"ExoMarte" | |
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exomarte | |
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Cliente | Roscosmos |
Fabricante | Roscosmos |
Operador | Roscosmos |
Tareas | exploración de marte |
Satélite | Marte |
vehículo de lanzamiento | cohete " Proton-M ", cohete " Angara-A5 " |
lanzar | 14 de marzo de 2016 " Protón-M ", 2022 " Angara-A5 " |
Entrando en órbita | 19 de octubre de 2016 [1] , 2022 |
Duracion del vuelo | Unos días para la operación del módulo de aterrizaje Schiaparelli después de aterrizar en Marte [2] , 6 meses para la operación del rover Rosalind Franklin, 6 años para el Trace Gus Orbiter [ 3] |
Especificaciones | |
Peso | TGO : 4332 kg (incluidos 113,8 kg de equipo científico y el módulo de aterrizaje Schiaparelli de 600 kg [4] ) [3] ; Vehículo explorador de Marte "Rosalind Franklin": 270 kg [5] |
Fuentes de alimentación | energía solar |
exploración.esa.int/mars… | |
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ExoMars ( ing. ExoMars ) es un programa astrobiológico conjunto de la Agencia Espacial Europea (ESA) y la corporación estatal Roscosmos para la exploración de Marte , cuyo objetivo principal era buscar evidencia de la existencia de vida pasada y presente en Marte . [6] [7] [8] .
Bajo el programa se realizó el lanzamiento de la estación interplanetaria automática (AMS) ExoMars-2016 y se planeó el lanzamiento del AMS ExoMars-2022.
ExoMars 2016 constaba de un orbitador ( Trace Gus Orbiter ) y un módulo de aterrizaje ( Schiaparelli ) [9] [10] .
Se suponía que ExoMars-2022 consistía en un módulo de vuelo, un módulo de descenso (módulo de aterrizaje), así como un adaptador con un sistema para separar el módulo de descenso del módulo de vuelo. El vehículo de descenso proporcionaría una disminución en la velocidad de la plataforma de aterrizaje con el rover instalado en ella mediante el uso constante de frenos aerodinámicos y paracaídas [11] [12] .
La primera nave espacial fue lanzada el 14 de marzo de 2016 por el cohete portador Proton-M desde el cosmódromo de Baikonur [13] . El 19 de octubre de 2016, el Trace Gus Orbiter entró con éxito en la órbita del satélite del planeta [14] , mientras que el Schiaparelli se estrelló al intentar aterrizar en la meseta Meridian [15] [8] .
El 17 de marzo de 2022, la ESA suspendió [16] [17] y el 12 de julio [18] detuvo la implementación del programa debido a la invasión rusa de Ucrania como parte de la guerra ruso-ucraniana .
Inicialmente desarrollada solo por la ESA, la misión originalmente combinó un rover y una estación fija en la superficie. Se planeó lanzarlos en 2011 a bordo del vehículo de lanzamiento Soyuz-FG usando la etapa superior Fregat [19 ] .
Sin embargo, bajo un nuevo proyecto conjunto de exploración de Marte firmado por la ESA y la NASA en julio de 2009, este programa quedó en suspenso y la misión ExoMars pronto se fusionó con otros proyectos. De acuerdo con estos cambios, el programa ExoMars se dividió en dos lanzamientos utilizando el vehículo de lanzamiento Atlas-5 [4] : en 2016, se planeó el lanzamiento del Mars Science Orbiter (MSOA), que se incluyó en el proyecto, y también una estación meteorológica fija , y en 2018 se esperaba que el rover ExoMars de la ESA se lanzara junto con el rover MAX-C más pequeño de la NASA . Sin embargo, en 2011, el proyecto MAX-C se canceló y el proyecto ExoMars se congeló para su revisión [20] .
Desde su inicio a principios de la década de 2000, ExoMars ha estado sujeto a importantes luchas políticas y financieras. El concepto ExoMars originalmente consistía en un único y gran rover que formaba parte del programa ESA Aurora como núcleo de la misión y fue aprobado por los ministerios espaciales europeos en diciembre de 2005. Inicialmente planeando lanzar el vehículo en 2011, Italia , el país líder de Europa en la misión ExoMars, decidió limitar su contribución financiera al proyecto, lo que resultó en el primero de tres retrasos en el lanzamiento.
En 2007, la firma de tecnología canadiense McDonald, Dettwiler & Associates que había ganado un contrato de un millón de euros EAOC Astriumcon Astrium también firmó un contrato con la ESA para diseñar un rover [21] .
