ExoMars (Exobiology on Mars) je poměrně rozsáhlý výzkumný program ESA na hledání známek života (současných nebo minulých) na Marsu. Součástí programu je také ověřování technologií, potřebných pro budoucí návrat vzorků z Marsu na Zemi. Hlavními prvky programu jsou mise ExoMars 2016 (orbitální sonda Trace Gas Orbiter [TGO] a přistávací modul Schiaparelli [havaroval při pokusu o přistání]) a mise ExoMars 2022 (ruská přistávací plošina a evropské povrchové vozítko Pasteur). Start ze Země zajišťuje Rusko raketami Proton-M.

Mise ExoMars 2016 (start 14.03.2016, přílet k Marsu 19.10.2016)

Tato mise se skládá z družice Marsu TGO (Trace Gas Orbiter) a experimentální přistávacího modulu Schiaparelli. Hlavním cílem mise je přesné měření obsahu metanu a dalších plynů v atmosféře Marsu které mohou vypovídat o geologické a případně i biologické aktivitě na Marsu. Přistávací modul ověřoval technologie potřebné pro budoucí evropské mise k Marsu (při přistání modul havaroval, ale až do dopadu předával telemetrii, takže data jsou použitelná pro analýzy).

Konstrukce orbitální sondy TGO (Trace Gas Orbiter)

Tříose stabilizovaná sonda o rozměrech 3,2 x 2 x 2 m. Startovní hmotnost 3732 kg, suchá hmotnost je 1432 kg, z toho 112 kg jsou vědecké přístroje. Fotovoltaické panely s celkovou plochou 20 m² a rozpětím 17,5 m mají výkon cca 2000 W (u Marsu). Komunikace se sondou probíhá v pásmu X pomocí parabolické antény o průměru 2,2 m s vysílačem o výkonu 65 W. Kromě toho je sonda vybavena UHF převaděčem pro komunikaci s landery a rovery ESA i NASA.

Vědecké vybavení orbitální sondy TGO

• ACS (Atmospheric Chemistry Suite) - tříkanálový infračervený spektrometr;
• CaSSIS (Colour and Stereo Surface Imaging System) - barevná stereo kamera s rozlišením 4,5 m/px;
• FREND (Fine Resolution Epithermal Neutron Detector) - detektor neutronů (zjišťuje přítomnost vodíku);
• NOMAD (Nadir and Occultation for Mars Discovery) - infračervený a ultrafialový spektrometr

Konstrukce přistávacího modulu Schiaparelli (entry, descent and landing demonstrator module)

Válcový modul o průměru 2,4 m a výšce 1,8 m (včetně tepelného štítu) měl hmotnost 600 kg, z toho cca 5 kg byly vědecké přístroje. Pro přistání sloužil tepelný štít, pak padák o průměru 12 m a nakonec 9 hydrazinových motorů s tahem 400 N (každý). Napájení bylo zajištěno pouze jednorázovými bateriemi s výdrží max. 8 dní. Komunikace pracovala v pásmu UHF přes sondu TGO.

Vědecké vybavení přistávacího modulu Schiaparelli

• DREAMS (Dust Characterisation, Risk Assessment, and Environment Analyser on the Martian Surface)
  • MetWind - rychlost a směr větru,
  • DREAMS-H - vlhkoměr,
  • DREAMS-P - tlakoměr,
  • MarsTem - teploměr,
  • SIS (Solar Irradiance Sensor) - průhlednost atmosféry,
  • MicroARES (Atmospheric Radiation and Electricity Sensor) - radiace a elektrické pole v atmosféře
• AMELIA (Atmospheric Mars Entry and Landing Investigation and Analysis) - sběr telemetrie v průběhu přistání;
• DECA (Descent Camera) - přistávací kamera (během přistávání pořídí 15 snímků v intervalech 1,5 s).

