ExoMars gaat op zoek naar sporen van leven

ExoMars is de eerste zogenaamde vlaggenschipmissie in het kader van het langetermijnprogamma Aurora, waarmee de Europese ruimtevaartorganisatie ESA het zonnestelsel wil verkennen. Tegelijk is het de eerste ESA-missie met een vanaf de aarde bediend Marswagentje of rover.

Uitdagingen

Oorspronkelijk was de lancering voorzien voor 2011, maar dat is nu 2013 geworden. Zo hebben de verschillende bedrijven en onderzoekers die aan het project deelnemen meer tijd om essentiële technologie voor het project te ontwikkelen. "Vooral de ontwikkeling van de rover is geen gemakkelijke opdracht", zegt vluchtdirecteur Michael McKay van het Europees satellietencontrolecentrum ESOC van ESA in Darmstadt (Duitsland).

Hij noemt enkele uitdagingen. "Onze rover zal met een lichtgewicht boorsysteem uitgerust zijn, waarmee hij bodemmonsters op Mars kan nemen. Hij is ook mobieler dan de wagentjes van onze Amerikaanse collega's en moet grotendeels zelfstandig kunnen opereren en rondrijden."

Bij de ontwikkeling van de technologie en software voor het project betreden de Europeanen gloednieuw terrein. Zowel de airbags als de systemen voor positiebepaling en de stuursystemen voor een veilige landing van de zware rover op de Rode Planeet, vereisen heel wat ontwikkelingstijd.

Het mobiel onderzoekslabo Pasteur

De Europeanen hebben een ambitieus programma voor hun Marswagentje voor ogen. De 120 tot 180 kilogram zware ExoMars-rover zal gedurende zes maanden meerdere kilometers op Mars afleggen, op verschillende plaatsen bodemmonsters nemen, ze ter plaatse onderzoeken en de resultaten van de analyses naar de aarde doorsturen.

Daarom is hij uitgerust met een heel pakket wetenschappelijke instrumenten, genoemd naar de legendarische Franse microbioloog Louis Pasteur.

Pasteur zal vooral biologische analyses uitvoeren van de Marsbodem en Marsgesteente om uit te vissen of er ooit op Mars leven was of misschien nog is. Het Marsoppervlak ondergaat permanent een dodelijk bombardement van ultraviolette en kosmische straling en daarom lijkt het vooral zinvol te zijn in de Martiaanse ondergrond naar leven te gaan zoeken. Met zijn speciale boor kan Pasteur bodemmonsters nemen tot een diepte van twee meter.

Pasteur zal niet alleen zoeken naar leven, maar ook naar water, dat zich mogelijk onder het Marsoppervlak bevindt. De verregaand autonome rover zal ook nagaan welke mogelijke risico's en gevaren Mars biedt voor toekomstige bemande missies naar onze buurplaneet.

Drie scenario's

Momenteel onderzoekt men voor ExoMars drie mogelijke vluchtscenario's. De eenvoudigste en goedkoopste oplossing is de zogenaamde basismissie. Daarbij lanceert een Sojoez-Fregat-raket de lander met aan boord de rover naar Mars.

"Bij dit scenario zouden we voor de communicatie echter volledig afhankelijk zijn van een Amerikaanse sonde in een baan om Mars", zegt Michael McKay. Alle communicatie en gegevensverkeer tussen de rover en de aarde zou dan via de in 2005 gelanceerde Mars Reconnaissance Orbiter van de NASA verlopen, die tegen 2014 dan al echter negen jaar in de ruimte is.

Bij het tweede scenario wordt de basismissie aangevuld met een orbiter in een baan rond Mars. Die zou met een tweede Sojoez-Fregat-raket op weg gaan. Deze orbiter moet instaan voor de communicatie en het doorsturen van gegevens tussen de rover en de aarde. ExoMars zou daarmee een volledig onafhankelijke Europese missie worden.

De derde en meest uitgebreide mogelijkheid is de lancering met één Ariane 5-raket van zowel de orbiter als de lander met de rover. De orbiter dient dan niet alleen voor de communicatie van en naar de aarde, maar zou bovendien ook nog een aantal wetenschappelijke instrumenten aan boord hebben.

"De waarnemingen met de instrumenten aan boord van de orbiter en de rover zouden op elkaar worden afgestemd, zodat we de metingen vanuit een baan rond Mars in verband kunnen brengen met die van de rover op de Marsbodem. Op die manier kunnen we wetenschappelijke resultaten van topniveau bekomen", aldus Michael McKay, die niet onder stoelen of banken steekt dat dit zijn favoriete scenario is.

"Bovendien zouden we dan 12 tot 16 kilogram aan instrumenten voor Pasteur kunnen meenemen. Bij de basismissie zouden we ons tot 8 kilogram moeten beperken. Dan zou een groot deel van het aanvullende onderzoek wegvallen."

Huidige stand van de missie

Momenteel zit het project in het stadium van de zogenaamde voorbereidende ontwikkelingsfase met de ontwikkeling van de componenten voor ExoMars en de wetenschappelijke instrumenten en een uitvoerig onderzoek van wat er al bereikt is. "Daarna zullen we heel precies weten wat we nog nodig hebben, waar de technologische uitdagingen liggen, wat de risico's zijn en welk niveau we op technologisch vlak al bereikt hebben", verklaart Michael McKay.

Volgende maand wordt bij de zogenaamde implementation review het volledige project nog eens onder de loep genomen en op punt gesteld. Begin juni 2007 ligt dan definitief vast wanneer de missie van start gaat en wat het vluchtscenario al zijn.

"De droom van alle onderzoekers is natuurlijk een missie waarbij veel verschillende instrumenten zowel op als rond Mars optimaal samenwerken en complementaire gegevens opleveren", zegt Michael McKay. Het komt er nu op aan om deze droom te verwezenlijken.