"ExoMars" | |
---|---|
ExoMars | |
ExoMars roverprototyp (2015) | |
Kund | Roscosmos |
Tillverkare | Roscosmos |
Operatör | Roscosmos |
Uppgifter | Mars utforskning |
Satellit | Mars |
bärraket | raket " Proton-M ", raket " Angara-A5 " |
lansera | 14 mars 2016 " Proton-M ", 2022 " Angara-A5 " |
Går in i omloppsbana | 19 oktober 2016 [1] , 2022 |
Flygtid | Några dagar för drift av landningsmodulen Schiaparelli efter landning på Mars [2] , 6 månader för drift av Rosalind Franklin-rover, 6 år för Trace Gus Orbiter [ 3] |
Specifikationer | |
Vikt | TGO : 4332 kg (inklusive 113,8 kg vetenskaplig utrustning och 600 kg Schiaparelli landningsmodul [4] ) [3] ; Mars rover "Rosalind Franklin": 270 kg [5] |
Nätaggregat | solenergi |
exploration.esa.int/mars... | |
Mediafiler på Wikimedia Commons |
ExoMars ( eng. ExoMars ) är ett gemensamt astrobiologiskt program för Europeiska rymdorganisationen (ESA) och det statliga företaget Roscosmos för utforskning av Mars , vars huvudmål var att söka efter bevis för existensen av tidigare och nuvarande liv på Mars [6] [7] [8] .
Under programmet genomfördes lanseringen av den automatiska interplanetära stationen (AMS) ExoMars-2016 och uppskjutningen av AMS ExoMars-2022 planerades.
ExoMars 2016 bestod av en orbiter ( Trace Gus Orbiter ) och en landare ( Schiaparelli ) [9] [10] .
ExoMars-2022 var tänkt att bestå av en flygmodul, en nedstigningsmodul (landningsmodul), samt en adapter med ett system för att separera nedstigningsmodulen från flygmodulen. Nedstigningsfordonet skulle ge en minskning av hastigheten på landningsplattformen med rover installerad på den genom konsekvent användning av aerodynamiska bromsar och fallskärmar [11] [12] .
Den första rymdfarkosten sköts upp den 14 mars 2016 av bärraketen Proton-M från Baikonur - kosmodromen [13] . Den 19 oktober 2016 gick Trace Gus Orbiter framgångsrikt in i planets satellits bana [14] , medan Schiaparelli kraschade när de försökte landa på Meridianplatån [15] [8] .
Den 17 mars 2022 avbröt ESA [16] [17] och den 12 juli [18] stoppade genomförandet av programmet, på grund av den ryska invasionen av Ukraina som en del av det rysk-ukrainska kriget .
Uppdraget utvecklades ursprungligen endast av ESA och kombinerade ursprungligen en rover och en fast station på ytan. De var planerade att sjösättas 2011 ombord på bärraketen Soyuz-FG med Fregat övre steg [19 ] .
Under ett nytt gemensamt Mars-utforskningsprojekt undertecknat av ESA och NASA i juli 2009 lades dock detta program på is och ExoMars-uppdraget slogs snart samman med andra projekt. I enlighet med dessa förändringar delades ExoMars-programmet upp i två uppskjutningar med hjälp av Atlas-5 bärraket [4] : 2016 planerades lanseringen av Mars Science Orbiter (MSOA), som ingick i projektet, och även en fast väderstation , och 2018 förväntades ESA:s ExoMars-rover lanseras tillsammans med NASA:s mindre MAX-C- rover . Men 2011 avbröts MAX-C-projektet och ExoMars-projektet frystes för revision [20] .
Sedan starten i början av 2000-talet har ExoMars varit föremål för betydande politiska och finansiella kamper. ExoMars-konceptet bestod ursprungligen av en enda stor rover som ingick i ESA:s Aurora- program som kärnan i uppdraget och godkändes av europeiska rymdministerier i december 2005. Ursprungligen planerade att lansera fordonet 2011, Italien , Europas ledande land i ExoMars-uppdraget, beslutade att begränsa sitt ekonomiska bidrag till projektet, vilket resulterade i den första av tre lanseringsförseningar.
2007 tillkännagav det kanadensiska teknikföretaget McDonald, Dettwiler & Associates det var företaget som vunnit ett kontrakt på en miljon euro EAOC Astriummed Astrium skrev också på ett kontrakt med ESA för att designa en rover [21] .