En julio de 2009, la ESA y la NASA acordaron un nuevo programa conjunto de exploración de Marte, cambiando significativamente el soporte técnico y financiero de ExoMars. El 19 de junio, cuando todavía se necesitaba el rover para llevar a cuestas al MNOA, se informó que el acuerdo requeriría que ExoMars perdiera algo de peso para cumplir con la norma establecida a bordo del vehículo de lanzamiento Atlas junto con el MNOA [22 ] .
En agosto de 2009, se anunció que la Agencia Espacial Rusa ("Roskosmos") y la ESA habían firmado un acuerdo de cooperación que incluía actividades conjuntas en dos proyectos de exploración de Marte: el ruso Phobos-Grunt y el europeo ExoMars. Rusia proporcionará a la ESA un lanzador de respaldo y un cohete Proton-M para el rover ExoMars, que a su vez incluirá piezas de fabricación rusa [23] [24] .
En octubre del mismo año, se informó que de acuerdo con el nuevo programa coordinado de la NASA y la ESA para la exploración de Marte, la misión se dividirá en dos partes, cada una de las cuales es importante para la NASA: una estación fija en la superficie de Marte + "Martian Science Orbiter", que se lanzará en 2016, y rovers en 2018 [25] [26] . Es probable que esta iniciativa logre un equilibrio entre los objetivos científicos y el presupuesto disponible. Los vehículos de lanzamiento utilizarán vehículos de lanzamiento Atlas-5 [26] .
El 17 de diciembre de 2009, el liderazgo de la ESA dio la aprobación final al programa de exploración de Marte que se llevará a cabo con la NASA, confirmando su intención de gastar 850 millones de euros (1230 millones de dólares) en misiones en 2016 y 2018. Los otros 150 millones de euros necesarios para el funcionamiento de la misión se solicitarán durante una reunión del gobierno de la ESA a finales de 2011 o principios de 2012. A diferencia de algunos programas de la ESA, la financiación de ExoMars no incluirá un margen del 20 % para los excesos presupuestarios [27] .
El 7 de febrero de 2012, la Administración Nacional de Aeronáutica y del Espacio (NASA) de EE. UU. se retiró oficialmente del programa ExoMars debido a la falta de financiación. Por lo tanto, la parte estadounidense no podrá proporcionar a la ESA su vehículo de lanzamiento Atlas.
El 6 de abril de 2012, Roscosmos y la Agencia Espacial Europea (ESA) acordaron implementar conjuntamente el proyecto ExoMars.
A finales de diciembre de 2012, Roscosmos firmó contratos con IKI RAS para el desarrollo de instrumentos científicos rusos para el proyecto [28] . El 14 de marzo de 2013, en París , el jefe de Roscosmos Vladimir Popovkin y el jefe de la ESA Jean-Jacques Dorden firmaron un acuerdo oficial sobre un programa interplanetario conjunto [7] [29] .
Los objetivos científicos del programa ExoMars, en orden de prioridad [30] :
Objetivos tecnológicos:
Según los planes actuales [29] , el programa ExoMars consta de dos naves espaciales, cuyos componentes principales son el satélite marciano: el orbitador y el rover.
Fiesta responsable | Primer lanzamiento en 2016 | Segundo lanzamiento en 2022 [32] . |
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Vehículo de lanzamiento: " Proton-M " | Vehículo de lanzamiento: " Proton-M " | |
Dos instrumentos científicos para el orbitador TGO | Vehículo de aterrizaje con plataforma de aterrizaje | |
Instrumentos científicos para el rover | ||
Orbitador TGO | Explorador de Marte Rosalind Franklin | |
Módulo anfibio de demostración Schiaparelli |
El 15 de junio de 2016, en una reunión del Consejo de la ESA, se llegó a un acuerdo sobre la financiación adicional del programa: los cuatro principales participantes en esta misión (Reino Unido, Alemania, Italia y Francia) acordaron invertir 77 millones de euros adicionales para que las empresas industriales de estos países pudieran seguir trabajando a cabalidad en el programa “ExoMars. Estamos hablando de la empresa franco-italiana Thales Alenia Space y de la empresa franco-europea Airbus , así como de otros contratistas [33] .
