O novo programa conjunto de exploração de Marte da NASA e da ESA está rapidamente avançando para implementar uma estrutura acordada para construir uma nova geração ambiciosa de orbitadores e pousadores de planetas vermelhos, começando com as janelas de lançamento de 2016 e 2018.
O ExoMars Trace Gas Mission Orbiter (TGM), liderado pela Europa, foi selecionado como a primeira espaçonave da iniciativa conjunta e deve ser lançada em janeiro de 2016 a bordo de um foguete Atlas 5 fornecido pela NASA para um cruzeiro de 9 meses em Marte. O objetivo é estudar gases traços na atmosfera marciana, em particular as fontes e a concentração de metano que têm implicações biológicas significativas. Quantidades variáveis de metano foram detectadas por um orbitador marciano e telescópios terrestres na Terra. O orbitador provavelmente será acompanhado por um pequeno aterrador estático fornecido pela ESA e apelidado de Módulo Demonstrador de Entrada, Descida e Aterragem (EDM).
O Programa Marte da NASA está mudando sua estratégia científica para coincidir com a nova joint venture com a ESA e também para se basear em descobertas recentes da atual frota internacional de orbitadores e exploradores de superfície marcianos Spirit, Opportunity e Phoenix (veja meus mosaicos anteriores de Marte). Doug McCuiston, diretor da NASA de Exploração de Marte no quartel-general da NASA, disse-me em uma entrevista que "a NASA está progredindo rapidamente de 'Follow the Water', avaliando a habitabilidade e passando a um tema '' Procurando os sinais de vida ''. Olhar diretamente para a vida provavelmente é uma agulha no palheiro, mas as assinaturas da vida passada ou presente podem ser mais difundidas através de produtos orgânicos, fontes de metano, etc. ”.
A NASA e a ESA emitirão um "Anúncio de oportunidade para o orbitador em janeiro de 2010" solicitando propostas para um conjunto de instrumentos científicos, de acordo com McCuiston. “Os instrumentos científicos serão selecionados competitivamente. Eles estão abertos à participação de cientistas dos EUA, que também podem atuar como Pesquisadores Principais (PIs) ”. As propostas são entregues em 3 meses e serão avaliadas em conjunto pela NASA e pela ESA. A seleção de instrumentos deve ser anunciada em julho de 2010 e o custo total dos instrumentos financiados pela NASA é de US $ 100 milhões.
“A missão de 2016 ainda deve ser formalmente aprovada pela NASA após uma Revisão Preliminar de Projeto, que ocorrerá no final de 2010 ou no início de 2011. O financiamento até então é coberto pela cunha Next Decade do Programa Mars, onde todas as missões de início novo residem até a aprovação , ou não, pela Agência ”, McCuiston me disse. O Conselho de Ministros da ESA acabou de dar a luz verde e aprovou formalmente um orçamento inicial de 850 milhões de euros (US $ 1,2 bilhão) para começar a implementar seu programa ExoMars para as missões de 2016 e 2018 em 17 de dezembro na sede da ESA em Paris, França. Outros 150 milhões de euros serão solicitados dentro de dois anos para concluir o requisito de financiamento para ambas as missões.
A ESA teve que adiar repetidamente seu próprio programa de espaçonave ExoMars desde que foi anunciado há vários anos devido à crescente complexidade, orçamentos insuficientes e desafios técnicos, resultando em uma definição de escopo dos objetivos científicos e na redução do peso da carga útil científica. O rover ExoMars estava originalmente programado para ser lançado em 2009 e agora está programado para 2018 como parte da nova arquitetura.
O orbital Trace Gas combina elementos do orbital ExoMars proposto anteriormente pela ESA e o Mars Science Orbiter proposto pela NASA. Como atualmente previsto, a sonda terá uma massa de cerca de 1100 kg e uma carga científica de aproximadamente 115 kg, o mínimo considerado necessário para atingir seus objetivos. Os instrumentos devem ser altamente sensíveis para poder detectar a identidade e a concentração extremamente baixa de gases-traço atmosféricos, caracterizando a variação espacial e temporal do metano e outras espécies importantes, localizando a origem da fonte dos gases-traço e determinar se são causada por processos biológicos ou geológicos. Os modelos fotoquímicos atuais não podem explicar a presença de metano na atmosfera de mar nem sua rápida aparência e destruição no espaço, tempo ou quantidade.
