Program eksplorasi bersama Mars baru dari NASA dan ESA dengan cepat mendorong maju untuk mengimplementasikan kerangka kerja yang disepakati untuk membangun generasi baru yang ambisius dari pengorbit dan pendarat planet merah yang dimulai dengan jendela peluncuran 2016 dan 2018.
ExoMars Trace Gas Mission Orbiter (TGM) yang dipimpin Eropa telah terpilih sebagai pesawat ruang angkasa pertama dari inisiatif bersama tersebut dan akan diluncurkan pada Januari 2016 di atas roket Atlas 5 yang disediakan NASA untuk pelayaran 9 bulan ke Mars. Tujuannya adalah untuk mempelajari jejak gas di atmosfer Mars, khususnya sumber dan konsentrasi metana yang memiliki implikasi biologis yang signifikan. Jumlah variabel metana telah terdeteksi oleh pengorbit Mars dan teleskop berbasis darat di bumi. Pengorbit kemungkinan akan disertai oleh pendarat statis kecil yang disediakan oleh ESA dan dijuluki Entry, Descent, dan Landing Demonstrator Module (EDM).
Program Mars NASA sedang menggeser strategi sainsnya untuk bertepatan dengan usaha patungan baru dengan ESA dan juga untuk membangun berdasarkan penemuan baru-baru ini dari armada internasional pengorbit Mars dan penjelajah permukaan Spirit, Opportunity dan Phoenix (lihat mosaik mars saya sebelumnya). Doug McCuiston, direktur NASA dari Mars Exploration di NASA HQ mengatakan kepada saya dalam sebuah wawancara bahwa, "NASA mengalami kemajuan dengan cepat dari 'Ikuti Air' melalui penilaian kelayakhunian dan menuju ke tema 'Mencari Tanda Kehidupan'. Mencari langsung kehidupan mungkin adalah jarum di tumpukan jerami, tetapi tanda tangan kehidupan masa lalu atau masa kini mungkin lebih tersebar luas melalui organik, sumber metana, dll. ”
NASA dan ESA akan mengeluarkan "Pengumuman Peluang untuk pengorbit pada Januari 2010" meminta proposal untuk seperangkat instrumen sains menurut McCuiston. “Instrumen sains akan dipilih secara kompetitif. Mereka terbuka untuk berpartisipasi oleh para ilmuwan AS yang juga dapat berfungsi sebagai Investigator Utama (PI) ”. Proposal akan jatuh tempo dalam 3 bulan dan akan dievaluasi bersama oleh NASA dan ESA. Pilihan instrumen ditargetkan untuk diumumkan pada Juli 2010 dan seluruh biaya instrumen yang didanai NASA dibatasi biaya $ 100 juta.
“Misi 2016 masih harus secara resmi disetujui oleh NASA setelah Tinjauan Desain Awal, yang akan terjadi baik pada akhir 2010 atau awal 2011. Pendanaan sampai saat itu akan dicakup dalam baji Dekade Berikutnya Program Mars, di mana semua misi baru mulai berada sampai disetujui , atau tidak, oleh Agency, ”kata McCuiston kepada saya. Dewan Menteri ESA baru saja memberikan "lampu hijau" dan secara resmi menyetujui anggaran awal sebesar 850 juta euro ($ 1,2 Miliar) untuk mulai mengimplementasikan program ExoMars mereka untuk misi 2016 dan 2018 pada 17 Desember di Markas ESA di Paris, Prancis. 150 juta euro lainnya akan diminta dalam waktu dua tahun untuk menyelesaikan persyaratan pendanaan untuk kedua misi.
ESA harus berulang kali menunda program pesawat ruang angkasa ExoMars sendiri sejak diumumkan beberapa tahun lalu karena kompleksitas yang semakin meningkat, anggaran yang tidak mencukupi, dan tantangan teknis yang mengakibatkan pelonggaran tujuan ilmu pengetahuan dan pengurangan bobot muatan sains yang didaratkan. Rover ExoMars awalnya dijadwalkan untuk diluncurkan pada tahun 2009 dan sekarang ditetapkan untuk 2018 sebagai bagian dari arsitektur baru.
Pengorbit Trace Gas menggabungkan unsur-unsur pengorbit ExoMars yang diusulkan sebelumnya ESA dan pengorbit Mars Science Orbiter yang diusulkan NASA. Seperti yang diperkirakan saat ini, pesawat ruang angkasa akan memiliki massa sekitar 1.100 kg dan membawa muatan ilmu pengetahuan sekitar 115 kg, minimum yang dianggap perlu untuk mencapai tujuannya. Instrumen harus sangat sensitif untuk dapat mendeteksi identitas dan konsentrasi gas jejak atmosfer yang sangat rendah, mengkarakterisasi variasi spasial dan temporal metana dan spesies penting lainnya, menemukan sumber asal gas jejak dan menentukan apakah mereka disebabkan oleh proses biologis atau geologis. Model fotokimia saat ini tidak dapat menjelaskan keberadaan metana di atmosfer martain atau penampilan dan kehancurannya yang cepat dalam ruang, waktu atau kuantitas.
