Vanop de Russische Bajkonoer lanceerbasis zijn op maandag 14 maart 2016 twee ruimtetuigen gelanceerd richting planeet Mars. De ExoMars Trace Gas Orbiter vetrok om 10u31 Belgische tijd samen met de Schiaparelli lander en werd met behulp van een krachtige Proton draagraket succesvol in de ruimte gebracht. Terwijl de ExoMars Trace Gas Orbiter in een baan om Mars zal cirkelen om de atmosfeer te bestuderen, zal de Schiaparelli lander gebruikt worden om nieuwe technologieën te testen en te demonstreren.
Twee minuten na de start van de lancering werd zoals voorzien de met zes aangedreven onderste rakettrap afgestoten waarna de tweede trap tot ontbranding werd gebracht. Enkele minuten later werd ook de tweede rakettrap afgestoten waarna de twee delen van de neuskegel werden afgeworpen. Nadat de taak van de derde rakettrap erop zat, was het uiteindelijk de beurt aan de Breeze-M rakettrap om beide ruimtetuigen op weg naar Mars te brengen. Dit was een belangrijk en spannend moment aangezien er met de Russische Breeze-M rakettrap de afgelopen jaren al vaak problemen zijn geweest waardoor satellieten soms in de verkeerde baan om de Aarde terecht kwamen. Na een eerste ontbranding van de Breeze-M boven Siberië volgde een pauze van meer dan uur waarna boven het zuiden van Rusland, één omwenteling om de Aarde later, een tweede ontbranding plaatsvond. In de uren die hierop volgden, werd de Breeze-M nog driemaal probleemloos tot ontbranding gebracht zodat de twee ruimtetuigen zich konden losmaken van de aantrekkingskracht van de Aarde en in een traject naar de planeet Mars terecht kwamen. Uiteindelijk ontving men bij de Europese ruimtevaartorganisatie ESA omstreeks 22u30 de eerste signalen van de ExoMars Trace Gas Orbiter waarmee werd bevestigd dat de lancering succesvol was verlopen.
ExoMars Trace Gas Orbiter
De ExoMars Trace Gas Orbiter (TGO) is een samenwerkingsproject tussen de Europese ruimtevaartorganisatie ESA en de Russische ruimtevaartorganisatie Roscosmos. Oorspronkelijk zou deze missie worden uitgevoerd door Europa en de Verenigde Staten maar eind 2012 besloot NASA zich om financiële redenen terug te trekken uit het ExoMars project. In maart 2013 nam de Russische ruimtevaartorganisatie Roscosmos de fakkel over van NASA en werd beslist dat Rusland onder andere de Proton draagraket zou leveren voor de lancering van de ExoMars Trace Gas Orbiter in 2016 en de ExoMars robotwagen in 2018. De ExoMars Trace Gas Orbiter ruimtesonde is dus het eerste luik uit het Europese ExoMars project waarmee men uiteindelijk in 2018 een Europese robotwagen tot op het oppervlak van de planeet Mars wil brengen. Na de lancering zal de ExoMars Trace Gas Orbiter zich naar de planeet Mars begeven waar het rond 19 oktober 2016 moet bij aankomen. Vanuit een lage baan om de planeet Mars moet de ExoMars Trace Gas Orbiter (TGO) een inventarisatie maken van de gassen die zich in de atmosfeer van Mars bevinden. Hierbij zal in het bijzonder gekeken worden naar het gas methaan aangezien de aanwezigheid van dit gas erop kan duiden dat er op dit moment nog een bron voor dit gas moet aanwezig zijn. Anderzijds moet de ExoMars Trace Gas Orbiter (TGO) wetenschappers helpen achterhalen of methaan op Mars afkomstig is uit een geologische of biologische bron. Door de hoeveelheden methaan (en andere spoorgassen in de atmosfeer van Mars) heel nauwkeurig te meten en in kaart te brengen, kan de satelliet mogelijk plekken op het oppervlak van Mars aanwijzen waar deze gassen tot stand komen. De ExoMars Trace Gas Orbiter werd gebouwd door de ruimtevaartbedrijven Thales Alania Space en OHB en heeft bij zijn lancering een gewicht van 3,7 ton. Aan boord van deze ruimtesonde bevinden zich verschillende wetenschappelijke instrumenten die samen een gewicht hebben van 115 kilogram. Eén van de instrumenten, het Nadir and Occultation for Mars Discovery (NOMAD) instrument, werd ontwikkeld door een consortium onderleiding van het Belgisch Instituut voor Ruimte-Aeronomie (BIRA). NOMAD is een spectrometer en bestaat uit drie kanalen: SO (Solar Occultation) waarbij het spectrum van de zon doorheen de atmosfeer van de planeet vastgelegd wordt tijdens zonsopgang en zonsondergang, LNO (Limb Nadir solar Occultation) waarbij het instrument rechtstreeks naar het oppervlak van Mars gericht wordt en UVIS wat een UV-kanaal is voor de detectie van ozon en aerosolen. Andere instrumenten aan boord van de ExoMars Trace Gas Orbiter zoals het Atmospheric Chemistry Suite (ACS), de Fine Resolution Epithermal Neutron Detector (FREND) en het Color and Stereo Surface Imaging System (CaSSIS) werden ontwikkeld door Rusland en Zwitserland. Naast het meten van de samenstelling van de atmosfeer van Mars zal de ExoMars Trace Gas Orbiter vanaf 2018 ook een belangrijke taak op zich nemen op vlak van communicatie. Wanneer Europa binnen enkele jaren een robotwagen naar Mars zal brengen, zal de ExoMars Trace Gas Orbiter uiteindelijk dienst doen als communicatiesatelliet voor data relay tussen de Marswagen en de vluchtleiding op Aarde.
