ЭкзоМарс (англ. ExoMars) — совместная программа Европейского Космического Агентства (ЕКА) и Национального управления США по аэронавтике и исследованию космического пространства (НАСА) по исследованию и освоению Марса с помощью специально подготовленных устройств и аппаратов.
Изначально разрабатываемая только ЕКА, миссия первоначально совмещала в себя ровер (марсоход) и статическую наземную станцию.
Однако, в рамках нового проекта совместного освоения Марса подписанного НАСА и ЕКА в июле 2009 года, программа была резко задержана, и миссия ЭкзоМарс вскоре была объединена с другими проектами. Новая программа ЭкзоМарс в которую теперь входит несколько большее количество космических аппаратов, разделена на два запуска с помощью ракеты-носителя «Атлас-5»: В 2016 году планируется запуск «Марсианского научного орбитального аппарата», который был включен в проект, а также статической метеорологической станции. В 2018 году будут запущены марсоходы «ЭкзоМарс Ровер» ЕКА, вместе с меньшим ровером «Max-C» НАСА.
История программы
С момента своего начала существования в начале 2000-х, ЭкзоМарс подвергается массивной политической и финансовой борьбе. Первоначально концепция ЭкзоМарса состояла из одного, большого марсохода, бывшего частью программы ЕКА «Аврора» в роли основы миссии, и была утверждена космическими министерствами Европы в декабре 2005 года. Изначально планирующая запустить аппарат в 2011 году, Италия, ведущая страна Европы в миссии ЭкзоМарс, решила ограничить свой финансовый вклад в проект, в результате чего произошла первая из трех задержек запуска.
В 2007 году канадская технологическая фирма «МакДональд, Деттвилер и партнёры» объявила, что является компанией выигравшей контракт вместе с «ЕАОК Астриум» в Великобритании на сумму один миллион евро, чтобы спроектировать и построить прототип шасси марсохода для Европейского космического агентства, которое будет использоваться в предстоящей миссии ЭкзоМарс. «Астриум» также заключил контракт с ЕКА на проектирование марсохода.
В июле 2009 года НАСА и ЕКА договорились о новой совместной программе освоения Марса, существенно изменив техническую и финансовую поддержку ЭкзоМарса. 19 июня, когда ровер был все еще нужен для того, чтобы осуществить контрейлерные перевозки на МНОА (Марсианский научный орбитальный аппарат), было сообщено, что соглашения потребует ЭкзоМарс избавиться от некоторого веса, чтобы соответствовать установленной норме на борту ракеты-носителя «Атлас» вместе с МНОА.
В августе 2009 года было объявлено, что Российское космическое агентство (Роскосмос) и ЕКА подписали соглашение о сотрудничестве, которое включает в себя совместную деятельность в двух проектах по исследованию Марса: российском «Фобос-грунт» и европейском «ЭкзоМарс». К тому же, Россия обеспечила ЕКА резервной пусковой установкой, ракетой «Протон» для ровера ЭкзоМарс, который, кстати, должен также включать части российского производства.
В октябре того же года было сообщено, что в соответствии с новой согласованной программой НАСА и ЕКА по исследованию Марса, миссия будет разделена на две части: Статическая станция/Орбитальный аппарат, запуск которых пройдет в 2016 году, и марсоходы-роверы в 2018 году, каждая из которых имеет значительную роль для НАСА. Эта инициатива по-видимому установит равновесие между научными целями и имеющимся бюджетом. Использоваться при запуске будут ракеты-носители «Атлас-5».
17 декабря 2009 года правительство ЕКА дало окончательное согласие на осуществление программы по исследованию Марса которая будет проводиться с НАСА, подтверждая свою приверженность потратить 850 млн. € (1,23 млрд. $) на миссии в 2016 году и 2018 году. Другие 150 млн. €, необходимые для работы миссии будут запрошены в ходе заседания правительства ЕКА в конце 2011 или начале 2012 года. В отличие от некоторых программ ЕКА, финансирование ЭкзоМарс не будет включать в себя 20 % маржи перерасхода бюджетных средств.
