"ExoMars" | |
---|---|
ExoMars | |
ExoMars rover prototype (2015) | |
Kunde | Roscosmos |
Fabrikant | Roscosmos |
Operatør | Roscosmos |
Opgaver | Mars udforskning |
Satellit | Mars |
løfteraket | raket " Proton-M ", raket " Angara-A5 " |
lancering | 14. marts 2016 " Proton-M ", 2022 " Angara-A5 " |
Går ind i kredsløb | 19. oktober 2016 [1] , 2022 |
Flyvevarighed | Et par dage til drift af Schiaparelli landingsmodulet efter landing på Mars [2] , 6 måneder til drift af Rosalind Franklin rover, 6 år for Trace Gus Orbiter [ 3] |
specifikationer | |
Vægt | TGO : 4332 kg (inklusive 113,8 kg videnskabeligt udstyr og 600 kg Schiaparelli landingsmodul [4] ) [3] ; Mars rover "Rosalind Franklin": 270 kg [5] |
Strømforsyninger | solenergi |
exploration.esa.int/mars... | |
Mediefiler på Wikimedia Commons |
ExoMars ( eng. ExoMars ) er et fælles astrobiologisk program for European Space Agency (ESA) og statsselskabet Roscosmos til udforskning af Mars , hvis hovedmål var at søge efter beviser for eksistensen af tidligere og nuværende liv på Mars [6] [7] [8] .
Under programmet blev opsendelsen af den automatiske interplanetariske station (AMS) ExoMars-2016 udført, og opsendelsen af AMS ExoMars-2022 var planlagt.
ExoMars 2016 bestod af en orbiter ( Trace Gus Orbiter ) og en lander ( Schiaparelli ) [9] [10] .
ExoMars-2022 skulle bestå af et flymodul, et nedstigningsmodul (landingsmodul) samt en adapter med et system til at adskille nedstigningsmodulet fra flymodulet. Nedstigningskøretøjet ville give et fald i hastigheden på landingsplatformen med roveren installeret på den gennem konsekvent brug af aerodynamisk bremsning og faldskærme [11] [12] .
Det første rumfartøj blev opsendt den 14. marts 2016 af Proton-M bæreraket fra Baikonur - kosmodromen [13] . Den 19. oktober 2016 kom Trace Gus Orbiter med succes ind i kredsløbet om planetens satellit [14] , mens Schiaparelli styrtede ned, mens han forsøgte at lande på Meridian-plateauet [15] [8] .
Den 17. marts 2022 suspenderede ESA [16] [17] , og den 12. juli [18] stoppede implementeringen af programmet, på grund af den russiske invasion af Ukraine som en del af den russisk-ukrainske krig .
Oprindeligt kun udviklet af ESA, kombinerede missionen oprindeligt en rover og en fast station på overfladen. De var planlagt til at blive opsendt i 2011 om bord på Soyuz-FG løfteraket ved hjælp af Fregat øvre trin [19 ] .
Men under et nyt fælles Mars-udforskningsprojekt underskrevet af ESA og NASA i juli 2009, blev dette program sat i bero, og ExoMars-missionen blev snart fusioneret med andre projekter. I overensstemmelse med disse ændringer blev ExoMars-programmet opdelt i to opsendelser ved hjælp af Atlas-5 løfteraket [4] : I 2016 var opsendelsen af Mars Science Orbiter (MSOA) planlagt, som var inkluderet i projektet, og også en fast vejrstation , og i 2018 forventedes ESA's ExoMars-rover at blive lanceret sammen med NASA's mindre MAX-C- rover . I 2011 blev MAX-C-projektet imidlertid aflyst, og ExoMars-projektet blev frosset til revision [20] .
Siden starten i begyndelsen af 2000'erne har ExoMars været genstand for betydelige politiske og økonomiske kampe. ExoMars-konceptet bestod oprindeligt af en enkelt, stor rover, der var en del af ESA Aurora -programmet som kernen i missionen og blev godkendt af de europæiske rumministerier i december 2005. Oprindeligt planlagde at lancere køretøjet i 2011, Italien , Europas førende land i ExoMars-missionen, besluttede at begrænse sit økonomiske bidrag til projektet, hvilket resulterede i den første af tre lanceringsforsinkelser.
I 2007 annoncerede det canadiske teknologifirma McDonald, Dettwiler & Associates at det var virksomheden, der havde vundet en 1 million euro EAOC Astriumkontrakt med Astrium underskrev også en kontrakt med ESA om at designe en rover [21] .
