ExoMars - w poszukiwaniu życia na Marsie 

Jak poinformowała ESA Sonda Trace Gas Orbiter wraz z próbnym lądownikiem Schiaparelli EDM wystartuje w dniu 14 marca 2016 roku. Głównym celem misji badawczej ExoMars 2016 ma być poszukiwanie śladów życia na Marsie. W tym celu sonda składająca się z Trace Gas Orbitera i demonstratora lądownika Schiaparelli zbada atmosferę oraz powierzchnię Czerwonej Planety, głównie pod kątem występowania metanu oraz innych związków niezbędnych dla życia. Ogromna dokładność sondy, która będzie w stanie wykryć metan w stężeniu nawet 25 części na bilion, zostanie wykorzystana m.in. do stwierdzenia, czy metan wcześniej wykryty przez łazik Curiosity mógł mieć pochodzenie biologiczne.

Innymi celami naukowymi misji, oprócz poszukiwania życia na Marsie, jest m.in. scharakteryzowanie dystrybucji wodnej i geochemicznej powierzchni planety oraz badanie środowiska i identyfikacja zagrożeń pod kątem przyszłej misji załogowej. ExoMars ma także umożliwić przetestowanie szeregu innowacyjnych rozwiązań technologicznych, które w przyszłości będą mogły posłużyć w planowania kolejnych wypraw kosmicznych, w tym być może załogowych. Lądownik Schiaparelli EDM posłuży do sprawdzenia technologii niezbędnych do wejścia w atmosferę, opadania oraz lądowania na powierzchni Czerwonej Planety, a także pozwoli, dzięki zamontowanym na jego pokładzie sensorom, na badanie wiatru, wilgotności, ciśnienia, temperatury, atmosfery i elektryczności na powierzchni planety. Nazwa lądownika pochodzi od włoskiego astronoma Giovanniego Schiaparelliego, który na przełomie XIX i XX wieku badał układ słoneczny, w tym powierzchnię Marsa.

Misja ExoMars 2016 realizowana jest wspólnie przez Europejską Agencję Kosmiczną i rosyjski Roskosmos. Ponieważ projekt ma charakter cywilny, rozwijana od 2009 roku współpraca z Rosjanami nie została przerwana w wyniku pogorszenia się relacji pomiędzy Zachodem a Rosją, do czego doszło w wyniku konfliktu na Ukrainie. Start misji zaplanowano na 14 marca br. Tego dnia z kosmodromu Bajkonur w Kazachstanie ma wystartować rakieta nośna Proton-M, w wyposażona w moduł Briz-M, która wyślę sondę wraz z lądownikiem w podróż w stronę Czerwonej Planety. Trace Gas Orbiter ma tam dotrzeć po kilku miesiącach lotu w październiku 2016 roku. Lądownik odłączy się od sondy na trzy dni przed planowanym lądowaniem na powierzchni Marsa. ExoMars jest pierwszym etapem eksploracyjnego programu Europejskiej Agencji Kosmicznej (ESA) Aurora, składającego się z dwóch oddzielnych misji kosmicznych. Kolejna rozpocznie się za dwa lata, w 2018 roku. 

Przemysł w ExoMars 2016

Od strony przemysłowej za budowę Trace Gas Orbiter odpowiada Thales Alenia Space przy współpracy z niemiecką spółką OHB. Z kolei lądownik Schiaparelli powstał w zakładach Airbus Defence & Space. Cała sonda będzie mieć masę ponad 3,1 tony, z czego sam lądownik 600 kg. Trace Gas Orbiter ma pozostać na orbicie Czerwonej Planety do ok. 2022 roku i służyć także jako platforma telekomunikacyjna dla przyszłych misji. Krótszy będzie czas trwania misji lądownika Schiaparelli EDM. Po wylądowaniu na równinie Meridiani Planum będzie on działał prawdopodobnie tylko przez kilka dni. Wynika to m.in. z tego, że początkowo Roskosmos miał dostarczyć dla lądownika 100 watową plutonową radioizotopową baterie termoelektryczną, ale ze względu na rosyjskie ograniczenia eksportowe musiał ją zastąpić baterią elektryczną, która ma mieć wystarczająco energii do funkcjonowania lądownika przez cztery dni marsjańskie, dłuższe o ok. 39 minut od ziemskich. Koszt misji ExoMars będzie wynosił ponad 1 mld Euro.

