ExoMars – europejska misja na Marsa
Badania kosmosu w ostatnich latach nabrały niesamowitego tempa. Mars, Europa czy komety rozbudzają wyobraźnię i kuszą potencjalnymi, rewolucyjnymi odkryciami. Obecnie dalekosiężnym celem dla niemal wszystkich agencji kosmicznych jest misja załogowa na Marsa, a być może w bardzo dalekiej przyszłości także kolonizacja tej planety. Jednak nim to nastąpi, niezbędne są nieco mniej widowiskowe, lecz niezwykle zaawansowane misje bezzałogowe.
Najbardziej rozpoznawalnym przedsięwzięciem jest Mars Science Laboratory znane częściej jako łazik Curiosity. Oprócz niego na Marsa od lat 60. XX w. skierowano ponad 40 misji, których celem było badanie Czerwonej Planety. Nie wszystkim się powiodło, część pierwszych radzieckich i amerykańskich sond kosmicznych nie zdołała opuścić nawet okolic Ziemi. W 1964 roku nastąpił jednak pierwszy przelot Marinera 4 w pobliżu Marsa, a dekadę później lądowniki programu Viking przez kilka lat sprawnie funkcjonowały na jego powierzchni. Od tamtego czasu następował stopniowy i intensywny rozwój badań naukowych Marsa, tak że w 2015 roku wokół tej planety krążą cztery orbitery, a na jego powierzchni działają aktywnie dwa łaziki.
Artystyczna wizja orbitera TGO i lądownika Schiaparelli misji ExoMars. Credit: ESA
Naukowcy z całego świata mają nadzieję, że badania będą rozwijały się w jednakowym tempie a ich projekty coraz częściej będą trafiały na orbitę lub powierzchnię Marsa. Do najbardziej ambitnych projektów, które zostaną zrealizowane w najbliższej przyszłości należy właśnie ExoMars. To potężna europejsko-rosyjska misja składająca się z dwóch części. Jej celem jest przede wszystkim znalezienie odpowiedzi na pytanie, czy na Marsie istniało kiedyś lub istnieje obecnie życie.
Pod sztandarem ExoMarsa zrealizowane zostaną dwie duże misje, z których każda będzie składała się z dwóch urządzeń. Pierwsza para to orbiter (Trace Gas Orbiter – TGO) i lądownik Schiaparelli (Entry, Descent and Landing Demonstrator Module – EDM), które mają wystartować w marcu 2016 roku, natomiast drugi lot zaplanowany na 2018 rok przetransportuje na Marsa rosyjski lądownik oraz zbudowany przez Europejską Agencję Kosmiczną łazik (ExoMars Rover).
Komputerowa wizualizacja łaziki misji ExoMars, który w 2018 roku ma polecieć na Marsa. Credit: ESA
Pierwsza misja – orbiter TGO oraz łazik Schiaparelli – powinny dotrzeć w pobliże Marsa jeszcze w 2016 roku. Na kilka dni przed dotarciem do celu Schiaparelli zostanie odłączony od orbitera i skieruje się w stronę Marsa, by wejść w jego atmosferę z prędkością 21 tys. km/h. Tak wielkie prędkości wymagają potężnej i nowoczesnej osłony ablacyjnej (chroniącej przed wysokimi temperaturami podczas wejścia w atmosferę) oraz hamowania za pomocą silników rakietowych. W tym czasie orbiter wejdzie na orbitę Marsa, by oczekiwać na pierwsze (miejmy nadzieję, że pomyślne) sygnały z lądownika. W nawiązaniu łączności pomogą także sondy NASA, które będą obserwować cały proces.
