ExoMars

A Wikipédiából, a szabad enciklopédiából
ExoMars
ExoMars modell (Berlin, 2006)
ExoMars modell (Berlin, 2006)

Ország Európa
Űrügynökség Európai Űrügynökség Európai Űrügynökség
Küldetés típusa Marsautó, szonda
Összköltség 500-800 millió euró
Küldetés
Célégitest Mars
Indítás dátuma 2016. március 14., 9:31 UTC, Bajkonur, Kazahsztán
Hordozórakéta Proton-Breeze-M
Megérkezés 2016. október 16.-19.
Időtartam 6 év
Az űrszonda
Tömeg 4332 kg
Pálya 430 km / 96 000 km (2017 novemberétől: 400/400 km )
Hivatalos weboldal

Az ExoMars egy marskutató űrszonda, amelyet az Európai Űrügynökség (ESA) az Aurora-program keretében indított – az eredetileg tervezett 2009, majd 2013 helyett – 2016-ban[1] a Marsra. A program 2016-os része két küldetésből áll, ezek: egy leszálló egység (Schiaparelli), és egy keringő egység (TGO). A Schiaparelli a légkörbe való belépés, és a felszínre való leszállás technikáját teszteli és a felszínen vizsgálja a környezetet, például elsőként az elektromos teret méri, aminek a marsi por viselkedésében lehet szerepe. A program második része 2018-ban indul. A programhoz a NASA adja a szondán lévő két rádiókommunikációs berendezést.

A kutatás főbb céljai között szerepel:

  • a lehetséges (múltbeli vagy jelenlegi) marsi élet nyomainak kutatása,
  • a közvetlenül a talajfelszín alatt található víz és egyéb geokémiai elemek eloszlásának vizsgálata,
  • a felszíni közegben rejlő kockázatok feltárása, egy esetleges emberes Mars-misszió szempontjából,
  • a talaj vizsgálata a Mars evolúciójának és lakhatóságának jobb megértése céljából,
  • a Marsról visszatérő űrrepülés feltételeinek gyakorlati vizsgálata.

A technológiai kutatási célok a következők:

  • nagy mennyiségű hasznos teher Marsra szállítása,
  • napenergia hasznosítása a Marson,
  • két méteres mélységből mintákat gyűjteni a felszín alól fúró segítségével,
  • a marsautók kutató kapacitásainak fejlesztése.

A 2016-os küldetés tervezett főbb fázisai[szerkesztés]

  • Kilövés: 2016. március 14., 9:31 UTC
  • Utazás a Marsig: 500 millió km, kb. 7 hónap alatt
  • Pályamódosítás a fő hajtómű begyújtásával (terv szerint július 28-án)
  • A Schiaparelli és a Trace Gas Orbiter (TGO) szétválasztása (terv: október 16.) a bolygótól 900 000 km távolságra
  • A Schiaparelli belép a Mars légkörébe, majd 6 perc alatt sima leszállás hajt végre (terv: október 19.)
  • A TGO fékez, hogy a Mars körül négynapos periódusú keringési pályára tudjon állni (terv: október 19.). A pálya elnyújtott ellipszis, 96 000 × 300 km értékű tengelyekkel
  • Fokozatos levegőfékezéssel, nagyjából egy év alatt, 2017 novemberében a 400 x 400 km-es keringési pálya beállítása. Légköri gázok mérése, különös tekintettel a metán mennyiségére. A mérés a 2004-es Mars Express metán méréseinél három nagyságrenddel pontosabb. A TGO a felszín vulkanikus aktivitását is kutatja, mivel a metán geológiai eredetű is lehet. A szonda képes a föld alatt lévő, megfagyott vízjég kimutatására, ami a későbbi Mars-expedíciók leszállási helyét befolyásolhatja.
  • A keringő egység adattovábbító funkciókat is ellát a második ExoMars küldetés során, a felszíni marsjáró és a rögzített tudományos platform számára. Ezek tervezett indítása: 2018 májusa, érkezés 2019 elején.

Tervezett leszállás[szerkesztés]

A szonda a leszállást teljesen automatikusan végzi (a távolról való vezérlésre, parancsadásra nincs mód, mivel a Föld-Mars távolságot a rádiójelek ebben az időszakban mintegy 9,5 perc alatt teszik meg). A légkörbe való belépéskor hővédőpajzs védi a leszállóegységet a túlhevüléstől, ami a légkörben való súrlódás hatására lefékeződik. Nagyjából 3,5 perc múlva még szuperszonikus sebesség mellett kinyílik a speciális ejtőernyő, ami tovább lassítja a modult. Ezután az alsó hővédőpajzs leválik, és egy felszín felé néző radar működni kezd, ami az egység magasságát méri. Mintegy 1,1 km magasságban az ejtőernyő és a felső takarólemez leválik és begyújt a hajtómű, hogy tovább fékezze a szondát. A leszállóegység ennek segítségével 250 km/h sebességről fékez le. A hajtómű 2 méterrel a felszín fölött kikapcsol és a Schiaparelli a felszínre esik. A becsapódás erejét a modul alján elhelyezett összezúzható szerkezet tompítja.[2]