Цели программы
Научные цели программы ЭкзоМарс в порядке очередности:
* Поиск возможных следов прошлой или настоящей жизни на Марсе.
* Характеристика водного и геохимического распределения на поверхности планеты.
* Изучение поверхности и окружающей среды на планете, выявление опасностей для будущих пилотируемых полётов на Марс.
* Исследование недр планеты, чтобы лучше понять эволюцию и возможность обитаемости Марса.
* По выполнению всех задач, успешно закончить миссию возвращением на Землю.
Технологические цели:
* Осуществление посадки большегрузных аппаратов на поверхность Марса.
* Использование солнечной электроэнергии на Марсе.
* Использование буровой установки для взятия образцов марсианского грунта.
* Развитие исследований при помощи марсоходов-роверов.
Строение миссии
Согласно текущим планам, миссия ЭкзоМарс будет состоять из трех, возможно, четырех элементов корабля отправленных в два запуска.
Запуск 2016
Марсианский научный орбитальный аппарат
Марсианский научный орбитальный аппарат (Орбитальный аппарат Миссии по обнаружению газа на Марсе), который будет запущен в январе 2016 года, доставит статическую метеорологическую станцию ЭкзоМарса, а затем приступит к нанесению источников метана и других газов на карту Марса, и при этом, поможет выбрать место для посадки ЭкзоМарс ровер, который в свою очередь будет запущен в 2018 году. Присутствие метана в атмосфере Марса интригует, потому что вероятное его происхождение либо результат деятельности современной жизни, либо геологической активности. По прибытии роверов-марсоходов в 2018 и 2019 годах, орбитальный аппарат будет передан на нижнюю орбиту, где будет в состоянии выполнять аналитическую научную деятельность, а также действовать в качестве спутника-ретранслятора данных. Его работа может быть продлена, для служения будущим миссиям в 2020-х годах.
Статическая метеостанция
Первоначально, эта станция была запланирована для несения группы из одиннадцати инструментов под общим названием «полезная нагрузка Гумбольдта», которые будут расследовать геофизику внутреннего строения планеты, но в итоге в первом кавртале 2009 года этот проект был полностью отменён. Хотя последнее партнерство с НАСА и создало основы новой полезной нагрузки, она всё ещё осталась под жёстким ограничением.
Модуль вступления, спуска и приземления предоставит Европе новую технологию посадки на поверхность Марса с контролируемой ориентацией и скоростью приземления. После входа в марсианскую атмосферу, модуль развернет парашют и завершит свою посадку с помощью навигационной и управляющей системы, основанной на доплеровском датчике радара альтиметра.
Как ожидается, чтобы выжить на поверхности Марса в течение некоторого времени, будут использоваться избыточные мощности энергии батарей. Предложенным местом посадки является Меридиан Планум, так как это почти плоский и не гористый участок поверхности Марса, идеально подходящий для его системы безопасной посадки.
Запуск 2018
В миссии 2018 года принимают участие два марсохода (ровера), один из них европейский: ЭкзоМарс Ровер, другой американский: Max-C Ровер. Текущие планы предусматривают использование специального крана НАСА вступления, спуска и посадки, с целью обеспечить одновременный спуск двух марсоходов на поверхность красной планеты.
ЭкзоМарс Ровер
Ровер ЭкзоМарс — высоко автоматизированный шестиколёсный вездеход, будет весить 270 кг, это примерно на 100 кг больше, чем «Mars Exploration Rovers» НАСА. Также рассматривают уменьшенную версию с меньшим весом 207 кг. Инструментарий будет состоять из 10 кг полезной нагрузки «Пастер», содержащей, среди других компонентов, 2-метровый подповерхностный бур.