De Schiaparelli lander bovenop de ExoMars Trace Gas Orbiter - Foto: ESA
Schiaparelli lander
Naast de ExoMars Trace Gas Orbiter zal er in oktober 2016 ook een speciale lander aankomen bij de planeet Mars. Europa heeft de ambitie om binnen enkele jaren een eigen robotwagen tot op het Marsoppervlak te brengen maar tot heden heeft Europa geen ervaring met het landen op het oppervlak van andere planeten. Om zoveel mogelijk ervaring op te doen en nieuwe technologieën te testen, werd beslist om met de ExoMars Trace Gas Orbiter een experimentele lander mee te sturen naar Mars die de nieuwe technologieën moet demonstreren. De Europese Entry, Descent and Landing Demonstrator Module (EDM) werd genoemd naar de Italiaanse sterrenkundige Giovanni Schiaparelli en is een experimentele lander waarmee de Europese ruimtevaartorganisatie ESA de technologie achter een zachte landing op de planeet Mars zo goed mogelijk wil testen en demonstreren. De technologie die zal gebruikt worden om de Entry, Descent and Landing Demonstrator Module (EDM) tot op Mars te brengen, zal in 2018 ook gebruikt worden om een Europese robotwagen tot op het Marsoppervlak te brengen. De Schiaparelli lander heeft een diameter van 2,4 meter, weegt ongeveer 600 kilogram en is 1,8 meter hoog. Om Schiaparelli zacht te laten landen op het Marsoppervlak zal de lander verschillende fasen doorlopen. Zo zal de lander, gekoppeld aan de ExoMars Trace Gase Orbiter, tot bij de planeet Mars worden gebracht waarna Schiaparelli zich zal losmaken van de ruimtesonde. De lander is op dat moment niet meer controleerbaar en is onderhevig aan de zwaartekracht van de 'rode planeet'. Om er voor te zorgen dat de lander niet opbrandt bij het binnendringen van de Marsatmosfeer werd de lander in een aërodynamisch hitteschild bevestigd dat even later zal worden afgeworpen. Nadat de lander zich in de atmosfeer van Mars heeft begeven, zal het tuig op een hoogte van ongeveer elf kilometer twee parachutes ontplooien. Om de snelheid van het neerdalende tuig nog meer te laten zakken, zal de lander op een hoogte van ongeveer twee kilometer drie kleine stuwraketjes tot ontbranding brengen tot ongeveer één meter boven het Marsoppervlak. Om de impact van de landing vervolgens zo goed mogelijk op te vangen, werd de Schiaparelli lander voorzien van een kreukelbare structuur. Om de landing zo goed mogelijk te kunnen evalueren, werd Schiaparelli voorzien van een Entry and Descent Module Descent Camera (DECA) dat de volledige afdaling en landing moet in beeld brengen. Een zelfde type camera werd eerder ook al gebruikt tijdens de lancering van de Europese Herschel en Planck ruimtetelescopen. De door het Belgische OIP ontworpen DECA-camera op de lander zal elke anderhalve seconde vijftien beelden maken van de landingsplaats. Die worden uiteindelijk na de landing doorgestuurd naar de Aarde. Uiteindelijk moet de Schiaparelli lander terechtkomen in het Meridiani Planum gebied op Mars tijdens het seizoen dat gekenmerkt wordt door stofstormen. Op deze manier hopen wetenschappers meer te leren over deze stormen aangezien de lander werd uitgerust met verschillende instrumenten waarmee men de windsnelheid, vochtigheid, temperatuur en luchtdruk kan meten. Deze instrumenten werden ontwikkeld door wetenschappelijke instituten afkomstig uit het Verenigd Koninkrijk, Finland, Italië, Nederland en Spanje. Indien de afdaling en de landing van de Entry, Descent and Landing Demonstrator Module (EDM) succesvol verloopt, is het de bedoeling dat de lander nog enkele weken lang meteorologische gegevens vanop de planeet Mars naar de Aarde stuurt. Deze fase van de missie kreeg de naam AMELIA (Atmospheric Mars Entry and Landing Investigation and Analysis) en moet wetenschappers vooruit helpen in de studie van de planeet Mars.
Artistieke impressie van de afdaling en landing van de Schiaparelli lander op het Marsoppervlak - Foto: ESA
