ЕкзоМарс

ЕкзоМарс (англ. ExoMars) — спільна програма Європейського Космічного Агентства (ЄКА) і Федерального космічного агентства Росії (Роскосмос) по дослідженню Марса[1].

Прототип ровера ЕкзоМарс 2015 року на Кембриджському фестивалі науки
ExoMars Trace Gas Orbiter

Історія програми

Спочатку розроблявся тільки ЄКА, місія спочатку поєднувала у собі марсохід і нерухому станцію на поверхні. Їх і планувалося запустити в 2011 на борту ракети-носія Союз-ФГ, використовуючи розгінний блок «Фрегат»[2].

Однак, в рамках нового проєкту спільного освоєння Марса, підписаного ЄКА і НАСА в липні 2009, програма була різко затримана, і місія ЕкзоМарс незабаром була об'єднана з іншими проєктами. Відповідно до цих змін, програма ЕкзоМарс розділилася на два запуски за допомогою ракети-носія «Атлас-5»: в 2016 планувався запуск «Марсіанського наукового орбітального апарату», який був включений в проєкт, а також нерухомої метеорологічної станції, а в 2018 передбачалося запустити марсохід «ЕкзоМарс» ЄКА разом з меншим марсоходом «MAX-C» НАСА. Однак в 2011 році проєкт MAX-C був скасований, а проєкт ЕкзоМарс заморожений для перегляду[3].

Концепт ровера ЕкзоМарс (2006)
Застаріла (на даний момент) модель «ЕкзоМарс Ровер»
Також трохи застаріле фото «ЕкзоМарс Ровер»

З моменту свого початку існування на початку 2000-х рр. ЕкзоМарс піддається масивній політичній та фінансової боротьбі. Спочатку концепція ЕкзоМарс складалася з одного, великого марсохіда, колишньої частини програми ЄКА «Аврора» в ролі основи місії, і була затверджена космічними міністерствами Європи в грудні 2005. Спочатку планували запустити апарат в 2011 році, Італія, провідна країна Європи в місії ЕкзоМарс, вирішила обмежити свій фінансовий внесок у проєкт, в результаті чого сталася перша з трьох затримок запуску.

В 2007 канадська технологічна фірма «МакДональд, Деттвілер і партнери» оголосила, що є компанією яка виграла контракт разом з «ЄАОК Астріум» у Великій Британії на суму один мільйон євро, щоб спроєктувати і побудувати прототип шасі марсохіда для Європейського космічного агентства, яке буде використовуватися в майбутній місії ЕкзоМарс. «Астріум» також уклав контракт з ЄКА на проєктування марсохіда[4].

У липні 2009 ЄКА і НАСА домовилися про нову спільну програму освоєння Марса, суттєво змінивши технічну та фінансову підтримку ЕкзоМарс. 19 червня, коли марсохід був все ще потрібен для того, щоб здійснити контрейлерні перевезення на МНОА (Марсіанський науковий орбітальний апарат), було повідомлено, що угоди потребують ЕкзоМарс позбутися від деякої ваги, щоб відповідати встановленій нормі на борту ракети-носія «Атлас» разом з МНОА[5].

У серпні 2009 року було оголошено, що Російське космічне агентство (Роскосмос) та ЄКА підписали угоду про співпрацю, яка включає в себе спільну діяльність в двох проєктах з дослідження Марса: російському «Фобос-Ґрунт» та європейському «ЕкзоМарс». До того ж, Росія забезпечила ЄКА резервною пусковою установкою, ракетою «Протон» для ровера ЕкзоМарс, який, до речі, повинен також включати частини російського виробництва[6][7].

У жовтні того ж року було повідомлено, що відповідно до нової узгодженої програми НАСА та ЄКА з дослідження Марса, місія буде розділена на дві частини: Нерухома станція на поверхні Марса/Орбітальний апарат, запуск яких пройде в 2016 році, і марсохіди-ровери в 2018 році, кожна з яких відіграє значну роль для НАСА[8][9]. Ця ініціатива мабуть встановить рівновагу між науковими цілями та наявним бюджетом. Використовуватися при запуску будуть ракети-носії «Атлас-5»[9].

17 грудня 2009 уряд ЄКА дав остаточну згоду на здійснення програми з дослідження Марса яка проводитиметься з НАСА, підтверджуючи свою прихильність рішенню витратити 850 млн € (1,23 млрд $) на місії в 2016 році і 2018 році. Інші 150 млн. €, необхідні для роботи місії будуть запитані в ході засідання уряду ЄКА наприкінці 2011 або початку 2012. На відміну від деяких програм ЄКА, фінансування ЕкзоМарс не включатиме в себе 20 % маржі перевитрати бюджетних коштів[10].

