, необхідним для досягнення його цілей. Прилади повинні бути високочутливими, щоб бути здатними виявляти ідентичність та надзвичайно низьку концентрацію атмосферних слідових газів, характеризувати просторові та часові зміни метану та інших важливих видів, визначати місце походження слідових газів та визначати, чи є вони. викликані біологічними або геологічними процесами. Сучасні фотохімічні моделі не можуть пояснити присутність метану в атмосфері Мартайна, а також його швидку появу та руйнування в просторі, часі чи кількості.
Очікується, що ракета Atlas, подібна до цієї машини, яку я спостерігав на мисі Канаверал Pad 41, планує запустити на орбіту Марса 2016 року. Авторство: Кен Кремер
Серед запланованих інструментів – детектор і картограф для слідових газів, тепловізійний інфрачервоний тепловізійний пристрій, ширококутна камера та кольорова стереокамера високої роздільної здатності (роздільна здатність 1 – 2 метри). «Всі дані будуть спільно ділитися та відповідати політиці NASA щодо повністю відкритого доступу та розміщення в системі планетарних даних», – сказав МакКустон.
Іншою ключовою метою орбітального апарата буде створення можливостей передачі даних для всіх наземних місій до 2022 року, починаючи з посадкового апарата 2016 року та двох марсоходів, призначених на 2018 рік. Цей період часу потенційно може збігатися з місіями Mars Sample Return, що давно прагнули багатьох. науковців.
Якщо бюджет дозволяє, ESA планує створити невеликий супутниковий посадковий апарат (EDM), який тестуватиме критичні технології для майбутніх місій. МакКустон поінформував мене, що «мета цього демонстратора технологій ESA полягає в тому, щоб перевірити здатність приземляти помірні корисні навантаження, тому вибір місця посадки не буде обґрунтованим наукою. Тож очікуйте чогось на кшталт Мерідіані чи Гусєва — великого, плоского та безпечного. NASA надасть допомогу в розробці ESA за запитом та в рамках обмежень ITAR». EDM для приземлення використовуватиме парашути, радари та кластери пульсуючих рідинних двигунів.
«ESA планує конкурсний конкурс на інструменти з їх корисним навантаженням 3-4 кг», – пояснив МакКустон. «Оголошення про можливість також буде відкритим для заявників із США, тому можуть бути деякі PI США. ЄКА хоче камеру, щоб «довести», що вони опустилися на землю. Інакше для NASA не планується жодної значної ролі в EDM».
Спускається модуль, ймовірно, буде функціонувати як метеостанція і прослужить відносно недовго, можливо, 8 сонячних або марсіанських днів, залежно від ємності батарей. ESA не включає довгострокове джерело живлення, наприклад від сонячних батарей, тому наука про поверхню буде обмежена за тривалістю.
Після прибуття на Марс орбітальний апарат і посадковий апарат розділилися. Орбітальний апарат буде використовувати серію аерогальмівних маневрів, щоб в кінцевому підсумку влаштуватися на кругову наукову орбіту висотою 400 км, нахилену приблизно під 74 градуси.
Спільна архітектура Марса була офіційно узгоджена минулого літа на двосторонній зустрічі Еда Вайлера (НАСА) та Девіда Саутвуда (ЄКА) у Плімуті, Великобританія. Вайлер є асоційованим адміністратором НАСА Директорату наукової місії, а Саутвуд — директором з науки та роботизованих досліджень ЄКА. Вони підписали угоду про створення Спільної ініціативи з дослідження Марса (MEJI), яка по суті об’єднує програми NASA та ESA на Марс і визначає їхні відповідні програмні обов’язки та цілі.
«Ключом до просування вперед у дослідженні Марса є міжнародне співробітництво з Європою», – сказав мені Вайлер в інтерв’ю. «У нас не вистачає грошей, щоб виконувати ці місії окремо. Прості речі зроблені, а нові складніші та дорожчі. Перевищення витрат на Марсіанську наукову лабораторію (MSL) створило проблеми з бюджетом майбутніх місій на Марс». Щоб оплатити перевищення MSL, потрібно взяти кошти з майбутніх бюджетних асигнувань Марса з 2010 по 2014 фінансовий рік.
«2016 рік — це логічна відправна точка для спільної роботи. NASA може мати місію на 2016 рік, якщо ми будемо працювати з Європою, але не будемо працювати самостійно. Ми можемо зробити набагато більше, працюючи разом, оскільки ми обоє маємо однакові наукові цілі і хочемо виконувати однакові місії». Вайлер і Саутвуд доручили своїм науковим командам зустрітися і викласти реалістичний і науково виправданий підхід. Вайлер пояснив мені, що його мета та сподівання полягали в тому, щоб відновити захоплюючу архітектуру Марса з новими космічними кораблями, які запускатимуться при кожній нагоді, що трапляється кожні 26 місяців і які підвищують рівень мистецтва для науки. «Дуже важливо демонструвати важливу нову технологію на кожній наступній місії».
Докладніше про план місії на 2018 рік і далі в подальшому звіті.
Марс з орбіти. Долина Маринеріс і вулканічний регіон