Tervezett tevékenység a Mars felszínén[szerkesztés]

A Schiaparelli elsősorban a légkörbe való belépés és a leszállás folyamatának tesztelésére lett kifejlesztve, melynek során adatokat mér és továbbít a TGO felé. Nem rendelkezett napelemmel, vagy radioizotópos generátorral az energiaellátáshoz. Így a működését legfeljebb néhány napig biztosították volna a magával vitt akkumulátorok.[2]

Tényleges leszállás[szerkesztés]

A Schiaparelli biztonságos landolását hővédőpajzs, két hatalmas ejtőernyő, valamint több fékezőrakéta tette volna lehetővé. Szoftverhiba miatt a fékezőrakéták csak 3-4 másodpercig működtek, holott legalább 30 másodpercig kellett volna működniük, hogy kellő mértékben lefékezzék a szondát, mivel annak a puha leszállás végrehajtásához alkalmas mechanikus védelme csak egészen kis magasságban (mintegy 2 m) volt hatásos.

A leszállóegység a számítások szerint 2-4 kilométeres magasságból, fékezés nélkül 300 km/h sebességgel csapódott a felszínbe, ahol a megmaradt üzemanyaga felrobbant, így a szonda lényegében megsemmisült.[3]

A projektet irányító vezetők kissé ellentmondó szóbeli nyilatkozatai szerint a szoftverhiba vagy az volt, hogy a hővédőpajzs és az ejtőernyő túl korán vált le, vagy az, hogy a magasságmérő és a fékező hajtómű vezérlője nem kommunikált megfelelően egymással, vagy a heves rázkódás téves adatokat küldött a leszállóegység vezérlőjébe.

A Trace Gas Orbiter (TGO) feladatai[szerkesztés]

A Trace Gas Orbiter (TGO) nevű keringőegység az ESA és a Roszkozmosz együttműködésével valósult meg. A Marshoz 2016. október 19-én érkezett. A keringőegység nevéből adódóan nem száll le a Marsra, hanem körülötte kering és közben méréseket végez. Ellipszis alakú pályája elnyújtott alakú, legkisebb távolsága a Mars felszínétől 230–310 km, a legnagyobb távolság 98 000 km. A keringési idő 4,2 nap.

November 20–28. között négy fedélzeti műszere tesztelését és kalibrálását végezte el. A méréseket spektrális elemzéssel hajtja végre. A tesztidőszak alatt szén-dioxid kimutatását is elvégezték az Atmospheric Chemistry Suite nevű műszerrel.

A TGO fő feladata a ritka légköri gázok részletes felmérése, melyek az atmoszféra térfogatának kevesebb mint 1%-át alkotják. Ezek között van a metán, a vízpára, a nitrogén-dioxid és az acetilén.

A metán azért vált érdekessé a kutatók számára, mert a Földön elsősorban biológiai tevékenység révén jön létre, és csak kisebb mértékben geológiai folyamatok eredménye (mint amilyen például néhány hidrotermikus reakció). Kiegészítő mérésként egy FREND nevű neutrondetektor a neutronok áramlását méri a bolygó felszíne felől. Ezt a nagyenergiájú kozmikus sugarak becsapódásai okozzák, és a kisugárzás módja és sebessége alapján ki lehet mutatni víz jelenlétét jég formájában a felszínen, illetve a felszín alatt. [4]

Az űrhajó jellemzői[szerkesztés]

  • Méretek: 3,2 × 2 × 2 m, a napelemek nyitott állapotban 17,5 méteresek
  • Energia a napelemekből: 2000 Watt
  • Felbocsátási tömeg: 4332 kg (ebből 112 kg a tudományos felszerelés és 600 kg a Schiaparelli)
  • Meghajtás: a fő hajtómű tolóereje 424 N a pályára álláskor és a nagyobb manőverek idején
  • Tartalék energia: két lítium-ion akkumulátor a napárnyékos időszakokra, 5100 Wh kapacitás
  • Kommunikáció: X-sávos rendszer, 65 Watt teljesítmény, 2,2 m-es, nagy nyereségű antenna, 3 db kisebb antenna a Földdel való kommunikációra; Electra URH adóvevők helix antennával a felszínen közlekedő roverekkel és leszállóegységekkel való kommunikációhoz (NASA berendezés)

Kapcsolódó szócikkek[szerkesztés]

Jegyzetek[szerkesztés]

Források[szerkesztés]