Entre os instrumentos planejados estão um detector e um mapeador de gases traços, um termovisor infravermelho e uma câmera grande angular e uma câmera estéreo colorida de alta resolução (resolução de 1 a 2 metros). "Todos os dados serão compartilhados em conjunto e cumprirão as políticas da NASA sobre acesso totalmente aberto e postagem no Sistema de Dados Planetários", disse McCuiston.
Outro objetivo principal do orbitador será estabelecer uma capacidade de retransmissão de dados para todas as missões de superfície até 2022, começando com o lander de 2016 e dois rovers com fenda para 2018. Esse período de tempo pode potencialmente coincidir com as missões de retorno de amostras da Mars, um objetivo muito procurado por muitos cientistas.
Se o orçamento permitir, a ESA planeja pegar carona em um pequeno companheiro de desembarque (EDM) que testaria tecnologias críticas para futuras missões. McCuiston me informou que: “O objetivo deste Demonstrador de Tecnologia da ESA é validar a capacidade de aterrar cargas úteis moderadas, para que a seleção do local de pouso não seja orientada pela ciência. Portanto, espere algo como Meridiani ou Gusev - grande, plano e seguro. A NASA ajudará a engenharia da ESA, conforme solicitado, e dentro das restrições da ITAR. ” A EDM usará pára-quedas, radar e grupos de propulsores de propulsão líquidos pulsantes para pousar.
“A ESA planeja uma chamada competitiva para instrumentos em sua carga útil de 3-4 kg”, explicou McCuiston. "O Anúncio de oportunidade também será aberto aos proponentes dos EUA, portanto pode haver alguns PIs dos EUA. A ESA quer que uma câmera 'prove' que elas caíram no chão. Caso contrário, não há um papel significativo planejado para a NASA no EDM ”.
O sensor provavelmente funcionaria como uma estação meteorológica e teria uma vida relativamente curta, talvez 8 dias de sol ou marciano, dependendo da capacidade das baterias. A ESA não inclui uma fonte de energia de longo prazo, como a de matrizes solares, portanto, a ciência da superfície terá duração limitada.
O orbitador e o desembarque se separariam na chegada a Marte. O orbitador usará uma série de manobras de aerobraking para eventualmente se estabelecer em uma órbita científica de 400 km de altura, inclinada a cerca de 74 graus.
A arquitetura conjunta de Marte foi formalmente acordada no último verão em uma reunião bilateral entre Ed Weiler (NASA) e David Southwood (ESA) em Plymouth, Reino Unido. Weiler é Administrador Associado da NASA para a Diretoria de Missões Científicas e Southwood é Diretor de Ciência e Exploração Robótica da ESA. Eles assinaram um acordo criando a Iniciativa Conjunta de Exploração de Marte (MEJI), que basicamente conjuga os programas de Marte da NASA e da ESA e delineia suas respectivas responsabilidades e objetivos do programa.
"A chave para avançar na exploração de Marte é a colaboração internacional com a Europa", disse-me Weiler em uma entrevista. "Não temos dinheiro suficiente para realizar essas missões separadamente. As coisas fáceis foram feitas e as novas são mais complexas e caras. Os excedentes de custos no Mars Science Lab (MSL) criaram problemas orçamentários para futuras missões de Marte ”. Para pagar a superação do MSL, os fundos devem ser retirados das alocações futuras do orçamento de março dos exercícios fiscais de 2010 a 2014.
“2016 é um ponto de partida lógico para trabalharmos juntos. A NASA pode ter uma missão de 2016 se trabalharmos com a Europa, mas não se trabalharmos sozinhos. Podemos fazer muito mais trabalhando juntos, pois ambos temos os mesmos objetivos cientificamente e queremos realizar os mesmos tipos de missão ”. Weiler e Southwood instruíram suas respectivas equipes científicas a encontrar e estabelecer uma abordagem realista e cientificamente justificável. Weiler me explicou que seu objetivo e esperança era restabelecer uma arquitetura empolgante de Marte, com o lançamento de novas naves espaciais a cada oportunidade que ocorre a cada 26 meses e que avançam o estado da arte da ciência. "É muito importante demonstrar uma nova tecnologia crítica em cada missão subsequente".
Mais sobre o plano de missão de 2018 e além em um relatório de acompanhamento.
