Το νέο κοινό πρόγραμμα εξερεύνησης του Άρη της NASA και της ESA προωθεί γρήγορα την εφαρμογή ενός συμφωνημένου πλαισίου για την κατασκευή μιας φιλόδοξης νέας γενιάς τροχιοδρομητών και προσεδαφίσεων κόκκινου πλανήτη ξεκινώντας από τα παράθυρα εκτόξευσης του 2016 και του 2018.
Το υπό την ευρωπαϊκή καθοδήγηση ExoMars Trace Gas Mission Orbiter (TGM) επιλέχθηκε ως το πρώτο διαστημόπλοιο της κοινής πρωτοβουλίας και πρόκειται να εκτοξευθεί τον Ιανουάριο του 2016 σε ένα παρεχόμενο από τη NASA Πύραυλος Atlas 5 για 9μηνη κρουαζιέρα στον Άρη. Σκοπός είναι να μελετηθούν τα ίχνη αερίων στην ατμόσφαιρα του Άρη, ιδίως οι πηγές και η συγκέντρωση μεθανίου που έχει σημαντικές βιολογικές επιπτώσεις. Μεταβλητές ποσότητες μεθανίου έχουν ανιχνευθεί από έναν τροχιακό του Άρη και από επίγεια τηλεσκόπια στη γη. Το τροχιακό θα συνοδεύεται πιθανότατα από ένα μικρό στατικό προσεδάφιο που παρέχεται από την ESA και θα ονομάζεται Ενότητα επίδειξης εισόδου, καθόδου και προσγείωσης (EDM).
Το Πρόγραμμα Mars της NASA αλλάζει την επιστημονική στρατηγική του ώστε να συμπέσει με τη νέα κοινοπραξία με την ESA και επίσης να βασιστεί στις πρόσφατες ανακαλύψεις από τον τρέχοντα διεθνή στόλο των αρειανών τροχιακών και εξερευνητών επιφάνειας Πνεύμα , Ευκαιρία και Φοίνιξ (δείτε τα παλαιότερα μωσαϊκά μου στον Άρη). Ο Doug McCuiston, διευθυντής της Εξερεύνησης του Άρη της NASA στα κεντρικά γραφεία της NASA, μου είπε σε μια συνέντευξη ότι, «Η NASA προχωρά γρήγορα από το «Follow the Water» μέσω της αξιολόγησης της κατοικιμότητας και στο θέμα «Seeking the Signs of Life». Η άμεση αναζήτηση της ζωής είναι πιθανώς μια βελόνα στα άχυρα, αλλά οι υπογραφές της προηγούμενης ή της παρούσας ζωής μπορεί να είναι ευρύτερα διαδεδομένες μέσω οργανικών, πηγών μεθανίου κ.λπ.».
Η NASA και η ESA θα εκδώσουν μια «Ανακοίνωση Ευκαιρίας για το τροχιακό τον Ιανουάριο του 2010» ζητώντας προτάσεις για μια σειρά επιστημονικών οργάνων σύμφωνα με τον McCuiston. «Τα επιστημονικά όργανα θα επιλεγούν ανταγωνιστικά. Είναι ανοιχτοί στη συμμετοχή αμερικανών επιστημόνων που μπορούν επίσης να χρησιμεύσουν ως κύριοι ερευνητές (PI's)». Οι προτάσεις υποβάλλονται σε 3 μήνες και θα αξιολογηθούν από κοινού από τη NASA και την ESA. Οι επιλογές οργάνων στοχεύουν να ανακοινωθούν τον Ιούλιο του 2010 και το συνολικό κόστος των οργάνων που χρηματοδοτούνται από τη NASA περιορίζεται στα 100 εκατομμύρια δολάρια.
Το Mars Trace Gas Mission orbiter που έχει προγραμματιστεί για εκτόξευση το 2016 είναι το πρώτο διαστημικό σκάφος της νέας Κοινής Πρωτοβουλίας Εξερεύνησης του Άρη της ESA και της NASA. Πίστωση: NASA ESA
«Η αποστολή του 2016 πρέπει ακόμα να εγκριθεί επίσημα από τη NASA μετά από μια Προκαταρκτική Ανασκόπηση Σχεδιασμού, η οποία θα γίνει είτε στα τέλη του 2010 είτε στις αρχές του 2011. Η χρηματοδότηση μέχρι τότε καλύπτεται από το πρόγραμμα Mars's Next Decade wedge, όπου όλες οι αποστολές νέας εκκίνησης παραμένουν μέχρι να εγκριθούν , ή όχι, από την Υπηρεσία», μου είπε ο McCuiston. Το Υπουργικό Συμβούλιο της ESA μόλις έδωσε το «πράσινο φως» και ενέκρινε επίσημα έναν αρχικό προϋπολογισμό 850 εκατομμυρίων ευρώ (1,2 δισεκατομμύρια δολάρια) για να ξεκινήσει η εφαρμογή του προγράμματος ExoMars για τις αποστολές 2016 και 2018 στις 17 Δεκεμβρίου στα κεντρικά γραφεία της ESA στο Παρίσι της Γαλλίας. Άλλα 150 εκατομμύρια ευρώ θα ζητηθούν εντός δύο ετών για να ολοκληρωθεί η απαίτηση χρηματοδότησης και για τις δύο αποστολές.
