Dopo TGO un rover europeo e una piattaforma russa su Marte

ExoMars è un programma multicomponente a guida europea per esplorare Marte, sia in superficie che dall'alto. Il programma ha due fasi e i componenti della prima fase, Trace Gas Orbiter (TGO) e Schiaparelli, sono arrivati ​​su Marte nell'ottobre 2016. Schiaparelli ha fallito durante l'atterraggio, ma TGO rimane in ottima salute. Svolge attività scientifiche e fungerà da staffetta di comunicazione per la seconda fase del programma: una piattaforma di rover e piattaforma di atterraggio, che dovrebbero essere lanciate a luglio 2020. ExoMars ha assunto un nuovo significato nel giugno 2018, quando il rover di Curiosity, navicella spaziale della NASA ha dimostrato ancora una volta antiche molecole organiche - catene di molecole basate sul carbonio possono essere associate alla vita vicino alla superficie di Marte. Dal momento che il rover ExoMars può scavare più in profondità sotto la superficie - dove le radiazioni e il vento non distruggerebbero campioni delicati - è possibile che ci siano più sostanze organiche. ExoMars ha uno speciale set di strumenti progettati per la ricerca di molecole organiche, in particolare lipidi e sostanze organiche che hanno chiralità (che sono mancini o destrimani, poiché alcune combinazioni sono favorevoli alla vita). C’è interesse anche ai picchi di metano che Curiosity ha osservato dalla superficie di Marte

Veduta del suolo marziano

. Il metano può essere un segno di attività microbica, o un segno di attività geologica. L’orbiter di gas traccia ExoMars è progettato per la ricerca di metano e di altri componenti minori dell'atmosfera di Marte su scala globale. Nel tempo, l’orbiter dovrebbe fornire informazioni sui diversi tipi di gas, le loro abbondanze e se variano stagionalmente o per regione. L'ESA ha avviato ExoMars come parte del più ampio programma Aurora, che avrebbe dovuto portare gli umani su Marte. Aurora è stata abbandonata, ExoMars è stata approvata dagli stati membri dell'ESA nel 2005. Nel 2009, la NASA e l'ESA hanno firmato una Mars Exploration Joint Initiative per raggiungere gli obiettivi sia di ExoMars sia della prevista Mars Science Orbiter della NASA. Le missioni NASA / ESA sono ristrutturate in due fasi.

Nel 2012, tuttavia, la NASA ha tirato fuori ExoMars, e l'ESA ha quindi raggiunto un accordo con Roscosmos per sostituire i veicoli di lancio e le parti dei carichi utili che la NASA avrebbe dovuto fornire. TGO e Schiaparelli sono stati lanciati a marzo 2016 come previsto. Il rover europeo e una piattaforma di atterraggio russa dovevano essere lanciati nel 2018, ma tutto è stato rimandato al luglio 2020. (Le opportunità di lancio di Marte dalla Terra avvengono solo all'incirca ogni due anni, quando i pianeti sono relativamente vicini l'uno all'altro e una navicella può usare un minimo di carburante per arrivarci.)

Trace Gas Orbiter e Schiaparelli

L'obiettivo di Trace Gas Orbiter (TGO) è la ricerca di componenti meno abbondanti dell'atmosfera marziana. L'atmosfera marziana è principalmente costituita da anidride carbonica, ma le concentrazioni di altre molecole sono poco conosciute. Ad esempio, il metano - un segno di attività biologica o geologica - è stato misurato in diverse concentrazioni da diversi telescopi terrestri. Il rover Curiosity ha effettuato ripetute misurazioni di metano sulla superficie, ma una visione globale di Marte potrebbe dare un miglior senso alla fonte o alle fonti del metano. "Poiché il metano è di breve durata su scale temporali geologiche , -ha affermato l'ESA-, la sua presenza implica l'esistenza di una fonte attiva e corrente di metano, ma non è chiaro se la natura di tale fonte sia biologica o chimica". "Gli organismi sulla Terra rilasciano metano mentre digeriscono i nutrienti, ma altri processi puramente geologici, come l'ossidazione di alcuni minerali, liberano anche il metano".

TGO e Schiaparelli

sono stati lanciati insieme il 14 marzo 2016 da un razzo Proton di Baikonur, in Kazakistan. Nel 2017 un'indagine dell'ESA ha dimostrato che un errore tecnico ha causato l'incidente di Schiaparelli. Nel frattempo, il TGO è stato inserito in un'orbita altamente ellittica su Marte che ha richiesto quattro giorni terrestri. Per svolgere la sua principale missione scientifica, fu abbassato in un'altitudine quasi circolare di circa 400 chilometri (250 miglia) e aveva un'orbita di due ore. A partire dal 2017, i controllori della missione hanno realizzato una serie di scarti controllati attraverso il bordo dell'atmosfera marziana. Questa tecnica è chiamata "aerobraking" ed è stata eseguita da diverse altre missioni su Marte, così come dalla missione European Venus Express. Ha terminato la sua attività di aerobraking nel febbraio 2018 e ha inviato la sua prima immagine, del Cratere di Korolev, in aprile. Si prevede che ulteriori risultati scientifici arrivino ora che TGO si trova nella sua orbita di mappatura principale.

TGO ha quattro strumenti principali:

NOMAD (Nadir and Occultation for Mars Discovery) - un pacchetto di tre spettrometri (due infrarossi e un ultravioletto) per identificare il metano e altre parti dell'atmosfera. Alcuni elementi saranno trovati guardando l'atmosfera con il sole dietro di esso, mentre altri saranno esaminati da osservazioni dirette della luce riflessa.