7 лютого 2012 Національне управління США з аеронавтики і дослідження космічного простору (НАСА) офіційно вийшло з програми «ЕкзоМарс», через нестачу фінансування. Таким чином, американська сторона не зможе надати ЄКА свою ракету-носій «Атлас».

6 квітня 2012 Роскосмос і Європейське космічне агентство (ESA) домовилися про спільну реалізацію проєкту ExoMars.

Наприкінці грудня 2012 Роскосмос уклав контракти з ІКД РАН на розробку російських наукових приладів для проєкту[11], остаточне підписання договору з ЄКА при цьому планувалося на другу половину січня 2013[12].

14 березня 2013 року в Парижі, главою Роскосмоса Володимиром Поповкіним і главою ESA Жан-Жаком Дорденом був підписаний договір про проведення спільної міжпланетної місії[1][13].

Цілі програми

Наукові цілі програми ЕкзоМарс в порядку черговості[14]:

  • Пошук можливих слідів минулого чи справжнього життя на Марсі.
  • Характеристика водного і геохімічного розподілу на поверхні планети.
  • Вивчення поверхні і навколишнього середовища на планеті, виявлення небезпек для майбутніх пілотованих польотів на Марс.
  • Дослідження надр планети, щоб краще зрозуміти еволюцію і можливість населеності Марса.
  • По виконанню всіх завдань успішно закінчити місію поверненням на Землю.

Технологічні цілі:

  • Здійснення посадки великовантажних апаратів на поверхню Марса.
  • Використання сонячної електроенергії на Марсі.
  • Використання бурової установки для взяття зразків марсіанського ґрунту[15].
  • Розвиток досліджень за допомогою марсоходів-роверів.

Склад місії

Згідно з поточними планами[13], місія ЕкзоМарс складається з двох запусків, основним навантаженням яких буде орбітальний зонд і марсохід.

Відповідальна сторонаПерший запуск в 2016 р.Другий запуск в 2020 р.
Ракета-носій: Протон-МРакета-носій: Протон-М
Наукові інструменти для орбітального зонда TGOДесантний модуль з посадковою платформою
Наукові інструменти для марсохіда
ExoMars Trace Gas OrbiterМарсохід «ЕкзоМарс»
Демонстраційний десантний модуль «Скіапареллі»

Марсіанський науковий орбітальний апарат (ExoMars Trace Gas Orbiter)
ExoMars Trace Gas Orbiter

У січні 2013 року російські вчені з Інституту космічних досліджень РАН (ІКД РАН) почали працювати над науковими приладами для орбітального марсіанського зонда TGO[16].

Марсіанський науковий орбітальний апарат (орбітальний апарат місії по виявленню газу на Марсі), який планувалося запустити в січні 2016 року[15], доставить статичну метеорологічну станцію ЕкзоМарс, а потім приступить до нанесення джерел метану та інших газів на карту Марса, і при цьому допоможе вибрати місце для посадки ровера ЕкзоМарс, який, в свою чергу, буде запущений в 2018 році. Присутність метану в атмосфері Марса інтригує, тому що ймовірне його походження — це або результат діяльності сучасного життя, або геологічної активності. Після прибуття роверів-марсоходів в 2018 і 2019 роках, орбітальний апарат буде переведений на нижню орбіту, де буде в змозі виконувати аналітичну наукову діяльність, а також діяти як супутник-ретранслятор даних. Його робота може бути продовжена, для використання майбутніми місіями в 2020-х роках[17].

14 березня 2016 року з космодрому «Байконур» стартувала ракета, яка доставить на Марс дослідні модулі — орбітальний апарат Trace Gas Orbiter і десантний модуль Schiaparelli. Планується, що на політ місії на Марс піде сім місяців.[18]

Демонстраційний десантний модуль «Скіапареллі»

Спочатку ця станція була запланована для доставки до Марсу групи з одинадцяти приладів під загальною назвою «корисне навантаження Гумбольдта»[19], які будуть розслідувати геофізику внутрішньої будови планети, але в підсумку в першому кварталі 2009 року цей проєкт був повністю скасований[20]. Хоча останнє партнерство з НАСА і створило основи нового корисного навантаження, вона все ще залишилася під жорстким обмеженням.

Очікувалося, що модуль входу (в атмосферу), спуску і приземлення надасть Європі нову технологію посадки на поверхню Марса з контрольованою орієнтацією і швидкістю приземлення. Було заплановано, що після входу в марсіанську атмосферу модуль розгорне парашут і завершить свою посадку за допомогою навігаційної і керуючої системи, заснованої на доплерівському датчику радара альтиметра[21].