I juli 2009 blev ESA og NASA enige om et nyt fælles Mars-udforskningsprogram, der væsentligt ændrede den tekniske og økonomiske støtte til ExoMars. Den 19. juni, da roveren stadig var nødvendig for at komme ind på MNOA'en, blev det rapporteret, at aftalen ville kræve, at ExoMars skulle tabe noget for at opfylde den etablerede norm ombord på Atlas løfteraket sammen med MNOA [22] .
I august 2009 blev det annonceret, at den russiske rumfartsorganisation ("Roskosmos") og ESA havde underskrevet en samarbejdsaftale, der omfattede fælles aktiviteter i to Mars-udforskningsprojekter: det russiske Phobos-Grunt og det europæiske ExoMars. Rusland vil forsyne ESA med en backup launcher og Proton-M raket til ExoMars roveren, som igen vil omfatte russisk fremstillede dele [23] [24] .
I oktober samme år blev det rapporteret, at i overensstemmelse med det nye NASA og ESA koordinerede program for udforskning af Mars, vil missionen blive opdelt i to dele, som hver især er vigtige for NASA: en fast station på overfladen of Mars + "Martian Science Orbiter" , som vil blive opsendt i 2016, og rovers i 2018 [25] [26] . Dette initiativ vil sandsynligvis skabe balance mellem videnskabelige mål og det tilgængelige budget. Affyringsfartøjer vil bruge Atlas-5 løfteraketter [26] .
Den 17. december 2009 gav ESA's ledelse den endelige godkendelse til Mars-udforskningsprogrammet, der skal gennemføres med NASA, hvilket bekræfter dens hensigt om at bruge €850 millioner ($1,23 milliarder) på missioner i 2016 og 2018. De øvrige 150 millioner euro, der kræves til driften af missionen, vil blive anmodet om under et møde i ESA-regeringen i slutningen af 2011 eller begyndelsen af 2012. I modsætning til nogle ESA-programmer vil ExoMars-finansiering ikke omfatte en 20 % frihøjde for budgetoverskridelser [27] .
Den 7. februar 2012 trak US National Aeronautics and Space Administration (NASA) sig officielt ud af ExoMars-programmet på grund af manglende finansiering. Således vil den amerikanske side ikke være i stand til at forsyne ESA med sin Atlas løfteraket.
Den 6. april 2012 blev Roscosmos og European Space Agency (ESA) enige om i fællesskab at implementere ExoMars-projektet.
I slutningen af december 2012 underskrev Roscosmos kontrakter med IKI RAS om udvikling af russiske videnskabelige instrumenter til projektet [28] . Den 14. marts 2013, i Paris , underskrev lederen af Roscosmos Vladimir Popovkin og lederen af ESA Jean-Jacques Dorden en officiel aftale om et fælles interplanetarisk program [7] [29] .
De videnskabelige mål for ExoMars-programmet, i prioriteret rækkefølge [30] :
Teknologiske mål:
Ifølge de nuværende planer [29] består ExoMars-programmet af to rumfartøjer, hvis hovedkomponenter er Mars-satellitten - orbiteren og roveren.
Ansvarlig part | Første lancering i 2016 | Anden lancering i 2022 [32] . |
---|---|---|
Startkøretøj: " Proton-M " | Startkøretøj: " Proton-M " | |
To videnskabelige instrumenter til TGO orbiteren | Landingskøretøj med landingsplatform | |
Videnskabelige instrumenter til roveren | ||
Orbiter TGO | Mars rover Rosalind Franklin | |
Demonstration amfibiemodul Schiaparelli |
Den 15. juni 2016 blev der på et møde i ESA-rådet opnået enighed om yderligere finansiering af programmet: De fire hoveddeltagere i denne mission - Storbritannien, Tyskland, Italien og Frankrig - blev enige om at investere yderligere 77 mio. så industrivirksomhederne i disse lande fuldt ud kunne fortsætte arbejdet med programmet " ExoMars. Vi taler om det fransk-italienske Thales Alenia Space og det fransk-europæiske selskab Airbus , samt andre entreprenører [33] .
Trace Gus Orbiter (TGO) vil sørge for en flyvning til Mars for et nedstigningskøretøj med en automatisk Mars-station - Schiaparelli -modulet . Derefter, efter deceleration og overførsel til en kunstig satellits kredsløb, vil TGO begynde at studere og afklare arten af forskellige gasser i Mars atmosfære, især metan og vanddamp . Enheden vil bestemme placeringen af deres kilder på planetens overflade og ændringen i den rumlige fordeling af disse gasser over tid. TGO vil også hjælpe med at vælge et fremtidigt landingssted for ExoMars roveren.
