ExoMars

Uit Wikipedia, de vrije encyclopedie
Ga naar: navigatie, zoeken
ExoMars verkenningswagen, model in ILA 2006 (Berlijn)

ExoMars is de eerste noemenswaardige missie in het Aurora-verkenningsprogramma van de ESA. Het beoogt het verder karakteriseren van de biologische omgeving op Mars in voorbereiding van een gerobotiseerde missie en uiteindelijk een menselijk verkenning. Data van de missie zal onbetaalbare informatie opleveren voor verdere studies in exobiologie (ruimtebiologie), de zoektocht naar leven op andere planeten. Het ExoMarsprogramma voorziet twee missies. De eerste bestaande uit de orbiter en de landingsmodule genaamd Schiaparelli. De tweede missie, voorzien in 2018, zal een rover op de planeet plaatsen. ExoMars werd op 14 maart 2016 om 9:31 GMT op een Proton-M met Briz-M als extra vierdetrap gelanceerd vanaf Kosmodroom Bajkonoer en zal naar verwachting in oktober 2016 bij Mars aankomen.

Orbiter[bewerken]

De missie van 2016 omvat dus de satelliet (Trace Gas Orbiter genaamd of TGO). Na de landing op Mars, zal de orbiter zichzelf in een betere baan rond Mars plaatsen waar het zal werken als een communicatie satelliet. In eerste instantie voor de landingsmodule maar ook voor toekomstige missies zoals deze van 2018 wanneer een rover op de planeet zal geplaatst worden.

Landingsmodule[bewerken]

De landingsmodule in 2016 is de Entry, Descent and landing demonstrator Module (EDM) ofwel Schiaparelli. Deze zal in eerste instantie zoeken naar sporen van leven op de planeet. Drie dagen voor aankomst bij mars wordt de landermodule afgestoten. Enkele uren voor het binnendringen in de dampkring van mars zal hij geactiveerd worden. Op een hoogte van ongeveer 120 km zal hij tegen 21000 km/h de atmosfeer binnendringen. In eerste instantie zal die snelheid gereduceerd worden met luchtremmen. Een hitteschild beschermt de module tegen de enorme wrijvingshitte. Op een hoogte van 11 km en een snelheid van 1650 km/h zal een parachute geopend worden en na een stabilisatieperiode van 40 seconden wordt het hitteschild afgeworpen. De parachute reduceert de snelheid tot 250 km/h en wordt dan ook losgekoppeld. Ten slotte wordt met drie hydrazine-reactiemotoren een gecontroleerde landing gemaakt. De reactiemotoren brengen door middel van een hoogtemeter de lander op twee meter hoogte. Dan worden de motoren gestopt en de laatste stap gebeurt in vrije val. De impact wordt opgevangen door een kreukelzone gelijkaardig aan die van een auto zodat schade aan de module wordt voorkomen. Van binnenkomst in de atmosfeer tot de eigenlijke landing gebeurt binnen de zes minuten.

Verkenningswagen[bewerken]

In 2018 zal een wagen naar een gewenste locatie gebracht worden gebruikmakend van een opblaasbaar remsysteem of parachutes. Beide systemen moeten voldoende robuust en precies zijn om de landing geslaagd te laten verlopen. Door gebruik te maken van zonnepanelen zal de verkenningswagen enkele kilometers kunnen rijden over het onherbergzame oppervlak van Mars. Het voertuig zal autonoom kunnen werken door interne intelligentie en optische sensoren. Er zal ook een boor, robotarmen en een set wetenschappelijke instrumenten op gemonteerd zijn om te zoeken naar tekenen van vroeger of huidig leven.

Planning[bewerken]

Door de gunstige positie van aarde en mars, kan de eerste missie in zeven maanden afgelegd worden. Aankomst bij mars wordt verwacht in oktober 2016. De orbiter zal in een circulaire baan rond mars blijven op 400 km hoogte en daar wetenschappelijke waarnemingen doen. Onder andere metingen aan methaangas (CH4). Hij zal ook dienst doen als relaiszender tussen de lander en de aarde. Ook voor de in 2018 te lanceren rover zal hij als relaiszender dienst doen en dit tot eind 2022.

Een eerdere gelijkaardige Britse missie (ook onder de ESA-vlag), de Mars Express met de Beagle 2, draaide uit op een teleurstelling toen het contact met de Beagle werd verloren. De NASA heeft met de Mars Exploration Rovers sinds 2004 wel een succesvolle Marsmissie.

