«ЭкзоМарс» – это многоцелевая европейская миссия, предназначенная для изучения Марса. Эта работа будет происходить как на поверхности планеты, так и на околомарсианской орбите. Программа работы миссии разбита на два этапа. Компоненты первой фазы, «Trace Gas Orbiter» (TGO) и «Скиапарелли» (спускаемый аппарат), прибыли на Марс в октябре 2016 года. «Скиапарелли» потерпел неудачу при посадке, однако TGO находиться в отличном состоянии. В настоящее время он проводит научные исследования. И будет использоваться в качестве ретранслятора в период работы второго этапа программы. Им станет высадка на Марсе марсохода и поверхностной площадки. Ожидается, что запуск этого оборудования к Марсу произойдет в августе 2020 года.
Миссия «ЭкзоМарс»
Программа «ЭкзоМарс» обрела особое значение в июне 2018 года. Когда марсоход НАСА «Curiosity» снова показал наличие под поверхностью Марса древних органических молекул. Были обнаружены содержащие углерод вещества, которые могут быть связаны с жизнедеятельностью микроорганизмов.
Эхолот «ЭкзоМарс» может заглянуть глубже под поверхность Марса. Туда, где излучение и ветер не смогут разрушить хрупкие образцы. Возможно, там будет обнаружено еще больше органических веществ. «ЭкзоМарс» будет оснащен специальным набором инструментов, предназначенных для поиска органических молекул. В частности, он будет искать липиды и органические вещества, которые имеют хиральность. И определять количественное соотношение «левых» и «правых» молекул. Значительное превышение количества одних над другими может означать, что они производятся живыми организмами. Поскольку в случае их неорганического происхождения их должно быть примерно поровну.
Ученым также достаточно интересна ситуация с выбросами метана, наблюдаемыми на поверхности Марса марсоходом «Curiosity». Метан может быть признаком активности микроорганизмов. Или же признаком геологической активности. Об этом трудно судить по нескольким наблюдениям. TGO миссии «ЭкзоМарс» как раз и предназначен для поиска метана. И других второстепенных составляющих атмосферы Марса в глобальном масштабе. Ожидается, что со временем орбитальный аппарат предоставит информацию о всех видах газов, составляющих атмосферу Марса. А также их распространенности и изменении уровней по сезонам и по регионам.
«Trace Gas Orbiter» и «Schiaparelli»
Цель орбитального аппарата миссии (TGO) – поиск второстепенных и не слишком обильных компонентов атмосферы Марса. Марсианская атмосфера в основном состоит из двуокиси углерода. Но концентрации других молекул плохо изучены. Например, метан – признак биологической или геологической активности – получил разные оценки концентрации при анализе данных, полученных с помощью разных наземных телескопов.
Марсоход «Curiosity» тоже производил измерения уровня метана на поверхности. Но более глубокий взгляд на Марс, который произойдет с использованием TGO, даст ученым лучшее представление о источнике или источниках обнаруженного на Красной планете метана.
«Метан является маложивущим химическим соединением по геологическим масштабам времени. Его присутствие подразумевает наличие активного, постоянно работающего источника пополнения. Однако пока неясно, является ли природа этого источника биологической. Или же она имеет химическую природу», – говорится в сообщении ЕКА. «Организмы на Земле выделяют метан, когда перерабатывают питательные вещества. Однако другие чисто геологические процессы, такие как окисление некоторых минералов, также производят метан».
«Trace Gas Orbiter» и «Schiaparelli» полетели в космос вместе 14 марта 2016 года с помощью ракеты-носителя «Протон» с космодрома Байконур, Казахстан. «Trace Gas Orbiter» успешно вышел на орбиту Марса 19 октября 2016 года, В тот же день, при попытке опуститься на поверхность Марса «Schiaparelli» потерпел неудачу.
Исследование ESA, произведенное в 2017 году, показало, что крушение «Schiaparelli» произошло из-за сбоя, произошедшего при обмене данных.
Миссия «ExoMars 2020»
Миссия «ExoMars 2020» будет включать в себя европейский марсоход и российскую поверхностную платформу. Марсоход будет искать данные о потенциальных признаках существования жизни на Марсе. В частности, будут оцениваться среды, в которых могла присутствовать жидкая вода. Также марсоход будет иметь сверло. Которое сможет проникать на глубину до 2 метров ниже поверхности.
Марсоход и поверхностная платформа будут запущены на Марс вместе, внутри европейского несущего модуля. При спуске на поверхность российский модуль отделится от носителя и опустит на поверхность Марса марсоход и поверхностную платформу. Для этого маневра будут использоваться парашюты и двигатели. Это позволит снизить скорость снижения при посадке.
После посадки марсоход покинет посадочную платформу. И начнет перемещаться по Марсу в поисках органического материала. Поверхностная платформа (которая является стационарной), как ожидается, будет работать около года. Платформа будет фотографировать посадочную площадку, следить за местной погодой, исследовать внутренний состав Марса. Также будут проводиться исследования атмосферы. Платформа будет анализировать распределение и подземных вод вокруг посадочной площадки. Это позволит произвести сравнение с данными, полученными от TGO.
Задачи миссии
«Главная наша задача – опустить марсоход на поверхность на участке, имеющем высокий потенциал для поиска хорошо сохранившегося органического материала, особенно из самой ранней истории планеты», – заявило ЕКА.
«Марсоход определит физические и химические свойства марсианских образцов, в основном из подповерхностного слоя. Подземные образцы, скорее всего, будут иметь сохранившиеся биомаркеры. Поскольку слабая марсианская атмосфера обеспечивает небольшую защиту от радиации и фотохимии на поверхности. Образцы будут браться с разных глубин, максимум до двух метров».
В январе 2018 года пакет инструментов для обнаружения жизни успешно нашел микробы в канадской Арктике. Ее можно считать аналогом условий Марса. Испытания продолжаться уже непосредственно на марсоходе. Интеграция приборов в марсианскую лабораторию ожидается в 2019 году.
Участок для посадки выберут примерно за шесть месяцев до запуска миссии. Первоначально предполагалось, что марсоход будет запущен в 2018 году. Рабочая группа по отбору посадочных мест ESA рекомендовала совершить посадку в регионе Oxia Planum. ESA вновь пришлось делать выбор посадки из-за двухлетней задержки миссии. В 2017 году Oxia Planum и Mawrth Vallis были выбраны в качестве полуфиналистов. Оба региона имеют множество древних камней и возможных районов, где процветали древние микробы.