Кіріспе

ExoMars (Марстағы экзобиология) – Еуропалық ғарыш агенттігінің (ESA) және Ресей ғарыш агенттігінің (Роскосмос) астробиология бағдарламасы. ExoMars мақсаты – Марста бұрынғы өмірдің іздерін табу, Марстың су және геохимиялық ортасының өзгеруін зерттеу, атмосфералық із газдар мен олардың көздерін анықтау, сондай-ақ болашақ Марс үлгісін қайтару миссиясы үшін қажетті технологияларды сынау. Бағдарламаның бірінші бөлігі 2016 жылы іске қосылған миссия, ол Марс орбитасына «Trace Gas Orbiter» орбиталдық аппаратын орналастырды және «Schiaparelli EDM» қондырғышын жіберді. Орбиталдық аппарат жұмыс істеп тұр, бірақ қондырғыш планета бетіне құлады. Бағдарламаның екінші бөлігі 2020 жылдың шілдесінде іске қосылуы жоспарланған, онда «Казачок» қондырғышы «Rosalind Franklin» роверін жер бетіне жеткізіп, 2022 жылға немесе одан кейінге дейін созылатын ғылыми миссияны қолдауға тиіс болды. 2020 жылдың 12 наурызында екінші миссияның ұшыру терезесіне дейін түзетуге келмейтін парашюттердің мәселесіне байланысты 2022 жылға кейінге шегерілгені жарияланды. «Trace Gas Orbiter» (TGO) және сынақ стационарлық қондырғышы «Schiaparelli» 2016 жылдың 14 наурызында ұшырылды. Қондыру келесі ровер миссиясын қауіпсіз жеткізу үшін жаңа, маңызды технологияларды сынау мақсатында жасалды. 2023 жылдың маусым айында «Казачок» («кішкентай казак» – халықтық биге сілтеме) деп аталған «Роскосмос» қондырғышы, «ESA Rosalind Franklin» роверін Марс бетіне жеткізуге тиіс болды. Ровер құрамында «Роскосмос» жасаған құралдар да болжанатын. Екінші миссияның операцияларын және байланысын Италиядағы ALTEC Rover Control Centre басқаруға тиіс болды. 2022 жылдың 17 наурызында ESA Ресейдің Украинаға басып кіруіне байланысты миссияны тоқтатты. ESA болжамы бойынша, жаңа ресейлік емес қону платформасын пайдалана отырып, миссияны қайта іске қосу 2028 жылға дейін мүмкін болмайды. Миссияны қайта іске қосу және аяқтау үшін қосымша қаржы бөлінді, бұл тендерді «Thales Alenia Space» жеңіп алды және жоспар 2028 жылға белгіленді.