Η ESA χρειάστηκε να καθυστερήσει επανειλημμένα το δικό της πρόγραμμα διαστημικού σκάφους ExoMars από τότε που ανακοινώθηκε πριν από αρκετά χρόνια λόγω αυξανόμενης πολυπλοκότητας, ανεπαρκών προϋπολογισμών και τεχνικών προκλήσεων που είχαν ως αποτέλεσμα την αποκάλυψη των επιστημονικών στόχων και τη μείωση του βάρους του ωφέλιμου φορτίου της προσγειωμένης επιστήμης. Το Rover ExoMars είχε αρχικά προγραμματιστεί να ξεκινήσει το 2009 και τώρα έχει προγραμματιστεί για το 2018 ως μέρος της νέας αρχιτεκτονικής.
Ο τροχιακός τροχιάς Trace Gas συνδυάζει στοιχεία του προταθέντος τροχιακού ExoMars από την ESA και του προτεινόμενου τροχιακού Mars Science Orbiter της NASA. Όπως φαίνεται επί του παρόντος, το διαστημικό σκάφος θα έχει μάζα περίπου 1100 kg και θα φέρει περίπου 115 kg επιστημονικό ωφέλιμο φορτίο, το ελάχιστο που κρίνεται απαραίτητο για την επίτευξη των στόχων του. Τα όργανα πρέπει να είναι εξαιρετικά ευαίσθητα για να είναι ικανά να ανιχνεύουν την ταυτότητα και την εξαιρετικά χαμηλή συγκέντρωση ατμοσφαιρικών ιχνοαερίων, να χαρακτηρίζουν τη χωρική και χρονική διακύμανση του μεθανίου και άλλων σημαντικών ειδών, να εντοπίζουν την πηγή προέλευσης των ιχνοαερίων και να προσδιορίζουν εάν είναι που προκαλούνται από βιολογικές ή γεωλογικές διεργασίες. Τα σημερινά φωτοχημικά μοντέλα δεν μπορούν να εξηγήσουν την παρουσία του μεθανίου στην ατμόσφαιρα της θάλασσας ούτε την ταχεία εμφάνιση και καταστροφή του στο χώρο, το χρόνο ή την ποσότητα.
Ένας πύραυλος Atlas παρόμοιος με αυτό το όχημα που παρατήρησα στο Cape Canaveral Pad 41 προβλέπεται να εκτοξεύσει το 2016 το τροχιακό του Άρη. Πίστωση: Ken Kremer
Μεταξύ των οργάνων που σχεδιάζονται είναι ένας ανιχνευτής και χαρτογράφηση αερίων ίχνους, μια θερμική υπέρυθρη απεικόνιση και μια κάμερα ευρείας γωνίας και μια έγχρωμη στερεοφωνική κάμερα υψηλής ανάλυσης (ανάλυση 1 – 2 μέτρα). «Όλα τα δεδομένα θα κοινοποιηθούν από κοινού και θα συμμορφώνονται με τις πολιτικές της NASA σχετικά με την πλήρως ανοιχτή πρόσβαση και τη δημοσίευση στο Πλανητικό Σύστημα Δεδομένων», δήλωσε ο McCuiston.
Ένας άλλος βασικός στόχος του τροχιακού θα είναι να δημιουργήσει μια ικανότητα αναμετάδοσης δεδομένων για όλες τις επιφανειακές αποστολές έως το 2022, ξεκινώντας από το 2016 προσεδάφιση και δύο ρόβερ που προγραμματίζονται για το 2018. Αυτό το χρονοδιάγραμμα θα μπορούσε ενδεχομένως να συμπέσει με τις αποστολές Mars Sample Return, έναν από καιρό επιδιωκόμενο στόχο πολλών Επιστήμονες.
Εάν το επιτρέπει ο προϋπολογισμός, η ESA σχεδιάζει να επαναφέρει ένα μικρό συνοδευτικό προσεδάφιο (EDM) το οποίο θα δοκιμάζει κρίσιμες τεχνολογίες για μελλοντικές αποστολές. Ο McCuiston με πληροφόρησε ότι, «Ο στόχος αυτού του Τεχνολογικού Επίδειξης ESA είναι η επικύρωση της ικανότητας προσγείωσης μέτριων ωφέλιμων φορτίων, επομένως η επιλογή του τόπου προσγείωσης δεν θα βασίζεται στην επιστήμη. Περιμένετε λοιπόν κάτι σαν Meridiani ή Gusev—μεγάλο, επίπεδο και ασφαλές. Η NASA θα βοηθήσει τη μηχανική της ESA όπως ζητηθεί και εντός των περιορισμών του ITAR». Η EDM θα χρησιμοποιήσει αλεξίπτωτα, ραντάρ και ομάδες παλμικών προωθητών υγρής πρόωσης για να προσγειωθεί.