Ved ankomsten af roveren i 2021 vil orbiteren blive overført til en lavere bane, hvor den vil være i stand til at udføre analytiske videnskabelige aktiviteter, samt fungere som en datarelæsatellit [ 34] .
I januar 2013 begyndte russiske videnskabsmænd fra det russiske videnskabsakademis rumforskningsinstitut at arbejde på videnskabelige instrumenter til TGO [35] .
Orbiter instrumenterFølgende instrumenter er installeret på orbiteren [36] :
Schiaparelli- landeren blev udviklet af ESA til at teste landingsteknologi på Mars [37] , til at måle elektriske felter på planetens overflade og koncentrationen af atmosfærisk støv [38] . I starten var det også planlagt at installere videnskabelige instrumenter under det generelle navn "Humboldt nyttelast" [39] for at studere planetens indre struktur, men i begyndelsen af 2009 blev dette projekt fuldstændig aflyst på grund af utilstrækkelig finansiering [40] .
Schiaparelli havde ikke en langsigtet energikilde: batterier blev udviklet til at drive videnskabelige instrumenter, hvis ladning ville være nok til kun 2-8 dage . Sammen med en lille plads til arrangement af instrumenter var enhedens muligheder med hensyn til forskning begrænset [41] .
Schiaparelli blev sendt ud i rummet sammen med TGO, og da han nærmede sig Mars, måtte han skilles for en uafhængig landing på Meridian-plateauet [2] . Som planlagt adskilte Schiaparelli sig den 16. oktober 2016 fra orbiteren før dens deceleration og indtræden i kredsløb [42] . Den 19. oktober kom modulet ind i Mars atmosfære med en hastighed på 21.000 km/t (5,83 km/s). Hastigheden blev reduceret ved successiv brug af aerodynamisk bremsning og faldskærm. Fuld opbremsning og en blød landing skulle udføres af raketmotorer ved hjælp af et navigations- og kontrolsystem, der tager højde for radardata , der måler højde over overfladen og vandret hastighed i forhold til denne [41] . Men motorerne arbejdede kun i tre sekunder, hvilket er meget mindre end nødvendigt, på grund af hvilket Schiaparelli faldt frit fra en højde på to til fire kilometer og styrtede ned på overfladen med en hastighed på mere end 300 km/t [ 43] [8] .
Lander instrumenterFølgende udstyr blev installeret om bord på nedstigningsmodulet [37] :
Opsendelsen af apparatet i 2016 blev udført fra pude nr. 200 af Baikonur Cosmodrome af Proton-M løfteraket med Breeze-M øvre trin den 14. marts 2016 kl. 12:31 Moskva-tid [13] . Som planlagt fandt fire lanceringer af motorerne på det øverste trin sted, der overførte rumfartøjet til flyvevejen til Mars. Klokken 23:13 Moskva-tid blev køretøjet med succes adskilt fra Breeze-M [44] . Natten til den 15. marts tændte apparatets kommandoinstrumenter, og solpanelerne åbnede .
Under flyvningen til Mars blev der udført tre planlagte banekorrektioner. Efter syv måneders flyvning nåede rumfartøjet den umiddelbare nærhed af Mars, hvorefter den delte sig i Trace Gus Orbiter og Schiaparelli.