I juli 2009 kom ESA och NASA överens om ett nytt gemensamt Mars-utforskningsprogram, vilket väsentligt förändrade det tekniska och finansiella stödet för ExoMars. Den 19 juni, när rovern fortfarande behövdes för att ta sig in på MNOA, rapporterades det att avtalet skulle kräva att ExoMars skulle gå ner i vikt för att möta den etablerade normen ombord på Atlas bärraket tillsammans med MNOA [22] .
I augusti 2009 tillkännagavs att den ryska rymdorganisationen ("Roskosmos") och ESA hade undertecknat ett samarbetsavtal som inkluderade gemensamma aktiviteter i två Mars-utforskningsprojekt: det ryska Phobos-Grunt och det europeiska ExoMars. Ryssland kommer att förse ESA med en backup-raket och en Proton-M- raket för ExoMars-rovern, som i sin tur kommer att inkludera rysktillverkade delar [23] [24] .
I oktober samma år rapporterades att uppdraget i enlighet med det nya NASA och ESA samordnade programmet för utforskning av Mars kommer att delas upp i två delar som var och en är viktig för NASA: en fast station på ytan of Mars + "Martian Science Orbiter" , som kommer att lanseras 2016, och rovers 2018 [25] [26] . Detta initiativ kommer sannolikt att skapa en balans mellan vetenskapliga mål och den tillgängliga budgeten. Uppskjutningsfordon kommer att använda Atlas-5 uppskjutningsfordon [26] .
Den 17 december 2009 gav ESA:s ledning slutgiltigt godkännande till Mars-utforskningsprogrammet som ska genomföras med NASA, vilket bekräftar dess avsikt att spendera 850 miljoner euro (1,23 miljarder dollar) på uppdrag under 2016 och 2018. De övriga 150 miljoner euro som krävs för uppdragets drift kommer att begäras under ett möte med ESA:s regering i slutet av 2011 eller början av 2012. Till skillnad från vissa ESA-program kommer finansieringen från ExoMars inte att inkludera ett utrymme på 20 % för budgetöverskridanden [27] .
Den 7 februari 2012 drog US National Aeronautics and Space Administration (NASA) officiellt ur ExoMars-programmet på grund av bristande finansiering. Den amerikanska sidan kommer alltså inte att kunna förse ESA med sin Atlas-raket.
Den 6 april 2012 enades Roscosmos och European Space Agency (ESA) om att gemensamt genomföra ExoMars-projektet.
I slutet av december 2012 tecknade Roscosmos kontrakt med IKI RAS för utveckling av ryska vetenskapliga instrument för projektet [28] . Den 14 mars 2013, i Paris , undertecknade chefen för Roscosmos Vladimir Popovkin och chefen för ESA Jean-Jacques Dorden ett officiellt avtal om ett gemensamt interplanetärt program [7] [29] .
De vetenskapliga målen för ExoMars-programmet, i prioritetsordning [30] :
Tekniska mål:
Enligt nuvarande planer [29] består ExoMars-programmet av två rymdfarkoster, vars huvudkomponenter är Mars-satelliten - orbiter och rover.
Ansvarig part | Första lanseringen 2016 | Andra lanseringen 2022 [32] . |
---|---|---|
Startfordon: " Proton-M " | Startfordon: " Proton-M " | |
Två vetenskapliga instrument för TGO orbiter | Landningsfordon med landningsplattform | |
Vetenskapliga instrument för rover | ||
Orbiter TGO | Marsrover Rosalind Franklin | |
Demonstration amfibiemodul Schiaparelli |
Den 15 juni 2016, vid ett möte i ESA-rådet, nåddes en överenskommelse om ytterligare finansiering av programmet: de fyra huvuddeltagarna i detta uppdrag - Storbritannien, Tyskland, Italien och Frankrike - enades om att investera ytterligare 77 miljoner euro så att industriföretagen i dessa länder fullt ut kunde fortsätta arbeta med programmet " ExoMars. Vi talar om det fransk-italienska Thales Alenia Space och det fransk-europeiska företaget Airbus , såväl som andra entreprenörer [33] .
Trace Gus Orbiter (TGO) kommer att tillhandahålla ett flyg till Mars för ett nedstigningsfordon med en automatisk marsstation - Schiaparelli -modulen . Sedan, efter retardation och överföring till en konstgjord satellits omloppsbana, kommer TGO att börja studera och klargöra naturen hos olika gaser i Mars atmosfär, särskilt metan och vattenånga . Enheten kommer att bestämma platsen för deras källor på planetens yta och förändringen i den rumsliga fördelningen av dessa gaser över tiden. TGO kommer också att hjälpa till att välja en framtida landningsplats för ExoMars rover.
