Program penerokaan Mars bersama baru NASA dan ESA dengan pantas mendorong untuk melaksanakan rangka kerja yang telah dipersetujui untuk membina generasi baru orbit planet merah dan pendarat bermula dengan jendela pelancaran 2016 dan 2018.
ExoMars Trace Gas Mission Orbiter (TGM) yang diketuai oleh Eropah telah dipilih sebagai kapal angkasa pertama inisiatif bersama dan akan dilancarkan pada Januari 2016 menggunakan roket Atlas 5 yang dibekalkan NASA untuk pelayaran 9 bulan ke Mars. Tujuannya adalah untuk mengkaji gas surih di atmosfer Mars, khususnya sumber dan kepekatan metana yang mempunyai implikasi biologi yang signifikan. Sejumlah metana yang berubah-ubah telah dikesan oleh orbit martian dan teleskop tanah di bumi. Pengorbit kemungkinan akan disertai oleh pendarat statik kecil yang disediakan oleh ESA dan dijuluki Modul Kemasukan, Keturunan dan Pendaratan Pendaratan (EDM).
Program NASA Mars mengubah strategi ilmiahnya untuk bertepatan dengan usaha sama baru dengan ESA dan juga untuk membina penemuan terbaru dari armada antarabangsa orbit Mars dan peneroka permukaan Spirit, Opportunity dan Phoenix (lihat mozek mars saya sebelumnya). Doug McCuiston, pengarah NASA Eksplorasi Mars di NASA HQ memberitahu saya dalam temu bual bahawa, "NASA maju dengan cepat dari 'Follow the Water' melalui penilaian kebiasaan dan seterusnya ke tema 'Mencari Tanda-tanda Kehidupan'. Mencari secara langsung kehidupan mungkin adalah jarum di tumpukan jerami, tetapi tanda-tanda kehidupan masa lalu atau sekarang mungkin lebih luas tersebar melalui organik, sumber metana, dan lain-lain ”.
NASA dan ESA akan mengeluarkan "Pengumuman Peluang untuk pengorbit pada bulan Januari 2010" yang meminta cadangan untuk sekumpulan instrumen sains menurut McCuiston. "Instrumen sains akan dipilih secara kompetitif. Mereka terbuka untuk penyertaan oleh saintis AS yang juga dapat berfungsi sebagai Penyelidik Utama (PI) ”. Cadangan akan selesai dalam 3 bulan dan akan dinilai bersama oleh NASA dan ESA. Pemilihan instrumen ditargetkan untuk diumumkan pada bulan Julai 2010 dan keseluruhan kos instrumen yang dibiayai oleh NASA berharga $ 100 juta.
"Misi 2016 masih mesti disetujui secara rasmi oleh NASA setelah Kajian Reka Bentuk Awal, yang akan dilakukan pada akhir tahun 2010 atau awal tahun 2011. Pembiayaan hingga saat itu diliputi dalam baji Program Mars Next Decade, di mana semua misi baru bermula sehingga diluluskan , atau tidak, oleh Agensi ”, McCuiston memberitahu saya. Majlis Menteri ESA baru saja memberikan "lampu hijau" dan secara rasmi meluluskan anggaran awal 850 juta euro ($ 1.2 Billion) untuk mula melaksanakan program ExoMars mereka untuk misi 2016 dan 2018 pada 17 Disember di Ibu Pejabat ESA di Paris, Perancis. 150 juta euro lagi akan diminta dalam masa dua tahun untuk menyelesaikan keperluan dana untuk kedua-dua misi tersebut.
ESA terpaksa berulang kali menunda program kapal angkasa ExoMars sendiri sejak diumumkan beberapa tahun yang lalu kerana kerumitan yang semakin meningkat, anggaran yang tidak mencukupi dan cabaran teknikal yang mengakibatkan penghapusan objektif sains dan pengurangan berat muatan sains mendarat. ExoMars rover pada awalnya dijadualkan untuk dilancarkan pada tahun 2009 dan kini ditetapkan untuk tahun 2018 sebagai sebahagian daripada seni bina baru.
Orbit Trace Gas menggabungkan unsur-unsur orbiter ExoMars yang dicadangkan ESA sebelumnya dan Mars Sains Orbiter yang dicadangkan NASA. Seperti yang dibayangkan sekarang, kapal angkasa akan memiliki berat sekitar 1100 kg dan membawa muatan sains sekitar 115 kg, minimum yang dianggap perlu untuk mencapai tujuannya. Instrumen mesti sangat sensitif untuk dapat mengesan identiti dan kepekatan gas surih atmosfera yang sangat rendah, mencirikan variasi spasial dan temporal metana dan spesies penting lain, mencari sumber asal gas jejak dan menentukan apakah itu disebabkan oleh proses biologi atau geologi. Model fotokimia semasa tidak dapat menjelaskan kehadiran metana di atmosfer martain atau kemunculan dan kemusnahannya yang cepat dalam ruang, masa atau kuantiti.