Dato tid | Begivenhed | Stat |
---|---|---|
14. marts 2016 | Opsendelse af rumfartøjer ("vindue" 14.-25. marts) | Succes [45] |
14. marts 2016 kl. 23.13 Moskva-tid | Adskillelse af øverste trin fra rumfartøjer | Succes [46] |
15. marts 2016 kl. 00:28 UTC | Overførsel af kontrol til European Space Mission Control Center , indsættelse af solpaneler , modtagelse af det første signal fra enheden af ESA-jordstationen i Malindi | Succes [47] |
5. og 6. april 2016 | Tænder og tjekker russiske videnskabelige instrumenter på TGO-rumfartøjet | Succes [45] |
7. april 2016 | Rumfartøjet tog det første billede af en tilfældig plet af himlen | Succes [48] |
22. april 2016 | Planlagt præstationstjek af det russiske spektrometriske kompleks ACS | Succes [49] |
13. juni 2016 | Rumfartøjer fotograferede Mars fra en afstand af 41 millioner km | Succes [50] |
14.-16. juni 2016 | Gentagne kontroller af det russiske spektrometriske kompleks ACS for at studere kemien i Mars atmosfære | Succes [51] |
28. juli 2016 | Stor banekorrektion, der sendte TGO til Mars | Succes [52] |
11. august 2016 | Den anden planlagte korrektion af banen for rumfartøjet til den russisk-europæiske mission "ExoMars-2016". | Succes [53] |
14. oktober 2016 | Den tredje planlagte korrektion af banen for rumfartøjet til den russisk-europæiske mission "ExoMars-2016" | Succes [54] |
16. oktober 2016 | Demonstration amfibiemodul "Schiaparelli" | Succes [55] |
19. oktober 2016 | Landing "Schiaparelli"; TGO Orbiter flytter ind i Mars Moon Orbit | TGO-succes, Schiaparelli-styrt [15] |
19., 23. og 27. januar 2017 | TGO-kredsløbshældningen ændres fra 7° til 74° | Succes [56] |
marts 2017 – 20. februar 2018 | Deceleration af TGO på den øvre atmosfære | Succes [57] [58] |
februar-april 2018 | Banekorrektion op til 400 km | Succes [59] |
21. april 2018 | Start af TGO videnskabelige program | Succes [60] |
januar 2021 | Start af drift af TGO som relæstation for rover og automatisk Martian station | Forventet |
december 2022 | Afslutning af flyvningen | Forventet |
Anden fase af projektet involverer levering til Mars af en russisk landingsplatform med en europæisk rover om bord.
Tiger-teamet, som omfatter specialister fra Roscosmos, ESA, russiske og europæiske industrientreprenører, begyndte i slutningen af 2015 at udarbejde mulige foranstaltninger for at kompensere for forsinkelser og sørge for en reserveperiode inden for lanceringsplanen i 2018. Den 2. maj 2016 besluttede Roscosmos-ESA Joint Management Board for ExoMars Project (JESB) på grund af forsinkelserne i udførelsen af arbejdet fra europæiske og russiske industrientreprenører og i implementeringen af gensidige leverancer af videnskabelige instrumenter, at udsætte lancering til næste lanceringsvindue - juli 2020 [32] . Den 12. marts 2020 blev opsendelsen udskudt til 2022, fordi det er nødvendigt at udføre yderligere test af rumfartøjet med modificeret udstyr og med den endelige version af softwaren. [61] [62] .
Flyvemodulet, udviklet af ESA, skal sørge for en flyvning til Mars. Nedstigningskøretøjet vil adskilles fra flyvemodulet, før det går ind i atmosfæren. Nedstigningskøretøjets hastighed reduceres ved successiv brug af aerodynamisk bremsning og faldskærme. Fuld opbremsning og blød landing udføres af landingsplatformen, som er udstyret med raketmotorer med variabelt tryk. Efter landing vil roveren glide ned ad rampen fra landingsplatformen og begynde sit seks måneder lange udforskningsprogram [63] .
Rusland er ansvarlig for landeren, som vil bringe landingsplatformen og roveren til planeten. Efter roverens udgange vil platformen begynde at fungere som en selvstændig videnskabelig station med lang levetid. Et sæt videnskabeligt udstyr vil blive installeret om bord for at studere sammensætningen og egenskaberne af Mars-overfladen [64] .
ESA's Styrelsesråd, der mødtes i Paris den 16.-17. marts 2022, vurderede den situation, der opstod på grund af krigen i Ukraine vedrørende ExoMars-projektet, og enstemmigt:
Senere konkluderede ESA's ledelse, at genstart af programmet før 2028 var usandsynlig [66] .
Af de fire potentielle landingssteder, der blev foreslået i oktober 2014 [67] Aram Ridge , Gipanis Valley , Maurta Valley , Oxia Plateau 28. marts 2018, udvalgte arbejdsgruppen to steder til yderligere undersøgelse: [68 ] :
Alle steder ligger lidt nord for ækvator. Begge steder var der tidligere vand, hvilket er vigtigt for at finde spor af liv.
Den væsentligste tekniske begrænsning er, at landingsstedet skal være lavt nok til, at faldskærmene kan bremse nedstigningsmodulet. Landingsområdet i en ellipse på 120 x 19 km bør heller ikke have farlige steder, såsom stejle skråninger, løs jord, store sten. Det er nødvendigt at studere i detaljer stederne for potentielle landinger: at kortlægge fordelingen og størrelsen af sten og kratere, for at bestemme stejlheden af skråningerne, områder med løst "sand", for at bestemme roverens mulige ruter (bevæger sig op) til 5 km fra landingsstedet) og boresteder til jordprøvetagning.
Den endelige beslutning om landingspladsen vil blive truffet omkring et år før lanceringen af nedstigningsmodulet.