Перевозчик доставит модуль с помощью спускаемого аппарата на Марс, после чего кран системы посадки «Sky» обеспечит мягкую посадку с высокой точностью. После благополучного приземления на поверхность Марса, ровер, пользуясь солнечной энергией, начнёт свою шестимесячную миссию. Для борьбы с трудностями дистанционного управления из-за отставания связи, ЭкзоМарс будет иметь автономное программное обеспечение для навигации визуального ландшафта, со сжатым стерео-изображением, с установленных панорамных и инфракрасных камер на «мачте» марсохода. Для этого он создаст цифровые навигационные стерео карты с помощью пары камер, после чего автономно найдёт хорошую траекторию пути. Крупно-плановые камеры будут используются для обеспечения безопасности и предотвращения столкновений, что позволит безопасно проходить около 100 метров в сутки. После высадки и приземления ровера на поверхность Марса, Марсианский научный орбитальный аппарат будет работать как спутник-ретранслятор данных с марсохода.
Ровер НАСА «Max-C» — меньший марсоход программы ЭкзоМарс. Он будет помогать большему марсоходу, и будет собирать наиболее ценные образцы марсианского грунта. Предположительно оба ровера будут работать в одном и том же месте, что, как ожидается, приведёт к их взаимодействию. Max-C ровер будет собирать, анализировать и хранить наиболее ценных образцы с поверхности планеты, подходящие для возвращения на Землю.
Запуск 2020
В 2020 году НАСА и ЕКА планируют создание сети посадочных аппаратов 100—150 кг, для поисков жизни во многих местах Марса. К 2025 году (3 запуска: 2020, 2022, 2024) будет создана карта жизни на Марсе (места, где есть или нет жизни).
Ракета-носитель
В соответствии с согласованной ЕКА программой сотрудничества с Американским космическим агентством, НАСА предоставит две ракеты Атлас-5, так как было решено провести миссию в два отдельных запуска. Европейское космическое агентство уже разработало рамочное соглашение с Российским федеральным космическим агентством, которое позволяет сотрудничать в программе ЭкзоМарс, в том числе по обеспечению резервной полезной нагрузкой, и резервной пусковой установкой, ракетой «Протон», которая ранее использовалась для запуска аппаратов Салют-6, Салют-7, Мир, и некоторых компонентов для Международной космической станции.
Система и место посадки
Если сотрудничество с НАСА продолжится, то будет использован аппарат для спуска марсоходов на поверхность, ранее используемый для спуска ровера Mars Science Laboratory.
Потенциальные места посадки по состоянию на ноябрь 2007 года:
* Mawrth Vallis
* Nili Fossae
* Меридиан Планум
* Кратер Холдена
* Кратер Гейл
Для определения оптимального места посадки и безопасной связи, было принято решение включить Марсианский научный орбитальный аппарат в запуск 2016 года.
Инструменты роверов
Нынешние условия на Марсе чрезвычайно враждебны для широкого распространения поверхностной жизни: там слишком холодно и сухо, и большая доза солнечного ультрафиолетового излучения, а также космического излучения. Несмотря на эти опасности, основные микроорганизмы могут по-прежнему процветать в защищённых местах под землёй или в трещинах скал и гор. Для проекта ЭкзоМарс были созданы некоторые инструменты и некоторое оборудование, которое, возможно, поможет найти следы биологической жизни на Марсе.
Камеры
Панорамные камеры системы (PanCam) были разработаны для обеспечения марсоходов приборами для создания цифровой карты местности и для поиска прошлой или настоящей биологической активности. Набор PanCam включает в себя две камеры с весьма широким углом обзора для мультиспектральных стереоскопических панорамных изображений, и цветную камеру высокого разрешения. PanCam будет оказывать поддержку другому оборудованию, а также использоваться для заснятия с высоким разрешением труднодоступных мест, таких как кратеры или каменные стены.
Бур
В составе одного из марсоходов есть бур, который послужит для помощи роверам собрать наиболее полезные и интересные образцы грунта. Бур может работать в различных типах почв, а длина его сверла 2 метра.