Di antara instrumen yang dirancang adalah pengesan gas surih dan pemeta, alat imbas inframerah termal dan kamera sudut lebar dan kamera warna stereo beresolusi tinggi (resolusi 1 - 2 meter). "Semua data akan dikongsi bersama dan akan mematuhi kebijakan NASA mengenai akses terbuka sepenuhnya dan pengeposan ke dalam Sistem Data Planetary", kata McCuiston.
Objektif utama pengorbit lain adalah untuk mewujudkan keupayaan penyampaian data untuk semua misi permukaan hingga tahun 2022, bermula dengan pendaratan 2016 dan dua penjelajah yang dijadualkan pada tahun 2018. Jangka masa ini berpotensi bertepatan dengan misi Pengembalian Sampel Mars, tujuan yang telah lama dicari oleh banyak orang saintis.
Sekiranya belanjawan mengizinkan, ESA merancang untuk mengundurkan pendamping kecil (EDM) yang akan menguji teknologi kritikal untuk misi masa depan. McCuiston memberitahu saya bahawa, "Objektif Demonstrator Teknologi ESA ini adalah mengesahkan kemampuan untuk mendapatkan muatan sederhana, jadi pemilihan lokasi pendaratan tidak akan didorong oleh sains. Oleh itu, harapkan sesuatu seperti Meridiani atau Gusev — besar, rata dan selamat. NASA akan membantu kejuruteraan ESA seperti yang diminta, dan dalam batasan ITAR. " EDM akan menggunakan payung terjun, radar dan kelompok pendorong pendorong cecair berdenyut ke daratan.
"ESA merancang panggilan kompetitif untuk instrumen dengan muatan 3-4 kg mereka", jelas McCuiston. "Pengumuman Peluang akan terbuka untuk pencadang AS juga sehingga mungkin ada beberapa PI AS. ESA mahu kamera 'membuktikan' mereka sampai ke landasan. Jika tidak, tidak ada peranan penting yang dirancang untuk NASA dalam EDM ”.
Pendarat mungkin berfungsi sebagai stesen cuaca dan berumur pendek, mungkin 8 Sol atau hari tentera, bergantung pada kapasiti bateri. ESA tidak termasuk sumber kuasa jangka panjang, seperti dari susunan suria, oleh itu sains permukaan akan terhad dalam jangka masa.
Pengorbit dan pendarat akan berpisah semasa tiba di Marikh. Pengorbit akan menggunakan satu siri manuver aerobraking untuk akhirnya memasuki orbit sains pekeliling setinggi 400 km yang cenderung pada sekitar 74 darjah.
Senibina bersama Mars secara rasmi disepakati pada musim panas lalu pada pertemuan dua hala antara Ed Weiler (NASA) dan David Southwood (ESA) di Plymouth, UK. Weiler adalah Pentadbir Bersekutu NASA untuk Direktorat Misi Sains dan Southwood adalah Pengarah Sains dan Eksplorasi Robotik ESA. Mereka menandatangani perjanjian untuk mewujudkan Mars Exploration Joint Initiative (MEJI) yang pada dasarnya mengahwini program Mars NASA dan ESA dan menggambarkan tanggungjawab dan matlamat program masing-masing.
"Kunci untuk terus maju dalam penjelajahan Mars adalah kerjasama antarabangsa dengan Eropah", kata Weiler kepada saya dalam temu bual. "Kami tidak mempunyai cukup wang untuk melakukan misi ini secara berasingan. Perkara-perkara mudah telah dilakukan dan yang baru lebih kompleks dan mahal. Lebihan kos di Mars Science Lab (MSL) telah menimbulkan masalah belanjawan untuk misi mars masa depan ”. Untuk membayar lebihan MSL, dana harus diambil dari peruntukan anggaran mars masa depan dari tahun fiskal 2010 hingga 2014.
"2016 adalah titik permulaan yang logik untuk bekerjasama. NASA boleh mempunyai misi 2016 jika kita bekerja dengan Eropah tetapi tidak jika kita bekerja sendiri. Kami boleh melakukan lebih banyak lagi dengan bekerjasama kerana kami berdua mempunyai objektif yang sama secara ilmiah dan ingin menjalankan jenis misi yang sama ”. Weiler dan Southwood mengarahkan pasukan sains masing-masing untuk bertemu dan menyusun pendekatan yang realistik dan dibenarkan secara saintifik. Weiler menjelaskan kepada saya bahawa tujuan dan harapannya adalah untuk mengembalikan seni bina Mars yang menarik dengan kapal angkasa baru dilancarkan pada setiap peluang yang berlaku setiap 26 bulan dan yang memajukan kemajuan sains. "Sangat penting untuk menunjukkan teknologi baru yang kritikal pada setiap misi yang berjaya".
Lebih banyak mengenai rancangan misi 2018 dan seterusnya dalam laporan susulan.
