ExoMars

Prototyp rovera Rosalind Franklin z roku 2015

ExoMars je dvojdielna kozmická misia, ktorú pripravovala Európska kozmická agentúra v spolupráci s Ruskom na vyslanie na planétu Mars. Hlavnými prvkami programu mali byť misia ExoMars 2016 a misia ExoMars 2020 (zrušená). ExoMars 2016 je tvorená orbitálnou sondou Trace Gas Orbiter [TGO] a pristávacím modulom Schiaparelli, ktorý havaroval pri pokuse o pristátie. ExoMars 2020 mala niesť ruskú pristávaciu plošinu Kazačok a európske povrchové vozidlo Rosalind Franklin. Išlo by o čiastočne autonómny rover podobný americkým sondám MER, na rozdiel od nich ale zameraný na hľadanie stôp života. Súčasťou misie mal byť okrem roveru aj geofyzikálny modul GEP, ktorý mal zostať na mieste pristátia a mal monitorovať seizmickú, magnetickú a meteorologickú aktivitu.

V dôsledku ruskej invázie na Ukrajinu bola spolupráca na misii EXoMars pozastavená a napokon zrušená. Druhá časť misie, do ktorej štartu už nechýbalo veľa, sa tak neuskutočnila a krajiny si navzájom vrátili svoje diely.

Ciele misie

Hlavné vedecké ciele misie ExoMars boli:

• štúdium biologických aspektov prostredia povrchu Marsu a hľadanie (prípadných pozostatkov) života
• charakterizácia marťanskej geochémie a výskytu vody
• identifikácia možných rizík na povrchu pre prípadné budúce pilotované lety
• zlepšenie znalostí marťanského prostredia a geofyziky

Ďalšie ciele sa týkali vývoja nových či v ESA dosiaľ nevyskúšaných technológií. Tie boli kľúčové nielen pre úspech misie ExoMars, ale tiež pre nasledujúce misie zahŕňajúce ako robotický prieskum, tak prípadné neskoršie pilotované lety k červenej planéte. Ide predovšetkým o:

• pristátie veľkých objektov na povrch Marsu
• využitie slnečnej energie pre pohon robotov na Marse
• zvládnutie autonómnej navigácie a samotného pohybu na povrchu Marsu
• vývoj avioniky použiteľnej pre ďalšie misie projektu Aurora umožňujúcej tak zníženie nákladov

Štruktúra misie

Orbiter

Sonda, ktorá vedie misiu ExoMars k cieľu, mala mať pôvodne úlohu jednoduchého nosiča – nemali na nej byť žiadne vedecké experimenty ani technologické zariadenia pre prenos dát z povrchu späť k Zemi; na tento účel mala byť využitá americká sonda Mars Reconnaissance Orbiter. Časom sa začalo špekulovať, že by bolo výhodné nevyužitý nosič premeniť na plnohodnotnú vedeckú sondu, čím by tiež odpadla potreba spoliehať sa na prenos dát cez MRO. Dodatočné investície nemali pôvodne prekročiť 100 miliónov eur a sonda mohla niesť až 30 kg vedeckých a telekomunikačných prístrojov. Malo sa rozhodnúť na prelome rokov 2006 a 2007. Sonda odštartovala podla plánu v roku 2016 a niesla vyše 100 kg prístrojov.

Pristávací modul

Pristávací modul sa odpojil niekoľko dní pred príletom k Marsu od sondy a po balistickej krivke vstúpil do atmosféry Marsu. Zhruba vo výške 120 km nad povrchom sa modul aktivoval z hibernácie a vstúpil do atmosféry. Po atmosférickom brzdení sa vo výške asi 10 km mali otvoriť padáky, na čo sa mal modul pokúsiť o pristátie. Modul podľa plánu pristával v oblasti Meridiani Planum, v ktorej sa nachádzal aj rover Opportunity. Ten sa mal pokúsiť pristátie sledovať. Išlo by o prvý prípad takejto spolupráce, zaznamenať modul sa mu ale nepodarilo. 50 sekúnd pred dosadnutím na povrch sa modul odmlčal a havaroval na povrchu planéty. Podľa vyhlásenia ESA pravdepodobne zlyhala sekvencia padákov a pristávacích motorov.

