ExoMars 2016

ExoMars – bendra Europos kosmoso agentūros (EKA) ir Rusijos valstybinės korporacijos Roskosmos programa Marsui tirti, jos tikslas – ieškoti gyvybės egzistavimo Marse praeityje ir dabar įrodymų.

Programa numato dviejų kosminių aparatų ExoMars-2016 ir ExoMars-2020 skrydžius. ExoMars-2016 sudarytas iš orbitinio aparato Trace Gas Orbiter ir nusileidimo aparato Schiaparelli. ExoMars-2020 bus sudarytas iš perskridimo bloko ir nusileidimo aparato, nuleisiančio ant paviršiaus platformą su marsaeigiu.

Trace Gas Orbiter – nepilotuojamas erdvėlaivis, sukurtas EKA ir skirtas tyrinėti Marso atmosferos mažos koncentracijos dujų kilmę, skriejant planetos dirbtinio palydovo orbita. Du iš keturių mokslinių prietaisų sukurti Rusijos mokslų akademijos Kosminių tyrimų institute.

Kosminio aparato Trace Gas Orbiter maketas Paryžiaus aviacijos salone 2015 metais

Piešinyje pavaizduotas Trace Gas Orbiter, skriejantis dirbtinio Marso palydovo orbita

Trace Gas Orbiter skrydžio moksliniai tikslai

Tikimasi, kad aparatas ištirs ir nustatys Marso atmosferos mažų sudedamųjų (metano, kitų dujų ir vandens garų) dalių, apie kurias žinoma nuo 2003 metų, atsiradimo pobūdį. Metano, greitai nykstančio ultravioletinėje šviesoje, būvimas Marso atmosferoje reiškia, kad jis nuolatos pasipildo iš nežinomo šaltinio. Tokiu šaltiniu gali būti iškasenos (planetos geologinis aktyvumas) arba biosfera – dabar gyvenantys organizmai. Tai labai intriguoja. Trace Gas Orbiter, skriedamas dirbtinio Marso palydovo orbita, nustatinės planetos atmosferoje esančių mažos koncentracijos dujų šaltinių lokalizaciją ir šių dujų išplitimo erdvėje pasikeitimus laikui bėgant. Visų pirma, jei metanas (CH₄) aptinkamas kartu su propanu (C₃H₈) arba etanu (C₂H₆), tai yra rimtas biologinių procesų įrodymas. Jei metanas aptinkamas kartu su sieros dioksidu, tai rodytų, kad metanas yra geologinių procesų šalutinis produktas.

Trace Gas Orbiter nustatys Marso paviršiaus sritis, kuriose išsiskiria metanas. Norima ekspedicijos ExoMars-2020 nusileidimo aparatą nuleisti būtent į tokią planetos paviršiaus sritį.

Europos kosmoso agentūra, įgyvendindama ExoMars-2016 programą, turėjo ir kitą tikslą: išbandyti naują įskriejimo į planetos atmosferą, leidimosi joje ir nusileidimo ant planetos paviršiaus technologiją. Kosminis aparatas Trace Gas Orbiter nuskraidino į Marsą prie jo prijungtą nusileidimo aparatą su automatine Marso paviršiaus tyrimo stotimi – moduliu Schiaparelli. Šio skrydžio metu nusileidimo aparatas tarp daugelio mažesnių užduočių turėjo vieną pagrindinę (pačią svarbiausią Europos kosmoso agentūrai) užduotį – pademonstruoti savo jėgomis sukurto kosminio aparato galimybes įskrieti į Marso atmosferą, leistis joje ir saugiai nusileisti ant Marso paviršiaus mokslinę laboratoriją. Tai jau antrasis Europos kosmoso agentūros bandymas nusileisti ant Marso paviršiaus. Pirmą kartą buvo bandoma tai atlikti 2003 metų gruodžio 25 dieną. Kosminis aparatas Beagle 2 (sudedamoji ekspedicijos Mars Express dalis) greičiausiai sudužo besileisdamas ant Marso paviršiaus. Tiksli katastrofos priežastis nežinoma.

2016 metų spalio 19 dieną misijos ExoMars-2016 nusileidimo modulis Schiaparelli bandė nusileisti ant Raudonosios planetos paviršiaus. Tačiau, praėjus keletui sekundžių po stabdančiojo variklio įjungimo, ryšys su aparatu nutrūko. Tą pačią dieną kosminis aparatas Trace Gas Orbiter, įjungus jo stabdančiuosius variklius (varikliai dirbo nuo 13:05 iki 15:24 UTC), perėjo į dirbtinio Marso palydovo orbitą. 2016 metų spalio 21 dieną Europos kosmoso agentūra oficialiai patvirtino nusileidimo modulio Schiaparelli praradimą.

Nusileidimo aparato Schiaparelli maketas Paryžiaus aviacijos salone 2013 metais

Trace Gas Orbiter kūrimo istorija

2008 metais NASA pateikė Marso mokslinio dirbtinio palydovo (angliškai Mars Science Orbiter) projektą. Praėjus vieneriems metams po sutarties dėl bendradarbiavimo Marso tyrimų srityje su Europos kosmoso agentūra (EKA) pasirašymo, dalis projekto sukūrimo užduočių gulė ant Europos kosmoso agentūros pečių, o pats projektas buvo pakeistas. Aparatas pakeitė pavadinimą, starto data buvo perkelta į 2016 metus, o įranga buvo kuriama tiek NASA, tiek Europos kosmoso agentūros specialistų. Buvo nutarta, kad kosminis aparatas Trace Gas Orbiter pakeis dar nuo 2006 metų lapkričio mėnesio Marso palydovo orbitoje tebedirbantį dirbantį Marso žvalgą Mars Reconnaissance Orbiter ir taip jis bus įtrauktas į ExoMars programą. Buvo numatyta Trace Gas Orbiter paleisti Atlas V raketa. Tačiau 2012 metais NASA, apkarpius jos biudžetą, buvo priversta sustabdyti bendradarbiavimą ir nutraukti dalyvavimą šiame projekte.

Mars Science Orbiter. Prieš jam tampant dirbtiniu Marso palydovu, nuo jo atsiskiria nuleidžiamasis aparatas

Prietaisai

Dirbtinio Marso palydovo Trace Gas Orbiter moksliniai prietaisai

Šiame kosminiame aparate buvo sumontuoti šie moksliniai prietaisai:

NOMAD (Nadir and Occultation for MArs Discovery) – trys spektrometrai, du infraraudonieji ir ultravioletinis atmosferos komponentų labai tiksliam nustatymui , įskaitant metaną ir daug kitų dujų, kurias įmanoma nustatyti iš Marso dirbtinio palydovo orbitos. NOMAD stebi saulės užtemimus ir tiesiogiai Saulės atspindėtą šviesą. Prietaisą sukūrė Belgija, Ispanija, Italija, Didžioji Britanija, JAV, Kanada. NOMAN dirba 2,2 – 4,3 mikrometrų (infraraudonųjų) ir 0,2 – 0,65 mikrometrų (ultravioletinių) bangų srityje.

NOMAD (Nadir and Occultation for MArs Discovery) prietaisų rinkinys

Vaizdo įraše – informacija apie NOMAND prietaisų rinkinį.

ExoMars-2016 paruošimas startui

Po geltonu kūgio formos skydu nuleidžiamasis tyriklis Schiaparelli, o po juo suglaustomis Saulės elementų plokštėmis – Trace Gas Orbiter. Abu erdvėlaiviai prijungti prie raketos Proton-M ketvirtosios pakopos (greitinantysis blokas)