Początek misji ExoMars – lądownik Schiaparelli rozbity przy lądowaniu

Misja ExoMars osiągnęła swój punkt kulminacyjny. Sonda Trace Gas Orbiter weszła na orbitę Marsa, jednak lądownik Schiaparelli, który odłączył się od niej 16 października 2016 roku, rozbił się w regionie Meridiani Planum uderzając w powierzchnię z prędkością 300 km/h.

W wyniku współpracy Europejskiej Agencji Kosmicznej (ESA) oraz rosyjskiej agencji Roskosmos, misja ExoMars została wyniesiona w kierunku Czerwonej Planety w marcu 2016 roku. Jej nadrzędnym celem jest zbadanie atmosfery Marsa pod względem warunków niezbędnych do powstania życia. To również okazja, aby przetestować nowe technologie, które w przyszłości mogą na stałe zagościć w misjach międzyplanetarnych. Głównym urządzeniem realizującym misję jest orbiter Trace Gas Orbiter (TGO), a towarzyszył mu lądownik Schiaparelli, który 19 października miał osiąść na Marsie.

Nieudane lądowanie

Wizualizacja lądownika Schiaparelli podczas wejścia w atmosferę Marsa. Źródło: ESA

Wizualizacja lądownika Schiaparelli podczas wejścia w atmosferę Marsa. Źródło: ESA

Moduł lądownika Schiaparelli odłączył się od sondy TGO po kilku miesiącach spokojnego lotu w kierunku Marsa. Konieczny był manewr korekcyjny, który pozwolił uniknąć uderzenia orbitera w powierzchnię planety. Trwające 1 minutę i 46 sekund odpalenie silników, podniosło jego trajektorię o kilkaset kilometrów ponad powierzchnię Marsa, dzięki czemu TGO będzie mógł wejść na stabilną, kołową orbitę wokół planety.

W międzyczasie wyciszony moduł Schiaparelli leciał na kursie kolizyjnym z Czerwoną Planetą, by dokonać autonomicznego lądowania. Około 75 minut przed wejściem w atmosferę z prędkością 21 000 km/h, ważący około 300 kilogramów lądownik, został wybudzony. W ciągu 3,5 minuty wytracił większą część swojej prędkości, dzięki nowoczesnej osłonie ablacyjnej, pozwalającej wytracić ogromne ilości ciepła powstające przy wejściu w atmosferę. Gdy znalazł się na wysokości około 11 kilometrów, otworzył się specjalny, wytrzymały spadochron i w ciągu kolejnych 40 sekund wytracił prędkość z 1700 km/h do 250 km/h. Niestety w tym momencie urządzenie zaczęło zachowywać się inaczej, niż przewidziano w symulacjach. Na wysokości 1 km zaplanowane było uruchomienie dziewięciu silników, dzięki którym lądownik miał zawisnąć na nad powierzchnią Marsa, a następnie łagodnie na niej osiąść. Niestety dane zebrane podczas lądowania pokazują, że silniki działały tylko kilka sekund zamiast pół minuty. Oznacza to, że lądownik Schiaparelli uderzył w powierzchnię planety z ogromną prędkością, a paliwo znajdujące się w zbiornikach najprawdopodobniej eksplodowało. Na szczegółowe dane dotyczące lądowania musimy poczekać, jednak dzięki fotografiom wykonanym przez sondę Mars Reconnaissance Orbiter (MRO) udało się zlokalizować krater, który powstał w wyniku uderzenia lądownika. Dokładniejsze zdjęcia zostaną wykonane w przyszłym tygodniu za pomocą kamery HiRISE sondy MRO.

Porównanie zdjęć wykonanych przez kamerę CTX sondy Mars Reconnaissance Orbiter 29 maja 2016 oraz 20 października 2016 wyraźnie wskazuje miejsce uderzenia lądownika Schiaparelli w powierzchnię Marsa. Ciemna plamka to najprawdopodobniej miejsce eksplozji lądownika, natomiast biały punkt poniżej może być 12-metrowym spadochronem urządzenia. Źródło: ESA/NASA/JPL-Caltech/MSSS

Porównanie zdjęć wykonanych przez kamerę CTX sondy Mars Reconnaissance Orbiter 29 maja 2016 oraz 20 października 2016 wyraźnie wskazuje miejsce uderzenia lądownika Schiaparelli w powierzchnię Marsa. Ciemna plamka to najprawdopodobniej miejsce eksplozji lądownika, natomiast biały punkt poniżej może być 12-metrowym spadochronem urządzenia. Źródło: ESA/NASA/JPL-Caltech/MSSS

Lądownik Schiaparelli

Moduł EDM Schiaparelli to urządzenie przeznaczone do przetestowania nowych technologii, które znajdą miejsce w przyszłych misjach międzyplanetarnych, realizowanych przez ESA. Mowa tu przede wszystkim o osłonie ablacyjnej niezbędnej podczas wejścia w atmosferę Marsa, systemie kontroli lądowania oraz całej orkiestrze instrumentów i urządzeń, które pozwalają działać sprawnie na powierzchni Marsa. Warto dodać, że w odróżnieniu od wielu innych misji kosmicznych, gdzie stawia się na sprawdzone i przetestowane rozwiązania, lądownik Schiaparelli zbudowany został przy pomocy nowoczesnych technologii, które aktualnie są w fazie rozwojowej i wymagają przetestowania przed przyszłymi misjami. Na pokładzie znalazły się też instrumenty naukowe, które miały zmierzyć podstawowe właściwości atmosfery i pola magnetycznego w miejscu lądowania.

Misja lądownika Schiaparelli nie miała trwać długo. Wbudowane baterie oraz brak paneli słonecznych nie pozwoliłyby na misję dłuższą niż kilka dni badań i transmisji.

Ważący 600 kg pełnowymiarowy model lądownika Schiaparelli z otwartym spadochronem. Źródło: ESA

Ważący 600 kg pełnowymiarowy model lądownika Schiaparelli z otwartym spadochronem. Źródło: ESA

Sonda Trace Gas Orbiter

Niemal równolegle do lądowania na Marsie, orbiter TGO misji ExoMars miał równie ważne zadanie. Odpalając na ponad 2 godziny swoje silniki, wprowadził się na silnie eliptyczną orbitę wokół Czerwonej Planety o wymiarach 101 000 km na 3691 km. Przez najbliższe miesiące będzie kontynuował manewry orbitalne, by w 2017 roku oficjalnie rozpocząć swoją misję naukową.

Orbiter TGO, zaprojektowany i skonstruowany przez Europejską Agencję Kosmiczną, także został wyposażony w wiele instrumentów naukowych. Część z nich to urządzenia rosyjskie. 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 są najczęściej procesy biologiczne, więc naturalnie nasuwa się analogia, co do pochodzenia metanu na Marsie. Początek misji naukowo-obserwacyjnej TGO planowany jest pod koniec 2017 roku i ma potrwać co najmniej 5 lat. Orbiter posłuży też jako przekaźnik radiowy dla europejskiego łazika marsjańskiego planowanego na 2020 rok.

Wizualizacja sondy Trace Gas Orbiter misji ExoMars podczas manewru wejścia na orbitę Marsa. Źródło: ESA

Wizualizacja sondy Trace Gas Orbiter misji ExoMars podczas manewru wejścia na orbitę Marsa. Źródło: ESA