Тарих

ExoMars құрылғаннан бері жоспарлаудың бірнеше кезеңінен өтті, онда қондырғыштар, орбиталық аппараттар, ұшыру құралдары және халықаралық ынтымақтастық жоспарлары бойынша әртүрлі ұсыныстар қарастырылды, мысалы, 2009 жылғы АҚШ-пен бірлескен Марс зерттеу бастамасы (MEJI). Бастапқыда ExoMars концепциясы ESA Aurora бағдарламасының флагмандық миссиясы ретінде ірі роботтық марсоходтан тұратын болған және 2005 жылдың желтоқсанында Еуропалық ғарыш агенттігі министрлері бекіткен. Бастапқыда тұрақты жер станциясымен бірге келген марсоход ретінде жоспарланған ExoMars 2011 жылы ресейлік «Союз Фрегат» зымыранымен ұшыруға дайындалған. ExoMars 2001 жылы ESA Aurora бағдарламасының аясында Марсты зерттеу мақсатымен басталды. Алғашқы көзқарас 2009 жылы марсоходты, ал кейіннен Марс үлгілерін қайтару миссиясын көздеген. Aurora – бұл міндетті емес бағдарлама, және әр мемлекет бағдарламаның қай бөлігіне және қаншалықты қатысатынын (мысалы, бағдарламаға қанша қаржы жұмсауды қалайтынын) өзі шеше алады. 2009 жылдың шілдесінде NASA және ESA Марсты зерттеу жөніндегі бірлескен бастамаға қол қойды, ол «Союз» орнына «Атлас» зымырасын пайдалануды ұсынды, бұл ExoMars миссиясының техникалық және қаржылық жағдайын айтарлықтай өзгертті. 19 маусымда марсоход Марс газ орбиталық аппаратымен бірге ұшу жоспарланған кезде, болашақ келісімге сәйкес ExoMars-тың «Атлас» зымырасына сыйымды болуы үшін жеткілікті салмақтан айырылуы қажет екені хабарланды. Кейін миссия басқа жобалармен біріктіріліп, екі «Атлас V» зымырасымен ұшырылатын көп ғарыш кемесі миссиясына айналды: ExoMars Trace Gas Orbiter (TGO) жобаға қосылды, ол 2016 жылдың қаңтарында ұшырылуға жоспарланған стационарлық метеорологиялық қондырғышты алып жүрді. Сондай-ақ, екінші марсоходты MAX C қосу ұсынылды. 2009 жылдың тамызында Ресей Федералды ғарыш агенттігі (қазіргі Роскосмос) мен ESA екі Марсты зерттеу жобасы бойынша ынтымақтастық туралы келісімге қол қойды: Ресейдің «Фобос Грунт» жобасы және ESA-ның ExoMars жобасы. Атап айтқанда, ESA ExoMars марсоходы үшін «көктеп жіберуші» ретінде ресейлік «Протон» зымыранын қамтамасыз етті, оған ресейлік бөлшектер кірді. 2009 жылдың 17 желтоқсанында ESA үкіметтері екі бөлімді Марсты зерттеу миссиясына соңғы келісімдерін берді, бұл миссияға 2016 және 2018 жылдары 850 миллион евро (1,23 миллиард доллар) жұмсау міндеттемесін растады. 2011 жылдың сәуірінде бюджеттік дағдарысқа байланысты MAX C марсоходынан бас тарту және 2018 жылы тек бір марсоходты ұшыру туралы ұсыныс жарияланды. Бір ұсыныс бойынша жаңа аппарат Еуропада жасалып, еуропалық және американдық құралдармен жабдықталуы керек еді. NASA оны Марсқа жеткізу үшін зымыранды және аспан кранының қону жүйесін қамтамасыз етеді. Ұсынылған қайта ұйымдастыруға қарамастан, 2018 жылғы миссияның мақсаттары негізінен өзгермеді. NASA-ның бұл жобаға қаржысы толығымен тоқтатылғандықтан, көптеген жоспарлар қайта қарауға түсті. 2013 жылдың 14 наурызында ESA және Ресей ғарыш агенттігі (Роскосмос) өкілдері Ресейдің толық серіктес болуы туралы келісімге қол қойды. Роскосмос екі миссияны да Briz M жоғарғы сатыларымен және ұшыру қызметтерімен бірге «Протон» зымыраларымен қамтамасыз етеді, сондай-ақ 2018 жылғы марсоход миссиясы үшін қосымша кіріс, түсу және қону модулін ұсынады. Роскосмос серіктестік үшін екі «Протон» зымырасын төлейді. TGO жүк құрамына бастапқыда «Фобос Грунт» үшін әзірленген екі ресейлік құрал кіреді. Барлық ғылыми нәтижелер Еуропалық ғарыш агенттігі мен Ресей ғылым академиясының зияткерлік меншігі болып табылуы тиіс (яғни Роскосмос барлық жобалық топтардың құрамына кіреді және ғылыми-зерттеу деректеріне толық қол жеткізеді). ESA бастапқыда ExoMars жобаларының шығындарын 1 миллиард евроға (1,3 миллиард АҚШ долларына) дейін шектеген, бірақ АҚШ ғарыш агенттігінің (NASA) шығуы және жобалардың қайта ұйымдастырылуы осы уақытқа дейін жиналған сомаға бірнеше жүз миллион евро қосылуы мүмкін. Бір мүмкіндік – ESA-ның басқа ғылыми қызметтері ExoMars-ты басымдыққа айналдыру үшін артқа шегінуі мүмкін. 2012 жылдың қыркүйегінде ESA-ның жаңа мүшелері Польша мен Румыния ExoMars миссиясына 70 миллион евроға дейін үлес қосатыны жарияланды. ESA NASA-ның 2018 жылғы ExoMars бөлігіне салыстырмалы түрде кішігірім рөлде оралу мүмкіндігін жоққа шығарған жоқ. Ресейдің ExoMars-ты қаржыландыруы «Фобос Грунт» жоғалуы үшін 1,2 миллиард рубль (40,7 миллион АҚШ доллары) сақтандыру төлемдерімен ішінара жабылуы мүмкін. 2013 жылдың 25 қаңтарында Роскосмос алғашқы ұшырылымда ұшуға арналған ғылыми құралдарды толық қаржыландырды. 2014 жылдың наурыз айына қарай ExoMars марсоходының жетекші құрылысшысы, британдық Airbus Defence and Space бөлімшесі, маңызды компоненттерді сатып алуды бастады. Түсу модулі мен орбиталық аппарат бөлінгеннен кейін келесі 10 сағат ішінде төрт зымырандық күйдіріс жасалды. Осы күні сағат 21:29 GMT-де орбиталық аппараттан сигнал сәтті алынды, бұл ұшырудың толығымен сәтті болғанын және ғарыш кемесінің Марсқа бет алғанын растады. Зымырандардан бөлінгеннен кейін Briz M жоғарғы күшейткіш сатысы бірнеше километр қашықтықта жарылған болуы мүмкін, бірақ орбиталық аппаратқа немесе қондырғышқа зиян келтірмеген сияқты. Trace Gas Orbiter және Schiaparelli қондырғышын қамтитын ғарыш кемесі Марсқа қарай номиналды орбитаға енді және жұмыс істеп тұрғандай көрінді. Келесі екі аптада операторлар оның қуаты, байланысы, жұлдызды іздегіштері және басқару және навигация жүйесі сияқты жүйелерін тексеру және іске қосуды жалғастырды.