Vid ankomsten av rover 2021 kommer orbitern att överföras till en lägre bana, där den kommer att kunna utföra analytiska vetenskapliga aktiviteter, samt fungera som en datareläsatellit [ 34] .
I januari 2013 började ryska forskare från Ryska vetenskapsakademins rymdforskningsinstitut att arbeta på vetenskapliga instrument för TGO [35] .
Orbiter-instrumentFöljande instrument är installerade på orbitern [36] :
Schiaparelli- landaren utvecklades av ESA för att testa landningsteknik på Mars [37] , för att mäta elektriska fält på planetens yta och koncentrationen av atmosfäriskt damm [38] . Från början var det också planerat att installera vetenskapliga instrument under det allmänna namnet "Humboldt payload" [39] för att studera planetens inre struktur, men i början av 2009 avbröts detta projekt helt på grund av otillräcklig finansiering [40] .
Schiaparelli hade inte en långvarig energikälla: batterier utvecklades för att driva vetenskapliga instrument, vars laddning skulle räcka för endast 2-8 dagar . Tillsammans med ett litet utrymme för arrangemang av instrument var enhetens möjligheter när det gäller forskning begränsade [41] .
Schiaparelli sköts upp i rymden tillsammans med TGO och, när han närmade sig Mars, var han tvungen att separera för en oberoende landning på Meridianplatån [2] . Som planerat, den 16 oktober 2016, separerade Schiaparelli från omloppsbanan innan dess retardation och inträde i omloppsbana [42] . Den 19 oktober gick modulen in i Mars atmosfär med en hastighet av 21 000 km/h (5,83 km/s). Hastigheten reducerades genom successiv användning av aerodynamisk bromsning och fallskärm. Full inbromsning och en mjuklandning skulle utföras av raketmotorer med hjälp av ett navigations- och kontrollsystem som tar hänsyn till radardata som mäter höjd över ytan och horisontell hastighet relativt den [41] . Motorerna fungerade dock i bara tre sekunder, vilket är mycket mindre än nödvändigt, på grund av vilket Schiaparelli gjorde ett fritt fall från en höjd av två till fyra kilometer och kraschade på ytan med en hastighet av mer än 300 km / h [ 43] [8] .
Lander instrumentFöljande utrustning installerades ombord på nedstigningsmodulen [37] :
Lanseringen av apparaten 2016 utfördes från pad nr 200 av Baikonur Cosmodrome av Proton-M bärraket med Breeze-M övre steget den 14 mars 2016 kl. 12:31 Moskva-tid [13] . Som planerat ägde fyra uppskjutningar av motorerna i övre steget rum, vilket överförde rymdfarkosten till flygbanan till Mars. Vid 23:13 Moskva-tid separerade fordonet framgångsrikt från Breeze-M [44] . Natten till den 15 mars slogs apparatens kommandoinstrument på och solpanelerna öppnades .
Under flygningen till Mars genomfördes tre planerade banakorrigeringar. Efter sju månaders flygning nådde rymdfarkosten Mars omedelbara närhet, varefter den splittrades i Trace Gus Orbiter och Schiaparelli.