Orbiter TGO, zaprojektowany i skonstruowany przez Europejską Agencję Kosmiczną, został wyposażony w wiele instrumentów naukowych. Część z nich to urządzenia rosyjskie. Podczas swojej misji sonda będzie śledzić procesy zachodzące w atmosferze Marsa w poszukiwaniu śladów i dowodów na obecność gazów o potencjalnym znaczeniu biologicznym, takich jak metan i produkty jego rozpadu. Na Ziemi źródłem metanu najczęściej są procesy biologiczne, więc naturalnie nasuwa się podobne skojarzenie co do pochodzenia metanu na Marsie. Początek misji naukowo-obserwacyjnej planowany jest na połowę 2017 roku i ma ona potrwać co najmniej 5 lat.
Zintegrowane w 2015 roku orbiter TGO oraz lądownik Schiaparelli. Credit: ESA
Moduł Schiaparelli to urządzenie, którego głównym przeznaczeniem jest przetestowanie nowych technologii, które znajdą miejsce w przyszłych misjach międzyplanetarnych realizowanych przez ESA. Mowa tu przede wszystkim o osłonie ablacyjnej, systemie kontroli lądowania oraz całej orkiestrze instrumentów i urządzeń pozwalających działać sprawnie na powierzchni Marsa. Warto dodać, że w odróżnieniu do wielu innych misji kosmicznych, gdzie stawia się na sprawdzone i przetestowane rozwiązania, lądownik Schiaparelli zbudowany jest przy pomocy nowoczesnych technologii, które aktualnie są w fazie rozwojowej, dzięki czemu będą sprawdzone, gdy przyjdzie czas na kolejne misje.
Na 2018 rok zaplanowana jest druga część programu ExoMars. To dużo większy projekt porównywalny np. z łazikiem Curiosity. Będzie składał się ze skonstruowanego przez Rosjan modułu lądującego oraz łazika produkcji europejskiej. Ten drugi będzie poruszał się po powierzchni Marsa w poszukiwaniu śladów życia i tzw. biomarkerów. Zaopatrzony w nowoczesnej generacji instrumenty naukowe, wiertła i system zasilania zbada miejsca, do których nie mieliśmy do tej pory dostępu. Łazik misji ExoMars będzie pierwszym, który połączy możliwości, jakie daje mobilność oraz prowadzenie badań pod powierzchnią planety. Jego sonda będzie w stanie wwiercić się na głębokość nawet 2 metrów pod powierzchnię, stopniowo przeprowadzając badania na różnych etapach zagłębiania się w glebę lub skałę. Do przenośnego laboratorium łazika trafią próbki pobrane przez wiertło. To ogromna zaleta, ponieważ na pokładzie urządzenia zostaną umieszczone znacznie bardziej skomplikowane instrumenty, niż mogłyby zmieścić się w smukłej sondzie.
Podobnie jak w wielu innych międzynarodowych misjach kosmicznych Polska również ma swój udział w projekcie ExoMars. W Centrum Badań Kosmicznych PAN powstał na przykład zasilacz do instrumentu CaSSIS orbitera TGO, który będzie poszukiwał śladów życia i aktywności geologicznej na Marsie. Dzięki sprytnemu rozwiązaniu, które polega na tym, że sonda najpierw wykona fotografię wybranego miejsca, w ciągu kilku sekund obróci kamerę o kilka stopni przemieszczając się jednocześnie na orbicie, a następnie wykona kolejne zdjęcie, naukowcy otrzymają trójwymiarowe obrazy interesujących ich obszarów.
Ilustracja pokazująca zasadę działania instrumentu CaSSIS orbitera TGO misji ExoMars. Credit: ESA
Europejska Agencja Kosmiczna ma nadzieję, że misja ExoMars – podobnie jak fenomenalna misja sondy Rosetta – pozwoli na dokonanie przełomowych odkryć oraz odpowiedzieć na najistotniejsze pytanie – czy na Marsie było lub jest życie. Trzymajmy kciuki za udany start i powodzenie misji, a tymczasem zapraszamy do śledzenia informacji na ten temat na oficjalnej stronie internetowej exploration.esa.int.