Badania Marsa z polskim udziałem

W misje ExoMars swój wkład miały także polskie firmy i instytucje naukowe. W 2012 roku poinformowano, że nowe kraje członkowskie ESA, Polska i Rumunia, będą wspierać ten projekt kwotą 70 mln Euro. W Polsce w ramach tego projektu dokonano m.in. montażu powierzchniowego elementów systemu zasilania zaawansowanej kamery CaSSiS. Będzie ona wykonywać kolorowe zdjęcia powierzchni Marsa w wysokiej rozdzielczości. koncentrując się na formacjach skalnych, gdzie zdaniem naukowców może dochodzić do śladowych emisji gazów. Ich analiza może być przydatna do oceny, czy na Czerwonej Planecie istnieje bądź istniało w przeszłości życie. Zadanie integracji zasilacza dla tego sprzętu zostało zrealizowane z wykorzystaniem jedynej w Polsce sterylnej hali montażowej „clean room”, która spełnia wymagania Europejskiej Agencji Kosmicznej, będącej w dyspozycji firmy Creotech Instruments S.A. z Piaseczna.

Creotech Instruments S.A na zlecenie Centrum Badań Kosmicznych PAN dokonał montażu zasilacza do kamery CaSSiS, która ma szukać śladów metanu na powierzchni Marsa. To było pierwsze zlecenie, gdzie wykorzystaliśmy kwalifikację naszej firmy przez Europejską Agencję Kosmiczną do montażu elektroniki lecącej w kosmos, nie licząc pierwszego projektu na którym się uczyliśmy. Praca dla misji ExoMars to było spożytkowanie tego, czego się nauczyliśmy i certyfikatu, który uzyskaliśmy.

Udział w projekcie dał również możliwości rozwojowe dla polskiej firmy, która dzięki inwestycjom w naukę montażu elektroniki kosmicznej może myśleć o bardziej ambitnych zadaniach niż te, które realizowano przy okazji europejsko-rosyjskiej misji na Marsa. 

ExoMars to bardzo ciekawa misja naukowa, ale my jesteśmy firmą komercyjną, więc dla nas istotne jest, żeby brać udział nie tylko w takich bardzo prestiżowych zadaniach, lecz także takich, które dają powtarzalność i możliwość osiągnięcia przychodów. ExoMars to było bardzo ciekawe doświadczenie, natomiast my mamy ambicje, żeby integrować całe satelity, a nie tylko dostarczać pojedyncze elementy sond, jak to miało miejsce w przypadku wspomnianej misji.

Kolejna misja ExoMars: rosyjski lądownik dostarczy europejski łazik na Marsa w 2019 roku

Zadania, które zostaną zrealizowane podczas misji w 2016 roku, zostaną wykorzystane w drugiej fazie projektu o nazwie Exo Mars 2018. W maju 2018 roku w stronę Marsa poleci wtedy ciężki lądownik o masie 1800 kg, zbudowany pod kierownictwem Rosjan. Za jego konstrukcję będzie w 80% odpowiadać przedsiębiorstwo Ławoczkin, a w 20% Europejska Agencja Kosmiczna. Na jego pokładzie znajdzie się łazik marsjański o masie ok. 200 kg, budowany pod kierownictwem brytyjskiego oddziału Airbus Defence & Space. Zgodnie z obecnymi planami będzie on zdolny do przejechania dystansu 4 km, w okresie 7 miesięcy od momentu lądowania w odległości do 70 m od lądownika. Będzie on wyposażony w szereg sensorów zbudowanych zarówno przez firmy europejskie jak i rosyjskie, takich jak kamery, w tym działające na podczerwień, spektrometry, georadar, a także Mars Organic Molecule Analyzer, który może wykryć cząsteczki organiczne z wyjątkowo wysoką czułością o masie atomowej 1000. Na wyposażeniu łazika znajdzie się również wiertło umożliwiające pobieranie i analizowanie próbek gruntu na głębokości do 2 metrów oraz mikroskop. Lądownik wraz z łazikiem marsjańskim ma dotrzeć na Marsa w styczniu 2019 roku. Prawdopodobnym, rekomendowanym przez ESA miejscem lądowania będzie równikowy rejon Oxia Planum.

Rosyjsko-europejska kooperacja kosmiczna w cieniu sankcji

Misja ExoMars jest unikalnym przykładem kosmicznej ścisłej kooperacji pomiędzy Rosją, a Europejską Agencją Kosmiczną w eksploracji innych planet, która jest utrzymywana pomimo zdecydowanego ochłodzenia relacji związanego z wybuchem kryzysu na Ukrainie. Ambitne cele naukowe misji, a także jej ściśle cywilny charakter pozwoliły jednak na utrzymanie współpracy, która może zaowocować ważnymi odkryciami. Najbardziej spektakularnym z nich może być potwierdzenie istnienia na Marsie metanu pochodzenia organicznego. Technologie użyte podczas dwóch kolejnych misji ExoMars pomogą także w lepszym przygotowaniu kolejnych lotów na Czerwoną Planetę, w tym być może pierwszej w historii misji załogowej. Z polskiej perspektywy wkład w misję ExoMars był z kolei niewielkim, ale ważnym krokiem w rozwijanie zdolności samodzielnej integracji elementów pojazdów kosmicznych. W przyszłości te doświadczenia mogą być bardzo przydatne w zapowiadanych programach budowy polskich satelitów.