Datum Tid | Händelse | stat |
---|---|---|
14 mars 2016 | Rymdskeppsuppskjutning ("fönster" 14-25 mars) | Framgång [45] |
14 mars 2016 klockan 23:13 Moskvatid | Separation av övre scenen från rymdfarkoster | Framgång [46] |
15 mars 2016 kl. 00:28 UTC | Överföring av kontroll till European Space Mission Control Center , utplacering av solpaneler , mottagande av den första signalen från enheten av ESA:s markstation i Malindi | Framgång [47] |
5 och 6 april 2016 | Slå på och kontrollera ryska vetenskapliga instrument på rymdfarkosten TGO | Framgång [45] |
7 april 2016 | Rymdfarkosten tog den första bilden av ett slumpmässigt fläck på himlen | Framgång [48] |
22 april 2016 | Schemalagd prestationskontroll av det ryska spektrometrikomplexet ACS | Framgång [49] |
13 juni 2016 | Rymdfarkoster fotograferade Mars från ett avstånd av 41 miljoner km | Framgång [50] |
14-16 juni 2016 | Upprepade kontroller av det ryska spektrometriska komplexet ACS för att studera kemin i Mars atmosfär | Framgång [51] |
28 juli 2016 | Stor banakorrigering som skickade TGO till Mars | Framgång [52] |
11 augusti 2016 | Den andra planerade korrigeringen av rymdfarkostens bana för det rysk-europeiska uppdraget "ExoMars-2016". | Framgång [53] |
14 oktober 2016 | Den tredje planerade korrigeringen av banan för rymdfarkosten för det rysk-europeiska uppdraget "ExoMars-2016" | Framgång [54] |
16 oktober 2016 | Demonstration amfibiemodul "Schiaparelli" | Framgång [55] |
19 oktober 2016 | Landning "Schiaparelli"; TGO Orbiter flyttar in i Mars Moon Orbit | TGO-framgång, Schiaparelli-krasch [15] |
19, 23 och 27 januari 2017 | TGO-banlutningen ändras från 7° till 74° | Framgång [56] |
mars 2017–20 februari 2018 | Inbromsning av TGO på den övre atmosfären | Framgång [57] [58] |
februari-april 2018 | Bankorrigering upp till 400 km | Framgång [59] |
21 april 2018 | Start av TGO:s vetenskapliga program | Framgång [60] |
januari 2021 | Start av drift av TGO som relästation för rover och automatisk Martian-station | Förväntat |
december 2022 | Slutförande av flygningen | Förväntat |
Den andra etappen av projektet innebär leverans till Mars av en rysk landningsplattform med en europeisk rover ombord.
Tiger-teamet, som inkluderar specialister från Roscosmos, ESA, ryska och europeiska industrientreprenörer, började i slutet av 2015 utarbeta möjliga åtgärder för att kompensera för förseningar och tillhandahålla en reservperiod inom lanseringsschemat 2018. Den 2 maj 2016 beslutade Roscosmos-ESA Joint Management Board för ExoMars Project (JESB) att, med tanke på förseningarna i utförandet av arbetet av europeiska och ryska industrientreprenörer och i genomförandet av ömsesidiga leveranser av vetenskapliga instrument, skjuta upp lansering till nästa lanseringsfönster - juli 2020 [32] . Den 12 mars 2020 sköts uppskjutningen upp till 2022 eftersom det är nödvändigt att genomföra ytterligare tester av rymdfarkosten med modifierad utrustning och med den slutliga versionen av programvaran. [61] [62] .
Flygmodulen, utvecklad av ESA, kommer att tillhandahålla en flygning till Mars. Nedstigningsfordonet kommer att separeras från flygmodulen innan det går in i atmosfären. Hastigheten på nedstigningsfordonet reduceras genom successiv användning av aerodynamiska bromsar och fallskärmar. Full inbromsning och mjuklandning utförs av landningsplattformen, som är utrustad med raketmotorer med variabel dragkraft. Efter landning kommer rovern att glida nedför rampen från landningsplattformen och påbörja sitt sex månader långa utforskningsprogram [63] .
Ryssland är ansvarigt för landaren, som kommer att föra landningsplattformen och rover till planeten. Efter att rover har lämnat kommer plattformen att börja fungera som en självständig vetenskaplig station med lång livslängd. En uppsättning vetenskaplig utrustning kommer att installeras ombord för att studera sammansättningen och egenskaperna hos Mars yta [64] .
ESA:s styrande råd, som sammanträdde i Paris den 16-17 mars 2022, bedömde situationen som uppstod på grund av kriget i Ukraina angående ExoMars-projektet, och enhälligt:
Senare drog ESA:s ledning slutsatsen att det var osannolikt att starta om programmet före 2028 [66] .
Av de fyra potentiella landningsplatser som föreslogs i oktober 2014 [67] Aram Ridge , Gipanis Valley , Maurta Valley , Oxia Plateau 28 mars 2018, valde arbetsgruppen två platser för vidare studier: [68 ] :
Alla platser ligger något norr om ekvatorn. På båda ställena fanns tidigare vatten, vilket är viktigt för att hitta spår av liv.
Den huvudsakliga tekniska begränsningen är att landningsplatsen måste vara tillräckligt låg för att fallskärmarna ska kunna bromsa nedstigningsmodulen. Dessutom bör landningsområdet i en ellips på 120 x 19 km inte ha farliga platser, såsom branta sluttningar, lös jord, stora stenar. Det är nödvändigt att i detalj studera platserna för potentiella landningar: att kartlägga fördelningen och storleken på stenar och kratrar, för att bestämma brantheten i sluttningarna, områden med lös "sand", för att bestämma roverens möjliga rutter (flytta uppåt) till 5 km från landningsplatsen) och borrplatser för markprovtagning.