El Trace Gus Orbiter (TGO) proporcionará un vuelo a Marte para un vehículo de descenso con una estación marciana automática: el módulo Schiaparelli . Luego, luego de la desaceleración y transferencia a la órbita de un satélite artificial, TGO comenzará a estudiar y aclarar la naturaleza de varios gases en la atmósfera marciana, especialmente el metano y el vapor de agua . El dispositivo determinará la ubicación de sus fuentes en la superficie del planeta y el cambio en la distribución espacial de estos gases a lo largo del tiempo. TGO también ayudará a seleccionar un futuro sitio de aterrizaje para el rover ExoMars.
A la llegada del rover en 2021, el orbitador se transferirá a una órbita más baja, donde podrá realizar actividades científicas analíticas, así como actuar como un satélite de retransmisión de datos [34] .
En enero de 2013, científicos rusos del Instituto de Investigación Espacial de la Academia Rusa de Ciencias comenzaron a trabajar en instrumentos científicos para TGO [35] .
Instrumentos orbitalesLos siguientes instrumentos están instalados en el orbitador [36] :
El módulo de aterrizaje Schiaparelli fue desarrollado por la ESA para probar la tecnología de aterrizaje en Marte [37] , para medir los campos eléctricos en la superficie del planeta y la concentración de polvo atmosférico [38] . Inicialmente, también se planeó instalar instrumentos científicos bajo el nombre general de "carga útil de Humboldt" [39] para estudiar la estructura interna del planeta, pero a principios de 2009 este proyecto se canceló por completo debido a la financiación insuficiente [40] .
Schiaparelli no tenía una fuente de energía a largo plazo: se desarrollaron baterías para alimentar instrumentos científicos, cuya carga sería suficiente para solo 2-8 días . Junto con un pequeño espacio para la disposición de los instrumentos, las capacidades del dispositivo en términos de investigación eran limitadas [41] .
Schiaparelli fue lanzado al espacio junto con TGO y, al acercarse a Marte, tuvo que separarse para un aterrizaje independiente en la meseta Meridiana [2] . Como estaba previsto, el 16 de octubre de 2016, Schiaparelli se separó del orbitador antes de su desaceleración y entrada en órbita [42] . El 19 de octubre, el módulo entró en la atmósfera marciana a una velocidad de 21.000 km/h (5,83 km/s). La velocidad se redujo por el uso sucesivo de frenado aerodinámico y un paracaídas. Los motores de cohetes debían realizar un frenado total y un aterrizaje suave utilizando un sistema de navegación y control que tiene en cuenta los datos de radar que miden la altura sobre la superficie y la velocidad horizontal en relación con ella [41] . Sin embargo, los motores funcionaron solo tres segundos, mucho menos de lo necesario, por lo que el Schiaparelli realizó una caída libre desde una altura de dos a cuatro kilómetros y se estrelló en la superficie a una velocidad de más de 300 km/h . 43] [8] .
Instrumentos LanderA bordo del módulo de descenso [37] se instaló el siguiente equipo :
El lanzamiento del aparato en 2016 se llevó a cabo desde la plataforma No. 200 del cosmódromo de Baikonur por el vehículo de lanzamiento Proton-M con la etapa superior Breeze-M el 14 de marzo de 2016 a las 12:31 hora de Moscú [13] . Según lo planeado, se realizaron cuatro lanzamientos de los motores de la etapa superior, transfiriendo la nave espacial a la ruta de vuelo a Marte. A las 23:13 hora de Moscú, el vehículo se separó con éxito del Breeze-M [44] . La noche del 15 de marzo se encendieron los instrumentos de mando del aparato y se abrieron los paneles solares .
Durante el vuelo a Marte, se llevaron a cabo tres correcciones de trayectoria previstas. Después de siete meses de vuelo, la nave espacial llegó a las inmediaciones de Marte, después de lo cual se dividió en Trace Gus Orbiter y Schiaparelli.