Instrumenten van de orbiter TGO[bewerken]

De TGO bevat vier instrumenten:

  • NOMAD – Nadir and Occultation for MArs Discovery: bevat twee infrarode en één ultraviolette spectrometer voor gedetailleerde meting van de samenstelling van de hogere atmosfeer (Belgisch Instituut voor Ruimte-aeronomie).
  • ACS– Atmospheric Chemistry Suite: infraroodinstrumenten voor analyse van de chemie en de structuur van de martiaanse atmosfeer (Instituut voor Ruimteonderzoek (IKI), Moskou, Rusland).
  • CaSSIS – Colour and Stereo Surface Imaging System: hoge resolutie camera: 5 meter per pixel (Universiteit van Bern, Zwitserland).
  • FREND – Fine Resolution Epithermal Neutron Detector: neutronendetector die waterstof tot op één meter diepte kan waarnemen ten einde waterijs op te sporen (Instituut voor Ruimteonderzoek (IKI), Moskou, Rusland).

Instrumenten van Schiaparelli[bewerken]

Schiaparelli bevat een kleine batterij wetenschappelijke instrumenten genaamd DREAMS wat de Engelse afkorting is van Dust Characterisation, Risk Assessment and Environment Analyser on the Martian Surface. In het Nederlands kan men dit omschrijven als analyse van stof, inschatten van risico's en omgevingsanalyse van het martiaans oppervlak. DREAMS bestaat uit verschillende instrumenten:

  • MetWind: meten van de windrichting en -snelheid.
  • DREAMS-H: meten van de luchtvochtigheid.
  • DREAMS-P: meten van de luchtdruk dicht bij het oppervlak.
  • MarsTem: meten van de temperatuur dicht bij het oppervlak.
  • SIS (Solar Irradiance): meten van de transparantie van de atmosfeer.
  • ARES (Atmospheric Radiation and Electricity Sensor): meten van de straling en elektrische lading.

Deze metingen zullen gebeuren gedurende twee tot acht sols. Een sol is de lengte van een dag op mars. Verder is er nog het instrument AMELIA dat gegevens verzamelt tijdens de afdaling en het instrument COMARS+ meet de warmteoverdracht tijdens de binnenkomst in de atmosfeer. Op de bovenzijde bevat de module retroreflectoren die toelaten door middel van een laser de module te localiseren vanuit de orbiter. Ten slotte bevindt zich aan de bovenzijde ook nog een UHF-antenne voor verbinding met de orbiter.

Planetaire bescherming[bewerken]

Met onze frequente bezoeken aan andere planeten moeten we nadenken over het feit of wij dat veilig kunnen doen wat betreft biologische besmetting. Wij moeten onze verantwoordelijkheid nemen omtrent eventueel huidig en toekomstig leven op deze planeten en manen. Dit is een wettelijke verplichting. De Vereniging voor Ruimteonderzoek (Committee on Space Research of COSPAR) heeft een planetaire beschermingspolitiek geformuleerd overeenkomstig het ruimteverdrag van de Verenigde Naties.

ESA heeft dit verdrag in naam van zijn leden ondertekend om te verzekeren dat al zijn missies aan de biologische veiligheidseisen voldoen. In de praktijk betekent dit dat er voor sommige missies, limieten gesteld zijn aan de microbiologische contaminatie van sondes en de risico's van crashlandingen op vreemde planeten en manen.

ExoMars is per definitie op zoek naar leven op mars en moet dus zeker aan deze verplichtingen voldoen. Hiertoe moet een van twee voorwaarden vervult worden. Ofwel moet het risico van neerstorten op de planeet uitermate klein zijn, ofwel moet in geval van neerstorten het risico op biologische contaminatie beneden bepaalde grenzen zijn.

Voor TGA heeft de ESA gekozen voor het neerstorten scenario. Het agentschap heeft aangetoond dat de kans op een impact kleiner is dan 1 op 100 voor de eerste 20 jaren en 1 kans op 20 voor de periode van 20 tot 50 jaar na de lancering.

Voor de lander en de rover zijn de limieten nog strenger. Zij komen immers rechtstreeks in contact met het planeetoppervlak. Hiertoe bouwde ESA een nieuwe steriele ruimte (cleanroom) bij Thales Alenia Space in Italië. Na assemblage van de module moest zij overgebracht worden naar Cannes in Frankrijk voor testen. Deze testen gebeurden in een steriele tent. Later moest de module naar Baikonur gebracht worden voor de lancering en de tent werd mee verhuisd. Uiteindelijk heeft men ook in Baikonur een steriele ruimte gebouwd. Elk personeelslid dat in aanraking kwam met het materiaal moest een speciale opleiding volgen. Alle materialen moesten ontsmet worden. Dit gebeurde met steriele 80% isopropylalcohol (2-propanol). De steriele ruimten moeten met nog een agressiever middel gereinigd worden namelijk een oplossing van waterstofperoxide.

De meeste onderdelen van Schiaparelli werden verhit tot 110°-125 °C gedurende enkele uren tot enkele dagen om biologische contaminatie tegen te gaan. Bijna 3000 microbiologische tests werden uitgevoerd van assemblage tot lancering.

Zie ook[bewerken]

Externe links[bewerken]