Det slutgiltiga beslutet om landningsplatsen kommer att fattas ungefär ett år innan lanseringen av nedstigningsmodulen.
Komplexet av vetenskaplig utrustning på landningsplattformen ExoMars-2022 är utformad för att utföra följande uppgifter:
För att utföra dessa uppgifter är ett komplex av vetenskaplig utrustning avsedd [64] , vilket inkluderar:
Rovern är utrustad med ett komplex av vetenskaplig utrustning "Pasteur", som inkluderar två ryska instrument: ISEM och ADRON-MR. Huvudmålet med forskning från rover är den direkta studien av Mars yta och atmosfär i närheten av landningsområdet, sökandet efter föreningar och ämnen som kan indikera den möjliga existensen av liv på planeten.
Rosalind Franklin rover , en högautomatiserad sexhjulig rover, kommer att väga 270 kg, cirka 100 kg mer än NASA :s Mars Exploration Rover [5] . En mindre version som väger 207 kg övervägs också [70] . Instrumenteringen kommer att bestå av en 10 kg Pasteur nyttolast innehållande, bland andra komponenter, en 2 m underjordsborr [71] .
För att bekämpa fjärrkontrollsvårigheter på grund av tidsfördröjningar i kommunikationen med jorden kommer Rosalind Franklin att ha fristående programvara för visuell landskapsnavigering, med komprimerade stereobilder , från monterade panorama- och infraröda kameror på roverns "mast". För att göra detta kommer han att skapa digitala stereonavigeringskartor med hjälp av ett par kameror, varefter han självständigt kommer att hitta en bra väg. Närbildskameror kommer att användas för säkerhet och undvikande av kollisioner, vilket möjliggör en säker passage på cirka 100 meter per dag. Efter att rover mjuklandar på Mars yta, kommer Mars Science Orbiter att fungera som en datareläsatellit från rover [34] .
Mars roverinstrumentRosalind Franklin rover är designad för autonom navigering över hela planetens yta. Ett par stereokameror tillåter rovern att skapa tredimensionella kartor över terrängen, som den använder för att uppskatta terrängen runt den för att undvika hinder och hitta den mest effektiva rutten [72] .
KamerorSystemets panoramakameror (PanCam) är utformade för att förse rovern med instrument för att skapa en digital karta över området och för att söka efter biologisk aktivitet . PanCam-setet innehåller två kameror med ett mycket brett synfält för multispektrala stereoskopiska panoramabilder och en högupplöst färgkamera. PanCam kommer att stödja annan utrustning och även användas för att inspektera svåråtkomliga platser som kratrar eller stenväggar.
BurRovern är utrustad med en 70 cm borr , som gör att du kan arbeta med olika typer av jord, samt tre utdragbara stavar som var och en gör att du kan öka borrdjupet med ca 50 cm. Med alla tre utdragbara stavar, borren låter dig ta stenprover från ett djup på upp till 2 meter [73] .
Vetenskaplig utrustningNASA var ursprungligen tänkt att tillhandahålla två Atlas-5- raketer , eftersom det beslutades att slutföra programmet i två separata uppskjutningar [75] [76] [77] .
Efter att NASA dragit sig ur projektet och undertecknat ett avtal mellan ESA och Roskosmos, beslutades det att använda två ryska Proton-M-raketer med ett Briz-M- översteg .
En standardmodell av den ryska markstationen för att ta emot information från ExoMars-2016 uppdragsfordon, som utvecklas vid MPEI Design Bureau , kommer att tas i drift i slutet av 2017. Det mottagande komplexet kommer också att innehålla två markstationer för att ta emot information med 64-meters antenner: TNA-1500 (i Medvezhye Ozera Central Space Station ) och TNA-1500K (i Kalyazin ) [78] .
![]() | |
---|---|
Ordböcker och uppslagsverk |
Europeiska rymdorganisationen | |||||||||||||||||||||||||
---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| |||||||||||||||||||||||||
|
Utforskning av Mars med rymdskepp | |
---|---|
Flygande | |
Orbital | |
Landning | |
rovers | |
Marshalls | |
Planerad |
|
Föreslog |
|
Misslyckad | |
Inställt |
|
se även | |
Aktiva rymdfarkoster är markerade med fet stil |
|
|
---|---|
| |
Fordon som avfyras av en raket är åtskilda av ett kommatecken ( , ), uppskjutningar är åtskilda av en interpunct ( · ). Bemannade flyg är markerade med fet stil. Misslyckade lanseringar är markerade med kursiv stil. |