Fecha y hora | Evento | Estado |
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14 de marzo de 2016 | Lanzamiento de nave espacial ("ventana" del 14 al 25 de marzo) | Éxito [45] |
14 de marzo de 2016 a las 23:13 hora de Moscú | Separación de la etapa superior de la nave espacial. | Éxito [46] |
15 de marzo de 2016 a las 00:28 UTC | Transferencia de control al Centro de Control de la Misión Espacial Europea , despliegue de paneles solares , recepción de la primera señal del dispositivo por parte de la estación terrestre de la ESA en Malindi | Éxito [47] |
5 y 6 de abril de 2016 | Encendido y control de instrumentos científicos rusos en la nave espacial TGO | Éxito [45] |
7 de abril de 2016 | La nave espacial tomó la primera imagen de un trozo aleatorio de cielo | Éxito [48] |
22 de abril de 2016 | Comprobación de rendimiento programada del complejo espectrométrico ruso ACS | Éxito [49] |
13 de junio de 2016 | Nave fotografió Marte desde una distancia de 41 millones de kilómetros | éxito [50] |
14-16 de junio de 2016 | Comprobaciones repetidas del complejo espectrométrico ruso ACS para estudiar la química de la atmósfera de Marte | éxito [51] |
28 de julio de 2016 | Gran corrección de trayectoria que envió a TGO a Marte | éxito [52] |
11 de agosto de 2016 | La segunda corrección prevista de la trayectoria de la nave espacial de la misión ruso-europea "ExoMars-2016". | Éxito [53] |
14 de octubre de 2016 | La tercera corrección planificada de la trayectoria de la nave espacial de la misión ruso-europea "ExoMars-2016" | Éxito [54] |
16 de octubre de 2016 | Módulo anfibio de demostración "Schiaparelli" | Éxito [55] |
19 de octubre de 2016 | Aterrizaje "Schiaparelli"; TGO Orbiter se mueve hacia la órbita de la Luna de Marte | Éxito de TGO, accidente de Schiaparelli [15] |
19, 23 y 27 de enero de 2017 | Cambio de inclinación de la órbita TGO de 7° a 74° | Éxito [56] |
marzo de 2017—20 de febrero de 2018 | Desaceleración de TGO en la atmósfera superior | Éxito [57] [58] |
febrero-abril 2018 | Corrección de órbita hasta 400 km | Éxito [59] |
21 de abril de 2018 | Inicio del programa científico TGO | éxito [60] |
enero 2021 | Inicio de operación de TGO como estación repetidora para el rover y estación marciana automática | Esperado |
diciembre 2022 | Finalización del vuelo | Esperado |
La segunda etapa del proyecto implica la entrega a Marte de una plataforma de aterrizaje rusa con un rover europeo a bordo.
El Tiger Team, que incluye especialistas de Roscosmos, ESA, contratistas industriales rusos y europeos, comenzó a finales de 2015 a elaborar posibles medidas para compensar los retrasos y prever un período de reserva dentro del calendario de lanzamiento en 2018. El 2 de mayo de 2016, la Junta de Administración Conjunta de Roscosmos-ESA para el Proyecto ExoMars (JESB) decidió, dados los retrasos en la ejecución del trabajo por parte de los contratistas industriales europeos y rusos y en la implementación de las entregas mutuas de instrumentos científicos, posponer el lanzamiento a la próxima ventana de lanzamiento: julio de 2020 [32] . El 12 de marzo de 2020, el lanzamiento se pospuso para 2022 porque es necesario realizar pruebas adicionales de la nave espacial con equipos modificados y con la versión final del software. [61] [62] .
El módulo de vuelo, desarrollado por la ESA, proporcionará un vuelo a Marte. El vehículo de descenso se separará del módulo de vuelo antes de ingresar a la atmósfera. La velocidad del vehículo de descenso se ve reducida por el uso sucesivo de frenado aerodinámico y paracaídas. El frenado completo y el aterrizaje suave se llevan a cabo en la plataforma de aterrizaje, que está equipada con motores de cohetes de empuje variable. Después de aterrizar, el rover se deslizará por la rampa desde la plataforma de aterrizaje y comenzará su programa de exploración de seis meses [63] .
Rusia es responsable del módulo de aterrizaje, que traerá la plataforma de aterrizaje y el rover al planeta. Después de que salga el rover, la plataforma comenzará a operar como una estación científica autónoma de larga duración. Se instalará a bordo un conjunto de equipos científicos para estudiar la composición y las propiedades de la superficie marciana [64] .
El Consejo de Gobierno de la ESA, reunido en París los días 16 y 17 de marzo de 2022, evaluó la situación surgida a causa de la guerra en Ucrania en relación con el proyecto ExoMars, y por unanimidad:
Posteriormente, la dirección de la ESA concluyó que era poco probable reiniciar el programa antes de 2028 [66] .
De los cuatro posibles sitios de aterrizaje propuestos en octubre de 2014 [67] Aram Ridge , Gipanis Valley , Maurta Valley , Oxia Plateau el 28 de marzo de 2018, el grupo de trabajo seleccionó dos sitios para seguir estudiando: [68 ] :
Todos los lugares están ubicados ligeramente al norte del ecuador. En ambos lugares, previamente estuvo presente el agua, lo cual es importante para encontrar rastros de vida.