«Η ESA σχεδιάζει μια ανταγωνιστική πρόσκληση για όργανα με ωφέλιμο φορτίο 3-4 κιλών», εξήγησε ο McCuiston. «Η Ανακοίνωση Ευκαιρίας θα είναι ανοιχτή και στους αμερικανούς προτείνοντες, επομένως ενδέχεται να υπάρχουν κάποιες PI των ΗΠΑ. Η ESA θέλει μια κάμερα για να «αποδείξει» ότι έφτασαν στο έδαφος. Διαφορετικά, δεν προβλέπεται σημαντικός ρόλος της NASA στο EDM».
Το αεροσκάφος πιθανότατα θα λειτουργούσε ως μετεωρολογικός σταθμός και θα ήταν σχετικά μικρής διάρκειας, ίσως 8 Sols ή αρειανές ημέρες, ανάλογα με τη χωρητικότητα των μπαταριών. Η ESA δεν περιλαμβάνει μακροπρόθεσμη πηγή ενέργειας, όπως από ηλιακές συστοιχίες, επομένως η επιφανειακή επιστήμη θα είναι περιορισμένη σε διάρκεια.
Το τροχιακό και το προσεδάφιο θα χωρίζονταν κατά την άφιξη στον Άρη. Ο τροχιακός θα χρησιμοποιήσει μια σειρά ελιγμών αεροπέδησης για να εγκατασταθεί τελικά σε μια κυκλική τροχιά επιστήμης ύψους 400 km με κλίση περίπου 74 μοιρών.
Η κοινή αρχιτεκτονική του Άρη συμφωνήθηκε επίσημα το περασμένο καλοκαίρι σε μια διμερή συνάντηση μεταξύ του Ed Weiler (NASA) και του David Southwood (ESA) στο Plymouth του Ηνωμένου Βασιλείου. Ο Weiler είναι ο Associate Administrator της NASA για τη Διεύθυνση Επιστημονικής Αποστολής και ο Southwood είναι ο Διευθυντής Επιστήμης και Ρομποτικής Εξερεύνησης της ESA. Υπέγραψαν μια συμφωνία για τη δημιουργία της Κοινής Πρωτοβουλίας Εξερεύνησης του Άρη (MEJI), η οποία ουσιαστικά συνδυάζει τα προγράμματα Mars της NASA και της ESA και οριοθετεί τις αντίστοιχες ευθύνες και στόχους του προγράμματος.
«Το κλειδί για να προχωρήσουμε στην εξερεύνηση του Άρη είναι η διεθνής συνεργασία με την Ευρώπη», μου είπε ο Βάιλερ σε μια συνέντευξη. «Δεν έχουμε αρκετά χρήματα για να κάνουμε αυτές τις αποστολές χωριστά. Τα εύκολα έγιναν και τα νέα είναι πιο σύνθετα και ακριβά. Οι υπερβάσεις κόστους στο Mars Science Lab (MSL) έχουν δημιουργήσει δημοσιονομικά προβλήματα για μελλοντικές αποστολές στον Άρη». Για να πληρωθεί η υπέρβαση του MSL, πρέπει να ληφθούν κεφάλαια από μελλοντικές κατανομές του προϋπολογισμού Mars από τα οικονομικά έτη 2010 έως 2014.
«Το 2016 είναι μια λογική αφετηρία για να συνεργαστούμε. Η NASA μπορεί να έχει μια αποστολή το 2016 εάν συνεργαστούμε με την Ευρώπη αλλά όχι εάν εργαζόμαστε μόνοι. Μπορούμε να κάνουμε πολλά περισσότερα δουλεύοντας μαζί αφού και οι δύο έχουμε τους ίδιους στόχους επιστημονικά και θέλουμε να φέρουμε εις πέρας τους ίδιους τύπους αποστολής». Ο Weiler και ο Southwood ανέθεσαν στις αντίστοιχες επιστημονικές ομάδες τους να συναντηθούν και να σχεδιάσουν μια ρεαλιστική και επιστημονικά δικαιολογημένη προσέγγιση. Ο Βάιλερ μου εξήγησε ότι ο στόχος και η ελπίδα του ήταν να αποκαταστήσει μια συναρπαστική αρχιτεκτονική του Άρη με νέα διαστημόπλοια που εκτοξεύονται με κάθε ευκαιρία που συμβαίνει κάθε 26 μήνες και τα οποία προάγουν την τελευταία λέξη της τέχνης για την επιστήμη. «Είναι πολύ σημαντικό να επιδεικνύουμε μια κρίσιμη νέα τεχνολογία σε κάθε επόμενη αποστολή».
Περισσότερα για το σχέδιο αποστολής του 2018 και μετά σε μια έκθεση παρακολούθησης.
Άρης από τροχιά. Valles Marineris και ηφαιστειακή περιοχή