Научное оборудование
* Марсианский анализатор органических молекул
* Инфракрасный спектрометр с формированием изображения (MicrOmega ИК)
* Марсианский дифрактометр рентгеновских лучей
* Почвенный радар
* Инфракрасный спектрометр внутри сверла
Автономная навигация
Ровер ЭкзоМарс предназначен для автономной навигации по всей поверхности планеты. Пара стерео камер позволяют Роверу создавать 3D-карты местности, которые он использует для оценки местности вокруг него для избегания препятствий и поиска наиболее эффективного маршрута.
http://baymysori.info/?p=534
«ЭкзоМарс» готов путешествовать.
http://static.mirf.ru/Articles/art3032.htm
Роскосмос и ЕКА подписали соглашение о сотрудничестве в рамках миссий "Фобос-Грунт" и "Экзомарс"
В Париже в ходе третьего заседания Руководящего совета Диалога Россия-Евросоюз по сотрудничеству в области космоса было подписано Соглашение между Федеральным космическим агентством и Европейским космическим агентством о сотрудничестве в рамках осуществления миссии "Фобос-грунт" и миссии "Экзомарс".
В ходе миссии ЕКА "Экзомарс" на поверхность Марса будет доставлен мобильный комплекс, на котором будет установлена научная аппаратура для поиска следов существовавшей и существующей в настоящее время жизни на Марсе и изучения водной/геохимической среды как функции от глубины ближайшего подповерхностного пространства с помощью использования бура для сбора подповерхностных образцов пород, и стационарный набор аппаратуры для геофизических исследований и исследования окружающей среды (ГЕП) в целях изучения глубинных слоев планеты, что позволит расширить знания об эволюции Марса и возможности существования на нем жизни, а также для изучения среды на поверхности планеты и определения угроз, которые могут возникнуть в ходе будущих пилотируемых миссий.
Целью российской миссии "Фобос-грунт" является доставка на Землю образца грунта спутника Марса Фобоса. Запуск в рамках этой миссии (РН "Зенит") запланирован на 2009 год. Она осуществляется космическим аппаратом, несущим посадочный модуль, который в свою очередь, оснащен возвращаемым модулем. Космический аппарат выйдет на марсианскую орбиту и затем запустит посадочный модуль, который должен будет приземлиться на поверхности Фобоса. После прохождения периода времени, отведенного на пребывание возвращаемого модуля на поверхности планеты, он вместе с образцами материалов с Фобоса будет запущен с поверхности Фобоса для возвращения на Землю.
Подписанное в Париже соглашение определяет шесть основных направлений взаимодействия Роскосмоса и ЕКА:
1) Научное сотрудничество в рамках осуществления миссий "Фобос-грунт" и "Экзомарс" при участии российских и европейских ученых в работе научных коллективов обоих проектов.
2) Использование коммуникационной полезной нагрузки КА "Фобос-грунт" при учете возможности усовершенствования системы связи КА "Фобос-грунт" в целях поддержки коммуникаций миссии "Экзомарс".
3) Поддержка миссии "Фобос-грунт", включая телеметрию, слежение, и управление, с помощью наземной сети станций дальнего космоса ЕКА.
4) Использование ракеты-носителя "Протон-М" для миссии "Экзомарс" в качестве возможной альтернативы приоритетному выбору ракеты-носителя "Ариан-5" при учете требований по сертификации пусковой безопасности космического аппарата, в состав которого входят источники радиационного излучения.
5) Закупка в России радиоизотопных нагревателей (РИН) для их интеграции в мобильный комплекс "Экзомарс" и ГЕП в целях обеспечения необходимой целостности и надежности проведения работ на поверхности в рамках миссии "Экзомарс". Должное внимание должно быть уделено соответствующим стандартам Международного агентства по атомной энергии (МАГАТЭ), применимым внутренним и международным правилам безопасности радиоизотопных источников и договоренностям, необходимым для обеспечения оценки и демонстрации радиационной безопасности для вариантов запуска с помощью как РН "Протон-М", так и РН "Ариан-5".
6) Определение, разработка и испытания мобильного комплекса и системы спуска и посадки "Экзомарс" на основе соответствующего российского опыта.
http://www.faki.fizteh.ru/index/string_news/n_3jr8p4.html?&xsl:onlynew=1
Свежие комментарии