Průběh letu

Nosná raketa Proton-M se sondou TGO/Schiaparelli odstartovala z Bajkonuru v pondělí 14.03.2016 v 09:31 UT. Horní stupeň Briz-M pak pomocí čtyř motorických manévrů navedl sondu na přeletovou dráhu od Země k Marsu. K Marsu sonda dorazila 19.10.2016. Už 16.10.2016 se od sondy oddělil modul Schiaparelli k samostatnému letu a přímému přistání v oblasti Meridiani Planum (19.10.2016 vstoupil modul do atmosféry Marsu, ale při pokusu o přistání havaroval [až do dopadu však lander předával telemetrii, takže data byla použitelná pro analýzy]). Orbitální sonda TGO byla 19.10.2016 motoricky (dv 1550 m/s, doba hoření 134 minut) úspěšně navedena na základní silně eliptickou oběžnou dráhu kolem Marsu (300 x 98000 km, doba oběhu cca 4 soly). V prosinci 2016 TGO motoricky změnila sklon dráhy na cílových 74° vůči rovníku a zkrátila dobu oběhu na cca 1 sol. Pak TGO zahájila pomalé snižování apocentra své dráhy pomocí aerobrakingu. Definitivní kruhová vědecká dráha ve výšce 400 km a periodě cca 2 hodiny byla dosažena v prosinci 2017, kdy také začala hlavní vědecká měření. Konec mise orbiteru TGO se očekává po roce 2022.

Mise ExoMars 2028 (start byl původně plánován na rok 2018, pak 2022 ale kvůli válce Ruska s Ukrajinou byl posunut až na rok 2028)

Během této mise bude na povrch Marsu dopraven přistávací modul a z něj pak vysazen rover Pasteur. Hlavním cílem mise má být hledání organického materiálu nebo jiných známek života na Marsu (i dávného), převážně ze vzorků z podzemí odebraných pomocí vrtáku.

Konstrukce

Přistávací modul měl být ruský, ale po invazi Ruska na Ukrajinu bylo rozhodnuto postavit lander v Evropě. Rover Pasteur má mít hmotnost cca 200 kg a pro odběr vzorků z hloubky až 2 metry má používat speciální vrták. Rover má být napájen solárními články, mít životnost 7 měsíců a dojezd několik kilometrů (rychlostí až 100 m za sol).

Vědecké vybavení přistávacího modulu (původní plán)

• LaRa (Lander radio experiment) [Belgie]
• HABIT (Habitability, brine irradiation and temperature package) [Švédsko]
• METEO M (Meteorological package) [Rusko]
  • METEO-P, METEO-H (Pressure and humidity sensors) [Finsko]
  • RDM (Radiation and dust sensors) [Španělsko]
  • AMR (Anisotropic magneto-resistance sensor to measure magnetic fields) [Španělsko]
• MAIGRET (Magnetometer) [Rusko]
  • WAM (Wave analyser module) [Česká Republika]
• TSPP (Set of cameras to characterise the landing site environment) [Rusko]
• BIP (Instrument interface and memory unit) [Rusko]
• FAST (IR Fourier spectrometer) [Rusko]
• ADRON-EM (Active neutron spectrometer and dosimeter) [Rusko]
• M-DLS (Multi-channel Diode-Laser Spectrometer) [Rusko]
• PAT-M (Radio thermometer) [Rusko]
  
• Dust Suite (Dust particle size, impact, and atmospheric charging instrument suite) [Rusko]
• SEM (Seismometer) [Rusko]
• MGAP (Gas chromatography-mass spectrometry) [Rusko]

Vědecké vybavení roveru Pasteur

• PanCam (The Panoramic Camera) [Velká Británie, Německo, Švýcarsko]
• ISEM (Infrared Spectrometer for ExoMars) [Rusko]
• CLUPI (Close - UP Imager) [Švýcarsko, Francie]
• WISDOM (Water Ice and Subsurface Deposit Observation On Mars) [Francie, Norsko, Německo]
• Adron (Neutron Detector) [Rusko]
• Ma_MISS (Mars Multispectral Imager for Subsurface Studies) [Itálie]
• MicrOmega (Infrared Spetrometer) [Francie, Švýcarsko]
• RLS (Raman Spectrometer) [Španělsko, Francie]
• MOMA (Mars Organic Molecule Analyser) [Německo, Francie]

Průběh letu

Sonda ExoMars 2028 má odstartovat v roce 2028.

[ Obsah | Nepilotované kosmické lety ]