ACS ( Atmospheric Chemistry Street) - tre strumenti a infrarossi forniranno informazioni sulla chimica e la struttura dell'atmosfera di Marte.

CaSSIS (Color and Stereo Surface Imaging System) - fornisce immagini ad alta risoluzione della superficie che fornirà il contesto geologico - e le possibili fonti o pozzi - per i gas traccia rinvenuti da NOMAD e ACS.

FREND (rilevatore di neutroni epitermici a risoluzione fine): consente di mappare i potenziali depositi di ghiaccio d'acqua cercando idrogeno sulla superficie fino a un metro (3 piedi). Oltre alla sua missione scientifica, TGO dovrebbe servire come relè di comunicazione per il rover ExoMars 2020 quando raggiungerà la superficie di Marte. (Anche il TGO avrebbe dovuto inviare comunicazioni dal lander Schiaparelli fallito sulla Terra, ma quella parte della missione non fu mai realizzata).

ExoMars 2020 rover science and mission

La missione ExoMars 2020 includerà un rover europeo e una piattaforma di superficie russa. Il rover fornirà informazioni sulle potenziali firme della vita su Marte, in particolare osservando gli ambienti in cui l'acqua potrebbe scorrere. Trasporta anche un trapano che può penetrare fino a 2 metri (6 piedi) sotto la superficie. Il rover e la piattaforma di superficie viaggeranno insieme su Marte all'interno di un modulo portante europeo. Poco prima della discesa, un modulo di discesa guidato dalla Russia si separerà dal vettore e porterà il rover e la piattaforma di superficie in superficie, usando elementi come paracaduti e propulsori per ridurre la velocità di atterraggio. Dopo l'atterraggio, il rover lascerà la piattaforma di atterraggio per spostarsi su Marte

Tramonto sul suolo marziano

e cercare materiale organico proveniente dal passato del pianeta. Nel frattempo, la piattaforma di superficie (che è stazionaria) dovrebbe funzionare per circa un anno. La piattaforma scatterà le immagini del luogo di atterraggio, osserverà il tempo locale, sonderà la struttura interna di Marte e svolgerà indagini sull'atmosfera. Analizzerà anche la distribuzione e la radiazione dell'acqua di sottosuolo intorno al sito di atterraggio, in confronto con le misurazioni da TGO. "L'obiettivo principale è quello di far atterrare il rover in un sito con un alto potenziale per trovare materiale organico ben conservato, in particolare dalla primissima storia del pianeta", ha detto l'ESA .

"Il rover stabilirà le proprietà fisiche e chimiche dei campioni marziani, principalmente dal sottosuolo I campioni sotterranei hanno maggiori probabilità di includere biomarker, poiché la tenue atmosfera marziana offre poca protezione dalle radiazioni e dalla fotochimica in superficie. campioni da varie profondità, fino ad un massimo di due metri. "Nel gennaio 2018, il pacchetto di rilevamento della vita ha scoperto con successo i microbi nell'Artico canades , un ambiente analogo a Marte. I checkout continuano sul rover quando i suoi strumenti sono completati; l'integrazione è prevista per il 2019 in vista della data di lancio del 2020.

Gli strumenti sul rover : PanCam (Camera panoramica), ISEM

Meteorite su Marte

(Spettrometro a infrarossi per ExoMars),CLUPI (Close-Up Imager),WISDOM (osservazione di depositi di ghiaccio d'acqua e sottosuolo su Marte),Adron (che cercherà acqua sotterranea e minerali idratati, in combinazione con WISDOM),MA_MISS (Mars Multispettrale Imager per studi sottosuperficiali), MicrOmega (uno spettrometro di imaging visibile e all'infrarosso),RLS (Raman Spectrometer),MOMA (Mars Organic Molecule Analyzer)

Gli strumenti sulla piattaforma di superficie includono: LaRa (esperimento di radio-scienza di Lander), HABIT (pacchetto Abitabilità, Salamoia, Irraggiamento e Temperatura), METEO-M (un pacchetto meteorologico). Questo include sensori per misurare la pressione (METEO-P), umidità (METEO-H), radiazione e polvere (RDM) e campi magnetici (AMR). MAIGRET (un magnetometro), incluso un Wave Analyzer Module (WAM),TSPP (telecamere),BIP (interfaccia strumento e unità di memoria),FAST (spettrometro IR Fourier per studiare l'atmosfera),ADRON-EM (spettrometro e dosimetro a neutroni attivi),M-DLS (spettrometro laser a diodi multicanale per indagini atmosferiche),PAT-M (termometro radio per le temperature del suolo, anche sotto la superficie).Una suite di polvere per esaminare le dimensioni delle particelle di polvere, l'impatto e la carica atmosferica. SEM (un sismometro), MGAP (gas cromatografia-spettrometria di massa per analisi atmosferiche).

Un sito di atterraggio sarà selezionato circa sei mesi prima del lancio della missione nel 2020. Quando il rover era originariamente previsto per il 2018, il gruppo di lavoro sulla selezione dei siti di atterraggio dell'ESA raccomandò l'atterraggio a Oxia Planum. L'ESA ha riaperto la selezione del sito a causa del ritardo della missione di due anni e nel 2017 Oxia Planum e Mawrth Vallis sono stati selezionati come semifinalisti . Entrambe le regioni hanno vecchie rocce e possibili regioni in cui i microbi antichi sarebbero fioriti.