Келесі: Келесі:

2016 жылдың қаңтар айында 2018 жылғы миссияның қаржылық жағдайы 2 жылға кешіктірілуі мүмкін екендігі хабарланды. Италия ExoMars жобасына ең көп қаржы салған ел, ал Ұлыбритания миссияның екінші ірі қаржы демеушісі. Ровер 2018 жылы ұшырылып, 2019 жылдың басында Марсқа қонуы жоспарланған, бірақ 2016 жылдың мамырында Еуропалық ғарыш агенттігі (ЕКА) Еуропа мен Ресейдегі өнеркәсіптік жұмыстардың және ғылыми құралдардың жеткізілімінің кешігуіне байланысты ұшырылым 2020 жылға ауыстырылғанын мәлімдеді. 2022 жылдың 28 ақпанында Ресейдің Украинаға басып кіруіне жауап ретінде салынған санкцияларға байланысты 2022 жылы жоспарланған екінші миссияның іске қосылуы "мүмкін емес" екені жарияланды. 2022 жылдың 17 наурызында 2022 жылғы ұшыру мүмкіндігінде ExoMars ұшырылымынан бас тартылды, сонымен қатар Роскосмоспен әріптестік толығымен тоқтатылды. Алайда, қараша айында Еуропалық ғарыш агенттігінің мүше елдері Розалинд Франклин роверіне 360 миллион евро бөлді, оның ішінде ресейлік құраларды алмастыруға кеткен шығындар да қамтылды. Қазір 2028 жылы ұшыруға жоспарланған ровер, жаңа буын массалық спектрометрін, яғни Марс органикалық молекулаларын талдайтын құралды (MOMA) алып жүреді.

Терапевтік газ орбитасы

Трейс Газ Орбиталы (TGO) – Марс планетасының телекоммуникациялық орбиталық аппараты және атмосфералық газды талдау миссиясы, ол 2016 жылдың 14 наурызында 09:31 UTC уақытында ұшырылды. Ғарыш кемесі 2016 жылдың қазан айында Марс орбитасына жетті. Ол ExoMars Schiaparelli EDM қондырғысын жеткізіп, содан кейін Марстағы метан және басқа газдардың көздерін іздеу және картаға түсіру жұмыстарын жүргізеді, осы арқылы 2022 жылы ұшырылатын ExoMars марсоходының қону орнын таңдауға көмектеседі. Марстың атмосферасында метанның болуы қызығушылық тудырады, себебі оның пайда болуының себебі қазіргі замандағы тіршілік немесе геологиялық белсенділік болуы мүмкін. 2023 жылы марсоход келгеннен кейін орбиталық аппарат төменгі орбитаға көшіріліп, ғылыми талдау жұмыстарын жүргізуге және ExoMars марсоходына телекоммуникациялық реле қызметін көрсетуге мүмкіндік алады. НАСА Марс бетіндегі зерттеушілер мен марсоходтар және Жердегі басқару орталықтары арасында байланысты қамтамасыз ету үшін Electra телекоммуникациялық релелік және навигациялық құралын ұсынды. TGO 2022 жылға дейін болашақ қондырылатын миссиялар үшін телекоммуникациялық релелік спутник ретінде қызметін жалғастырады.