Komplekset af videnskabeligt udstyr på ExoMars-2022 landingsplatformen er designet til at udføre følgende opgaver:
For at udføre disse opgaver er et kompleks af videnskabeligt udstyr beregnet [64] , som omfatter:
Roveren er udstyret med et kompleks af videnskabeligt udstyr "Pasteur", som omfatter to russiske instrumenter: ISEM og ADRON-MR. Hovedmålet med forskning fra roveren er den direkte undersøgelse af overfladen og atmosfæren på Mars i nærheden af landingsområdet, søgningen efter forbindelser og stoffer, der kunne indikere den mulige eksistens af liv på planeten.
Rosalind Franklin roveren , en højautomatiseret sekshjulet rover, vil veje 270 kg, cirka 100 kg mere end NASAs Mars Exploration Rover [5] . En mindre version med en vægt på 207 kg overvejes også [70] . Instrumenteringen vil bestå af en 10 kg Pasteur nyttelast indeholdende blandt andre komponenter et 2 m undergrundsbor [71] .
For at bekæmpe fjernbetjeningsproblemer på grund af tidsforsinkelser i kommunikationen med Jorden, vil Rosalind Franklin have selvstændig software til visuel landskabsnavigation, med komprimeret stereobilleder , fra monterede panorama- og infrarøde kameraer på roverens "mast". For at gøre dette vil han lave digitale stereonavigationskort ved hjælp af et par kameraer, hvorefter han autonomt vil finde en god sti. Nærbilleder vil blive brugt til sikkerhed og undgåelse af kollisioner, hvilket giver mulighed for en sikker passage på omkring 100 meter om dagen. Efter at roveren blødt lander på Mars-overfladen, vil Mars Science Orbiter fungere som en data-relæsatellit fra roveren [34] .
Mars rover instrumenterRosalind Franklin rover er designet til autonom navigation over hele planetens overflade. Et par stereokameraer gør det muligt for roveren at lave tredimensionelle kort over terrænet, som den bruger til at estimere terrænet omkring den for at undgå forhindringer og finde den mest effektive rute [72] .
KameraerSystemets panoramakameraer (PanCam) er designet til at forsyne roveren med instrumenter til at skabe et digitalt kort over området og til at søge efter biologisk aktivitet . PanCam-sættet indeholder to kameraer med et meget bredt synsfelt til multispektrale stereoskopiske panoramabilleder og et farvekamera med høj opløsning. PanCam vil understøtte andet udstyr og også bruges til at inspicere svært tilgængelige steder såsom kratere eller stenvægge.
BurRoveren er udstyret med et 70 cm bor , som giver dig mulighed for at arbejde med forskellige jordtyper, samt tre udtræksstænger, som hver især giver dig mulighed for at øge boredybden med omkring 50 cm. Ved at bruge alle tre udtræksstænger, boret giver dig mulighed for at få stenprøver fra en dybde på op til 2 meter [73] .
Videnskabeligt udstyrNASA skulle oprindeligt levere to Atlas-5 raketter , da det blev besluttet at fuldføre programmet i to separate opsendelser [75] [76] [77] .
Efter at NASA trak sig ud af projektet og underskrev en aftale mellem ESA og Roskosmos, blev det besluttet at bruge to russiske Proton-M raketter med et Briz-M øvre trin .
En standardmodel af den russiske jordstation til at modtage information fra ExoMars-2016 missionskøretøjer, der udvikles på MPEI Design Bureau , vil blive sat i drift i slutningen af 2017. Modtagelseskomplekset vil også omfatte to jordstationer til modtagelse af information med 64 meter antenner: TNA-1500 (i Medvezhye Ozera Central Space Station ) og TNA-1500K (i Kalyazin ) [78] .
![]() | |
---|---|
Ordbøger og encyklopædier |
Den Europæiske Rumorganisation | |||||||||||||||||||||||||
---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| |||||||||||||||||||||||||
|
Udforskning af Mars med rumfartøj | |
---|---|
Flyvende | |
Orbital | |
Landing | |
rovere | |
Marshalls | |
Planlagt |
|
Foreslået |
|
Mislykket | |
Annulleret |
|
se også | |
Aktive rumfartøjer er fremhævet med fed skrift |
|
|
---|---|
| |
Køretøjer opsendt af en raket er adskilt af et komma ( , ), opsendelser er adskilt af et interpunct ( · ). Bemandede flyvninger er fremhævet med fed skrift. Mislykkede lanceringer er markeret med kursiv. |