Як очікувалось, щоб вижити на поверхні Марса протягом деякого часу, будуть використовуватися надлишкові потужності енергії батарей[21]. Запропонованим місцем посадки є Меридіан Планум, так як це майже плоска і не гориста ділянка поверхні Марса, що ідеально підходить для його системи безпечної посадки.

Посадку «Скіапареллі» на поверхню Марса було заплановано на 19 жовтня 2016 року[22]. Проте при здійсненні посадки на великій швидкості Скіапареллі розбився. Остаточна причина того, що сталося, буде встановлена ​​після експертизи.[23]

Запуск 2022

В місії 2022 до червоної планети буде відправлений ЕкзоМарс Ровер.[24]

Розалінд Франклін (раніше «ЕкзоМарс Ровер»)

Розалінд Франклін — високоавтоматизований шестиколесний всюдихід, важитиме 270 кг, що приблизно на 100 кг більше, ніж «Mars Exploration Rovers» НАСА. Також розглядається зменшена версія вагою 207 кг[25]. Інструментарій складатиметься з 10 кг корисного навантаження «Пастер», що містить, серед інших компонентів, 2-метровий підповерхневий бур[26].

Перевізник доставить модуль за допомогою спускного апарату, після чого кран системи посадки «Sky» забезпечить м'яку посадку з високою точністю. Після благополучного приземлення на поверхню Марса, ровер, користуючись сонячною енергією, почне свою шестимісячну місію. Для боротьби з труднощами дистанційного керування через відставання зв'язку ЕкзоМарс матиме автономне програмне забезпечення для навігації візуального ландшафту, зі стисненим стерео — зображенням, з встановлених панорамних і інфрачервоних камер на «щоглі» марсохода. Для цього він створить цифрові навігаційні стереокарти за допомогою пари камер, після чого автономно знайде хорошу траєкторію шляху. Великопланові камери будуть використовуватися для забезпечення безпеки та запобігання зіткнень, що дозволить безпечно проходити близько 100 метрів на добу. Після висадки і приземлення ровера на поверхню Марса, Марсіанський науковий орбітальний апарат буде працювати як супутник-ретранслятор даних з марсохода[17].

Ракета-носій

Спочатку передбачалося, що НАСА надасть дві ракети Атлас-5, так як було вирішено провести місію в два окремих запуски[27][28][29]. Після виходу НАСА з проєкту та підписання договору між ЄКА і Роскосмосом було вирішено використовувати російський «Протон-М».

Система і місце посадки

Якщо співпраця з НАСА продовжиться, то буде використаний апарат для спуску марсоходів на поверхню, раніше використовуваний для спуску ровера Mars Science Laboratory.

Потенційні місця посадки станом на листопад 2007 року:

Потенційні місця посадки станом на листопад 1 жовтня 2014 року:

Всі місця розташовані недалеко від екватора. Для визначення оптимального місця посадки і безпечного зв'язку, було прийнято рішення включити Марсіанський науковий орбітальний апарат до запуску в 2016 році.

Прилади роверів

Нинішні умови на Марсі надзвичайно ворожі для широкого розповсюдження поверхневого життя: там занадто холодно і сухо, і велика доза сонячного ультрафіолетового випромінювання, а також космічного випромінювання. Незважаючи на ці небезпеки, основні мікроорганізми можуть як і раніше процвітати в захищених місцях під землею або в тріщинах скель і гір. Для проєкту ЕкзоМарс були створені інструменти і устаткування, яке, можливо, допоможе знайти сліди біологічного життя на Марсі.

Камери

Панорамні камери системи (PanCam) були розроблені для забезпечення марсохідів приладами для створення цифрової карти місцевості і для пошуку минулої чи існуючої біологічної активності. Набір PanCam включає в себе дві камери з вельми широким кутом огляду для мультиспектральних стереоскопічних панорамних зображень, і кольорову камеру високої роздільної здатності. PanCam надаватиме підтримку іншому обладнанню, а також буде використовуватися для фотографування важкодоступних місць, таких як кратери або кам'яні стіни.

Бур

У складі одного з марсоходів є бур, який послужить для допомоги Роверу зібрати найбільш корисні і цікаві зразки ґрунту. Бур може працювати в різних типах ґрунтів, а довжина його свердла 2 метра[30].

Наукове обладнання
  • Марсіанський аналізатор органічних молекул
  • Інфрачервоний спектрометр з формуванням зображення (MicrOmega ІК)
  • Марсіанський діфрактометр рентгенівських променів
  • Ґрунтовий радар
  • Інфрачервоний спектрометр всередині свердла[31]

Автономна навігація

Марсохід ЕкзоМарс призначений для автономної навігації по всій поверхні планети. Пара стереокамер дозволяють марсоходу створювати тривимірні карти місцевості, які він використовує для оцінки місцевості навколо нього для уникнення перешкод і пошуку найбільш ефективного маршруту[32].