Di antara instrumen yang direncanakan adalah detektor gas jejak dan mapper, pencitraan inframerah termal dan kamera sudut lebar serta kamera warna stereo resolusi tinggi (resolusi 1 - 2 meter). "Semua data akan dibagikan bersama dan akan mematuhi kebijakan NASA tentang akses terbuka penuh dan memposting ke dalam Sistem Data Planet", kata McCuiston.
Tujuan kunci lain dari pengorbit adalah untuk membangun kemampuan relai data untuk semua misi permukaan hingga 2022, dimulai dengan lander 2016 dan dua penjelajah ditempatkan untuk 2018. Jangka waktu ini berpotensi bertepatan dengan misi Pengembalian Sampel Mars, tujuan yang telah lama dicari oleh banyak orang. ilmuwan.
Jika anggaran memungkinkan, ESA berencana untuk membonceng pendamping pendarat kecil (EDM) yang akan menguji teknologi penting untuk misi di masa depan. McCuiston memberi tahu saya bahwa, "Tujuan Demonstrator Teknologi ESA ini memvalidasi kemampuan untuk mendaratkan muatan yang moderat, sehingga pemilihan lokasi pendaratan tidak akan didorong oleh sains. Jadi, harapkan sesuatu seperti Meridiani atau Gusev — besar, rata, dan aman. NASA akan membantu rekayasa ESA seperti yang diminta, dan dalam batasan ITAR. " EDM akan menggunakan parasut, radar, dan kelompok pendorong propulsi cair untuk mendarat.
“ESA merencanakan permintaan yang kompetitif untuk instrumen pada muatan 3-4 kg mereka,” McCuiston menjelaskan. "Pengumuman Peluang akan terbuka untuk pengusul AS juga sehingga mungkin ada beberapa PI AS. ESA ingin kamera untuk 'membuktikan' mereka sampai ke tanah. Kalau tidak, tidak ada peran signifikan yang direncanakan untuk NASA dalam EDM ".
Pendarat kemungkinan akan berfungsi sebagai stasiun cuaca dan relatif singkat, mungkin 8 Sol atau hari Mars, tergantung pada kapasitas baterai. ESA tidak termasuk sumber daya jangka panjang, seperti dari susunan surya, sehingga ilmu permukaan akan dibatasi durasinya.
Pengorbit dan pendarat akan terpisah saat tiba di Mars. Pengorbit akan menggunakan serangkaian manuver aerobrak untuk akhirnya menetap di orbit sains melingkar setinggi 400 km yang cenderung sekitar 74 derajat.
Arsitektur bersama Mars secara resmi disepakati pada musim panas lalu pada pertemuan bilateral antara Ed Weiler (NASA) dan David Southwood (ESA) di Plymouth, Inggris. Weiler adalah Associate Administrator NASA untuk Direktorat Misi Sains dan Southwood adalah Direktur Sains dan Eksplorasi Robotik ESA. Mereka menandatangani perjanjian untuk menciptakan Inisiatif Gabungan Eksplorasi Mars (MEJI) yang pada dasarnya menikah dengan program Mars dari NASA dan ESA dan menjelaskan tanggung jawab dan tujuan program masing-masing.
“Kunci untuk bergerak maju dalam eksplorasi Mars adalah kolaborasi internasional dengan Eropa”, kata Weiler kepada saya dalam sebuah wawancara. “Kami tidak punya cukup uang untuk melakukan misi ini secara terpisah. Hal-hal mudah telah dilakukan dan yang baru lebih kompleks dan mahal. Pembengkakan biaya di Mars Science Lab (MSL) telah menciptakan masalah anggaran untuk misi mars di masa depan ”. Untuk membayar overrun MSL, dana harus diambil dari alokasi anggaran mars di masa depan dari tahun fiskal 2010 hingga 2014.
“2016 adalah titik awal yang logis untuk bekerja bersama. NASA dapat memiliki misi 2016 jika kita bekerja dengan Eropa tetapi tidak jika kita bekerja sendiri. Kami dapat melakukan lebih banyak hal dengan bekerja bersama karena kami berdua memiliki tujuan yang sama secara ilmiah dan ingin melakukan jenis misi yang sama ”. Weiler dan Southwood menginstruksikan tim sains masing-masing untuk bertemu dan menyusun pendekatan yang realistis dan dapat dibenarkan secara ilmiah. Weiler menjelaskan kepada saya bahwa tujuannya dan harapannya adalah untuk mengembalikan arsitektur Mars yang menarik dengan meluncurkan pesawat ruang angkasa baru di setiap kesempatan yang terjadi setiap 26 bulan dan yang memajukan keadaan seni untuk ilmu pengetahuan. "Sangat penting untuk menunjukkan teknologi baru yang kritis pada setiap misi berikutnya".
Lebih lanjut tentang rencana misi 2018 dan seterusnya dalam laporan tindak lanjut.