La principal limitación técnica es que el lugar de aterrizaje debe ser lo suficientemente bajo para permitir que los paracaídas frenen el módulo de descenso. Además, el área de aterrizaje en una elipse de 120 x 19 km no debe tener lugares peligrosos, como pendientes pronunciadas, tierra suelta, rocas grandes. Es necesario estudiar en detalle los lugares de posibles aterrizajes: mapear la distribución y el tamaño de rocas y cráteres, determinar la inclinación de las laderas, áreas de "arena" suelta, determinar las posibles rutas del rover (moviéndose hacia arriba a 5 km del punto de aterrizaje) y sitios de perforación para muestreo de suelo.
La decisión final sobre el lugar de aterrizaje se tomará aproximadamente un año antes del lanzamiento del módulo de descenso.
El complejo de equipos científicos en la plataforma de aterrizaje ExoMars-2022 está diseñado para realizar las siguientes tareas:
Para realizar estas tareas se destina un complejo de equipamiento científico [64] , que incluye:
El rover está equipado con un complejo de equipos científicos "Pasteur", que incluye dos instrumentos rusos: ISEM y ADRON-MR. El objetivo principal de la investigación del rover es el estudio directo de la superficie y atmósfera de Marte en las inmediaciones de la zona de aterrizaje, la búsqueda de compuestos y sustancias que puedan indicar la posible existencia de vida en el planeta.
El rover Rosalind Franklin , un rover de seis ruedas altamente automatizado, pesará 270 kg, unos 100 kg más que el Mars Exploration Rover de la NASA [5] . También se está considerando una versión más pequeña que pesa 207 kg [70] . La instrumentación consistirá en una carga útil Pasteur de 10 kg que contiene, entre otros componentes, un taladro subterráneo de 2 m [71] .
Para combatir las dificultades del control remoto debido a los retrasos en la comunicación con la Tierra, Rosalind Franklin tendrá un software independiente para la navegación visual del paisaje, con imágenes estéreo comprimidas, de cámaras panorámicas e infrarrojas montadas en el "mástil" del rover. Para hacer esto, creará mapas digitales de navegación estéreo utilizando un par de cámaras, después de lo cual encontrará de forma autónoma un buen camino. Las cámaras de primer plano se utilizarán para la seguridad y la prevención de colisiones, lo que permitirá un paso seguro de unos 100 metros por día. Después de que el rover aterrice suavemente en la superficie marciana, el Mars Science Orbiter operará como un satélite de retransmisión de datos del rover [34] .
Instrumentos del rover de MarteEl rover Rosalind Franklin está diseñado para la navegación autónoma sobre toda la superficie del planeta. Un par de cámaras estéreo permiten que el rover cree mapas tridimensionales del terreno, que utiliza para estimar el terreno a su alrededor para evitar obstáculos y encontrar la ruta más eficiente [72] .
CámarasLas cámaras panorámicas del sistema (PanCam) están diseñadas para proporcionar al rover instrumentos para crear un mapa digital del área y para buscar actividad biológica . El conjunto PanCam incluye dos cámaras con un campo de visión muy amplio para imágenes panorámicas estereoscópicas multiespectrales y una cámara a color de alta resolución. PanCam admitirá otros equipos y también se utilizará para inspeccionar lugares de difícil acceso, como cráteres o paredes de piedra.
BurEl rover está equipado con un taladro de 70 cm , que le permite trabajar con varios tipos de suelo, así como tres varillas extensibles, cada una de las cuales le permite aumentar la profundidad de perforación en unos 50 cm. Usando las tres varillas extensibles, el taladro le permite obtener muestras de rocas desde una profundidad de hasta 2 metros [73] .
Equipo científicoOriginalmente, se suponía que la NASA proporcionaría dos cohetes Atlas-5 , ya que se decidió completar el programa en dos lanzamientos separados [75] [76] [77] .
Después de que la NASA se retirara del proyecto y firmara un acuerdo entre la ESA y Roskosmos, se decidió utilizar dos cohetes rusos Proton-M con una etapa superior Briz-M .
Un modelo estándar de la estación terrestre rusa para recibir información de los vehículos de la misión ExoMars-2016, que se está desarrollando en la Oficina de Diseño de MPEI , se pondrá en funcionamiento a fines de 2017. El complejo receptor también incluirá dos estaciones terrestres para recibir información con antenas de 64 metros: TNA-1500 (en la Estación Espacial Central Medvezhye Ozera ) y TNA-1500K (en Kalyazin ) [78] .
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