Rover

Rover s názvom Rosalind Franklin mal byť hlavným nákladom pristávacieho modulu. Mal vážiť približne 310 kg a bol by vybavený 6 nezávislými kolesami a systémom autonómnej navigácie. Navyše bude vybavený prístrojmi zabezpečujúcimi odoberanie vhodných vzoriek:

• vrták schopný vyhĺbiť vrt do hĺbky až 2 metrov a odobrať vzorky
• automatické rameno schopné odberu vzoriek na povrchu
• SPDS – dopravný systém schopný dopraviť získané vzorky pre analýzu vo vedeckom module Pasteur

Na jar 2006 prebehlo úspešné testovanie predbežného designu podvozku roveru firmou EADS-Astrium na vulkanických plošinách sopky El Teide na Kanárskych ostrovoch.

Oblasť pristátia bola naplánovaná Oxia Planum.

Modul Pasteur

Najdôležitejšou súčasťou roveru mal byť súbor vedeckých nástrojov, ktoré sa majú zamerať na hľadanie stôp života (či už mŕtveho či prípadne žijúceho) pomenovaná po významnom francúzskom mikrobiológovi a chemikovi Louisi Pasteurovi. Tie sú rozdelené do štyroch kategórií podľa metód, ktoré používajú na výskum:

panoramatické nástroje (prístroje s panoramatickým a diaľkovým dosahom, niektoré z nich skúmajúce i podzemie):

• panoramatický kamerový systém
• infračervený spektrometer
• podzemný radar spolupracujúci s podobným zariadením na GEPe
• permitivná sonda určená k hľadaniu podpovrchovej vody a ľadu
• neutrónový analyzátor určený k hľadaniu podpovrchovej vody a ľadu
• radónový senzor určený k hľadaniu podpovrchové vody

kontaktné nástroje (prístroje skúmajúce povrch a horniny priamym kontaktom)

• približovacia kamera
• Mössbauerov spektrometer
• vŕtacia súprava

analytické laboratórne nástroje (prístroje umiestnené vnútri roveru skúmajúce získané vzorky)

• mikroskop
• rámansky mikroskop
• MOD – detektor organického materiálu
• GC-MS – detektor organických molekúl
• LMC – detektor produktov minulého či prítomného života
• MOI – seznor oxidovaných materiálov
• XRD – mineralogický röntgenový difraktometer

rizikové a environmentálne nástroje (prístroje pre výskum marťanského prostredia)

• senzor ionizačnej radiácie merajúci intenzitu kozmického a slnečného žiarenia
• ultrafialový spektrometer
• prachový analyzátor
• environmentálny modul pre meteorologické štúdie

Geofyzikálny a environmentálny modul (GEP)

Modul GEP nadväzuje na myšlienku zrušeného projektu NetLander (vybudovanie siete geofyzikálnych stacionárnych modulov na povrchu Marsu) – ide o súbor prístrojov, ktoré budú vykonávať kontinuálne fyzikálne merania a vďaka svojej dlhej životnosti (> 6 rokov) budú môcť byť neskôr prepojené do siete s ďalšími im podobnými modulmi. Je veľká šanca na postupné vybudovanie potrebnej vedeckej siete počas nasledujúceho desaťročia.

Modul by mal obsahovať experimenty:

• SEIS – súbor dlho aj krátkoperiodických seizmometrov, z ich záznamov bude môcť byť po prvýkrát presne rekonštruovaná vnútorná stavba planéty Mars
• ATM – meteorologické experimenty (meranie vetra, vlhkosti, teploty, tlaku a pod.)
• AEP – pre meranie atmosférickej elektriny
• HP3 – komplexná krtkovacia sonda, ktorá má preniknúť až do hĺbky 5 m (meranie hustoty, tepelného toku a pod.)
• MAG – presný magnetometer
• GPR – podzemný radar umožňujúci zobrazenie plytkej štruktúry kôry (napr. rezervoárov vody či ľadu) spolupracujúci s podobným zariadením umiestneným na rovere
• RadioScience – pre geodetické merania a výskum ionosféry
• MEDUSA – prachový senzor
• IRAS – detektor ionizovaných častíc

Niektoré z prístrojov mali byť skombinované s environmentálnymi experimentami z modulu Pasteur, ktoré boli preradené z roveru do tohto stacionárneho modulu. Z energetického hľadiska a tiež vzhľadom na dlhú plánovanú životnosť sa javilo nepraktické použitie solárnych článkov a pravdepodobne mal byť použitý RTG zdroj.

Externé odkazy

Astronomický portál Portál slnečná sústava Kozmonautický portál

• Misia ESA ExoMars (po anglicky)