Див. також

Посилання

Примітки
  1. Роскосмос и Европейское космическое агентство подписали договор по «Экзомарсу» 13:58, 14 марта 2013
  2. Европейский марсоход Экзомарс…. Космос Сегодня, онлайн (Space Today Onlain). Процитовано 10 листопада 2009.
  3. ESA Halts Work on ExoMars Orbiter and Rover. Space News. 20 квітня 2011. Процитовано 21 квітня 2011.
  4. Контракт с робототехнической фирмой по строению марсохода. «CanWest News Service». Архів оригіналу за 8 липня 2012. Процитовано 8 жовтня 2014.
  5. НАСА примет участие в европейской программе Экзомарс
  6. Соглашение между ЕКА и Роскосмосом подписали на «МАКС-2009». «Avio News». 20.08.2009. Процитовано 8 вересня 2009.
  7. Удар по Марсу ЕКА и Роскосмоса. «Красная Орбита». 20 августа 2009.
  8. Амос, Джонатан (12 октября 2009). Европейские планы по освоению Марса двигаются вперёд. BBC News. Процитовано 12 жовтня 2009.
  9. ЕКА дало согласие двум миссиям Экзомарс. Aviation Week. 19 октября 2009. Процитовано 23 жовтня 2009.
  10. SPACE.com — ESA Approves Collaborative Mars Program with NASA
  11. Роскосмос начал финансирование миссии «ЭкзоМарс» (рос.). Новости космонавтики. 30 грудня 2012. Процитовано 6 січня 2013.
  12. Договор по «ЭкзоМарсу» будет согласован с ЕКА до 20 января (рос.). Новости космонавтики. 26 грудня 2012. Процитовано 6 січня 2013.
  13. Роскосмос и ЕКА подписали Соглашение о сотрудничестве в области космоса. Роскосмос. 14 марта 2013.
  14. Научные цели программы. Европейское космическое агентство. 1 ноября 2007. Архів оригіналу за 19 жовтня 2012.
  15. Встреча группы марсианской программы. Десятилетний обзор планетарных наук. Аризонский университет, США: ЕКА. 10 сентября 2009.
  16. Учёные начали работать над научными приборами по проекту «ЭкзоМарс» | РИА Новости. Архів оригіналу за 27 січня 2013. Процитовано 27 січня 2013.
  17. Программа «Аврора» — Экзомарс. Европейское космическое агентство. 19 января 2007.
  18. Пошук життя на Марсі. З'явилися фото запуску ракети на Червону планету. ТСН. 14 березня 2016. Архів оригіналу за 1 вересня 2018. Процитовано 31 травня 2021.
  19. Инструменты и оборудования Экзомарса. ЕКА. 1 февраля 2008. Архів оригіналу за 10 грудня 2008.
  20. Амос, Джонатан (15 июня 2009). «Сократили европейские полеты на Марс». BBC News.
  21. НАСА-ЕКА программа «Экзомарс». Европейское космическое агентство. 15 декабря 2009. Архів оригіналу за 23 грудня 2009. Процитовано 22 грудня 2009.
  22. ExoMars Trace Gas Orbiter and Schiaparelli Mission (2016) (англ.). ЕКА. 14 марта 2016. Процитовано 16 березня 2016.
  23. Модуль «Schiaparelli» розбився при здійсненні посадки на Марс. УНІАН. 21.10.2016. Процитовано 21.10.2016.[недоступне посилання з квітня 2019]
  24. http://www.astronews.ru/cgi-bin/mng.cgi?page=news&news=8483
  25. Экзомарс заходит на старт программы. Международный репортер. 17.06.2007. Архів оригіналу за 13.07.2011.
  26. Удивительная жизнь во льдах. Марсианский Ежедневник. 9 августа 2009. Процитовано 08.09.2009.
  27. NASA and ESA sign Mars agreement. BBC News. 8 November 2009. Процитовано 9 листопада 2009.
  28. Инициатва создания объединённой программы по исследованию Марса НАСА и ЕКА. NASA. 8 июля 2009. Архів оригіналу за 28 жовтня 2009. Процитовано 9 листопада 2009.
  29. Работа по программе объединённой миссии НАСА и ЕКА. «Aviation Week». 10 июля 2009. Процитовано 9 листопада 2009.
  30. Бур в составе Экзомарса.
  31. Ma-MISS — Инфракрасный спектрометр внутри сверла
  32. Марсоход Экзомарс. ЕКА. 4 апреля 2010. Архів оригіналу за 23 грудня 2009. Процитовано 9 квітня 2010.
This article is issued from Wikipedia. The text is licensed under Creative Commons - Attribution - Sharealike. Additional terms may apply for the media files.