Schiaparelli EDM қону аппараты

Schiaparelli деп аталатын Entry, Descent and Landing Demonstrator Module (EDM) Еуропалық ғарыш агенттігі (ESA) және Ресейдің Роскосмос агенттігіне Марс планетасының бетіне қону технологиясын ұсыну мақсатында жасалған еді. Ол 2016 жылдың 14 наурызында 09:31 UTC уақытында ExoMars Trace Gas Orbiter (TGO) аппараттарымен бірге ұшырылды және 2016 жылдың 19 қазанында жұмсақ қону жасауы жоспарланған. Сәтті қонуды растайтын сигнал келмеді, ал 2016 жылдың 21 қазанында НАСА Марс барлау орбиталық аппаратынан алынған сурет, құрылғының апатқа ұшыраған жерін көрсетті. Бетке қонғаннан кейін, ол желдің жылдамдығы мен бағытын, ылғалдылығын, қысымын және жер бетінің температурасын өлшеуге, сондай-ақ атмосфераның мөлдірлігін анықтауға тиіс еді. DREAMS жүктемесі қонудан кейін EDM-нің жер бетіндегі миссиясының барысында 2 немесе 3 күнге айналасының қоршаған орта станциясы ретінде жұмыс істеуге арналған еді.

Екінші ұшыру (2028)

ExoMars 2022 миссиясы 2022 жылдың 20 қыркүйегінен бастап он екі күндік ұшыру терезесінде ұшырылуы жоспарланған және 2023 жылдың 10 маусымында Марсқа қонуға белгіленген. Ол неміс жасаған ұшу кезеңі мен ресейлік қону модулінен тұратын еді. 2022 жылдың 28 ақпанында ESA 2021–2022 жылдардағы Ресей-Украина дағдарысына байланысты санкциялар салдарынан 2022 жылғы ұшырудың "мүмкін емес" екенін мәлімдеді. 2022 жылдың 28 наурызында ExoMars марсоходы ұшыруға техникалық жағынан дайын екені расталды, бірақ Ресейдің Украинаға басып кіруіне байланысты миссияның 2022 жылғы ұшыру терезесі енді қолданысқа ілінбейді. Миссияның жаңартылған нұсқасы, ресейлік емес қону платформасын пайдалана отырып, 2028 жылдан бұрын іске қосылмайды деп күтілуде.

Круиздік кезең

Жерге түсіру аппараты және Розалинд Франклин ровері түсіру модулінің ішінде Марсқа жіберіледі. Түсіру модулі қуат, қозғалтқыш және навигацияны қамтамасыз ететін тасымалдау модуліне бекітіледі. Тасымалдау модулінде 16 гидразинмен жұмыс істейтін қозғалтқыш, электр энергиясын өндіретін 6 күн панелі, сондай-ақ навигация үшін күн сенсорлары мен жұлдыз бағдаршалары бар. Ол Германияның Бремен қаласындағы OHB System компаниясымен әзірленген және құрастырылған. Тасымалдау модулі ғарыш кемесінің қалған бөлігі Марсқа жеткенге дейін түсіру модулінен бөлінеді.

Төмендеу кезеңі

ESA Roscosmos ExoMars ынтымақтастығы тоқтатылғанға дейін, бастапқы жоспарда ESA бірлесіп жұмыс істеген ресейлік құрылымдағы Kazachok пайдаланылуы тиіс еді. Бастапқыда Розалинд Франклин Kazachok қондырғысынан пандус арқылы түсуі жоспарланған. Қондырғының қону орнын түсіріп, климатты бақылауы, атмосфераны зерттеуі, радиациялық ортаны талдауы, қону орнындағы жер асты суының таралуын зерттеуі және Марстың ішкі құрылымын геофизикалық тұрғыдан зерттеуі күтілді. 2015 жылдың наурыз айында қону жүйесіне ғылыми құралдарды қосу туралы сұраныс жіберілгеннен кейін, 13 құрал қарастырылды. Қондырғыдағы құралдардың мысалдары: HABIT (HabitAbility: Brine, Irradiation and Temperature) жиынтығы, METEO метеорологиялық жиынтығы, MAIGRET магнитометрі және LaRa (Lander Radioscience) тәжірибесі. Стационарлық қондырғының кем дегенде бір Жер жылы бойы жұмыс істеуі күтілді, ал оның құралдары күн панельдерімен қуаттандырылуы тиіс еді. 2022 жылдың шілде айындағы тоқтатудан кейін ESA өздерінің қондырғысын жасау жұмыстарын бастады, оның құрастырылуы мен сынақтан өтуіне 3-4 жыл уақыт қажет деп күтілуде. ESA қондырғысының көптеген бөліктері ресейлік түсіру модулінен қайта пайдаланылады. Kazachok-тан айырмашылығы, еуропалық қондырғыда күн панельдері мен ғылыми құралдар жоқ, және ол бірнеше сол (Mars solar day) бойы жұмыс істеуі күтілуде.