NASAとESAの新しい共同火星探査プログラムは、2016年と2018年の打ち上げウィンドウから始まる、野心的な新世代の赤い惑星のオービターと着陸機を構築するための合意されたフレームワークの実装を迅速に推進しています。
欧州主導のExoMarsトレースガスミッションオービター（TGM）は、共同イニシアチブの最初の宇宙船に選ばれ、火星への9か月の巡航のためにNASA提供のアトラス5ロケットに搭載して2016年1月に打ち上げられる予定です。目的は、火星の大気中の微量ガス、特に生物学的に重要な意味を持つメタンの発生源と濃度を研究することです。変動する量のメタンが、火星のオービターと地球上の地上の望遠鏡によって検出されました。オービターには、ESAから提供され、進入、降下、着陸デモモジュール（EDM）と呼ばれる小型の静的着陸機が伴う可能性があります。
NASA火星プログラムは、ESAとの新しい合弁事業に合わせて、また現在の国際的な火星探査機と探査機スピリット、オポチュニティ、フェニックスからの最近の発見に基づいて科学戦略をシフトしています（以前の火星のモザイクを参照）。 NASAのNAS本社の火星探査担当ディレクターであるDoug McCuistonは、インタビューで私に次のように語っています。「NASAは、居住可能性を評価し、「生命の兆候を求めて」というテーマに向かって急速に進んでいます。生命を直接見ることは干し草の山の中ではおそらく針ですが、過去または現在の生命の兆候は有機物、メタン源などを通してさらに広がっているかもしれません。」
NASAとESAは、「2010年1月のオービターの機会の発表」を発行し、McCuistonによる一連の科学機器の提案を求めます。 「科学機器は競争的に選択されます。彼らは、主任研究者（PI）としても機能できる米国の科学者の参加を受け入れています。」提案の期限は3か月で、NASAとESAが共同で評価します。機器の選択は2010年7月に発表される予定であり、NASAが資金を提供する機器の全費用の上限は1億ドルです。
「2016年のミッションは、2010年後半または2011年初頭に行われる暫定的なデザインレビューの後も、NASAによって正式に承認される必要があります。それまでの資金は、火星プログラムのNext Decadeウェッジでカバーされます。マクイストンは私に言った。 ESAの閣僚理事会は、「グリーンライト」を与え、8億5,000万ユーロ（12億ドル）の初期予算を正式に承認し、2016年および2018年のミッションのためのExoMarsプログラムの実施を12月17日、フランスのパリのESA本部で開始しました。両方のミッションの資金要件を完了するために、さらに1億5000万ユーロが2年以内に要求されます。
ESAは数年前に発表されて以来、独自のExoMars宇宙船プログラムを繰り返し延期する必要がありました。その理由は、複雑さの増大、予算不足、および技術的課題のために、科学目標のスコープが外れ、着陸した科学ペイロードの重量が減少したためです。 ExoMarsローバーは、当初2009年に発売される予定でしたが、現在は新しいアーキテクチャの一部として2018年に設定されます。
トレースガスオービターは、ESAが以前に提案したExoMarsオービターとNASAが提案したMars Science Orbiterの要素を組み合わせたものです。現在想定されているように、宇宙船は約1100 kgの質量を持ち、およそ115 kgの科学ペイロードを搭載します。これは、その目標を達成するために最低限必要と考えられるものです。機器は、大気中の微量ガスのアイデンティティと非常に低い濃度を検出し、メタンや他の重要な種の空間的および時間的変動を特徴付け、微量ガスの発生源を特定し、それらが生物学的または地質学的プロセスによって引き起こされます。現在の光化学モデルでは、メタンの大気中のメタンの存在や、空間、時間、量の急激な出現と破壊を説明できません。
計画されている機器の中には、微量ガス検出器とマッパー、熱赤外線イメージャー、広角カメラと高解像度ステレオカラーカメラ（1〜2メートルの解像度）の両方があります。 「すべてのデータは共同で共有され、完全なオープンアクセスと惑星データシステムへの投稿に関するNASAのポリシーに準拠します」とMcCuiston氏は述べています。
オービターのもう1つの主要な目的は、2022年までのすべての地上ミッションのデータ中継機能を確立することです。2016年の着陸船と2018年の2つのローバーに始まります。この期間は、火星のサンプルリターンミッションと一致する可能性があります。科学者。
予算が許せば、ESAは将来のミッションのために重要な技術をテストする小さなコンパニオンランダー（EDM）を便乗することを計画しています。 McCuistonは私に次のように伝えました。したがって、MeridianiやGusevのような、大きくて平らで安全なものを期待してください。 NASAは、要求に応じて、ITARの制約内でESAエンジニアリングを支援します。」 EDMは、着陸するためにパラシュート、レーダー、およびパルス液体推進スラスタのクラスターを使用します。
「ESAは、3〜4 kgの積載量で競争力のある機器の募集を計画しています」とMcCuiston氏は説明しました。 「機会の発表は米国の提案者にも開かれるため、米国のPIがいる場合があります。 ESAは、カメラが地面に到達したことを「証明」することを望んでいます。そうでなければ、EDAでNASAに計画される重要な役割はありません。」
着陸船はおそらく気象観測所として機能し、バッテリーの容量に応じて、おそらく8ソルまたは火星日という比較的短命です。 ESAには太陽電池アレイなどの長期的な電源は含まれていないため、表面科学の期間は制限されます。
火星に到着すると、オービターと着陸船は分離します。オービターは一連のエアロブレーキ操作を使用して、最終的に約74度傾斜した高さ400 kmの円形の科学軌道に落ち着きます。
共同火星建築は、昨年の夏に英国のプリマスで開催されたEd Weiler（NASA）とDavid Southwood（ESA）の間の二国間会議で正式に合意されました。 Weilerは、NASAのScience Mission Directorateの準管理者であり、Southwoodは、ESAのScience and Robotic Explorationのディレクターです。彼らは、NASAとESAの火星プログラムを本質的に結びつけ、それぞれのプログラムの責任と目標を説明する火星探査共同イニシアチブ（MEJI）を作成する協定に署名しました。
「火星探査を前進させる鍵は、ヨーロッパとの国際協力です」とワイラー氏はインタビューで語った。 「これらのミッションを個別に行うのに十分な資金がありません。簡単なことが行われ、新しいものはより複雑で高価です。火星科学実験室（MSL）のコスト超過により、将来の火星ミッションに予算上の問題が生じました。 MSLオーバーランを支払うには、2010年度から2014年度までの火星の予算配分から資金を調達する必要があります。
「2016年は、協力するための論理的な出発点です。 NASAが2016年の使命を果たすことができるのは、ヨーロッパと協力すれば2016年の使命です。私たち2人は科学的に同じ目的を持っており、同じタイプのミッションを実行したいので、私たちは一緒に作業することで、さらに多くのことができます。」ワイラーとサウスウッドはそれぞれの科学チームに、現実的で科学的に正当化できるアプローチに出会い、レイアウトするように指示しました。ワイラーは私に、彼の目標と希望は、26か月ごとに発生し、科学の最先端技術を進歩させるあらゆる機会に新しい宇宙船が打ち上げられるエキサイティングな火星の建築を復活させることであると説明しました。 「成功する各ミッションで重要な新しいテクノロジーを実証することは非常に重要です。」
2018年のミッションプランの詳細とその後のフォローアップレポート。
