El año que viene es el año de Marte. ¿Cómo planea ExoMars de la Agencia Espacial Europea detectar vida en Marte?
Durante las fases de lanzamiento y crucero, un módulo de lanzamiento de la ESA transportará la plataforma terrestre y el rover dentro de un recinto protector. Poco después de alcanzar la atmósfera marciana, el módulo de descenso se separará del vehículo de lanzamiento. Durante la fase de descenso, el escudo térmico protegerá la carga útil del intenso flujo de calor. Paracaídas, hélices y sistemas de amortiguación frenarán el vehículo y permitirán un aterrizaje controlado en la superficie marciana.
Los objetivos científicos de ExoMars son:
? Busque signos de vida pasada o presente en Marte.
? Estudie las fuentes de agua subterránea poco profundas para determinar si hay agua presente, ya sea en forma líquida o en otra forma.
? Investigar los gases traza en la atmósfera marciana y sus fuentes.
Las actividades anteriores se llevarán a cabo de acuerdo con la política de protección planetaria de la ESA, que está en línea con las recomendaciones para la protección planetaria en el espacio. Otro objetivo de ExoMars es proporcionar servicios de retransmisión de datos a módulos de aterrizaje en la superficie marciana a través del TGO Tracking Gas Orbiter hasta finales de 2022.
La nave espacial compuesta SCC de 2,9 toneladas fue desarrollada por la empresa italiana Thales Lenya Space bajo un contrato de la Agencia Espacial Europea. El módulo portador CM y el módulo de descenso DM de 2 toneladas proporcionados por Roscosmos transportarán el módulo de sonda a Marte de 350 kilogramos proporcionado por la Agencia Espacial Europea.
El módulo de aterrizaje es una plataforma de superficie utilizada para estudiar el entorno marciano en el lugar de aterrizaje. El módulo de aterrizaje tiene una vida prevista de 2 años terrestres e incluirá 65.438+02 instrumentos: cámara TSPP4, conjunto meteorológico MTK, radiómetro RAT-M, magnetómetro MAIGRET, detector SAM, instrumento de geodesia Laura Mars, instrumentos de investigación PK Dust, m-dls atmosférico. espectrómetro láser, espectrómetro de Fourier de gases traza, módulo de análisis de gases mgak Mars, espectrómetro de análisis de polvo adron-em y sensores de humedad y radiación.
ISEM, Espectrómetro Infrarrojo de ExoMars
ISEM es un espectrómetro infrarrojo que puede detectar con un haz de lápiz. Medirá la radiación solar en el rango del infrarrojo cercano y realizará una evaluación ambiental general de la mineralogía de la superficie en las proximidades del rover de Marte. El instrumento se montará en el mástil del rover y funcionará junto con cargas útiles científicas como la cámara panorámica PanCam y la cámara de alta resolución HRC. ISEM estudiará la mineralogía y petrología de la superficie marciana en las proximidades de la sonda y la combinará con otros instrumentos de teledetección.
Los científicos están particularmente interesados en minerales hidratados como filosilicatos, sulfatos, carbonatos y otros minerales. El instrumento puede cubrir el rango espectral de 1,15 a 3,30. El cabezal óptico ISEM está montado en el mástil y su caja electrónica está ubicada en el móvil. Además, la masa del ISEM es de 1,74 kg.
ISEM está montado en el mástil del rover junto con la cámara de alta resolución PanCam y la cámara gran angular WAC. A través de la estructura de traslación e inclinación del mástil, el ISEM puede apuntar en una dirección específica en azimut y elevación. En funcionamiento normal, PanCam y WAC con un campo de visión de 37×37 tomarán imágenes de un panorama grande, mientras que PanCam HRC con un campo de visión de 5×5 tomarán imágenes de varios objetivos en el panorama en alta resolución.
Los principales objetivos científicos del ISEM son:
? Busque y estudie minerales que contengan grupos hidroxilo o agua.
? Estudio geológico y estudio de los minerales y rocas más superficiales de la superficie de Marte.
? Identifique y mapee las estructuras en el lugar de aterrizaje que muestren signos de erosión hídrica.
? Evaluación en tiempo real de la composición de la superficie en áreas seleccionadas para respaldar la identificación y selección de las ubicaciones de perforación más prometedoras.
? Dentro de un período de observación limitado, se deben estudiar en la medida de lo posible las características del polvo atmosférico y los cambios en la composición de los gases atmosféricos.
Ma_MISS, generador de imágenes de investigación subterránea multiespectral de Marte
El experimento Ma_MISS es un espectrómetro miniaturizado VNIR de infrarrojo cercano visible transportado por el sistema de plataforma de sonda Franklin ExoMars 2020. ¿Ma_MISS realizará una reflectancia del espectro infrarrojo entre 0,4 y 2,2? m, la profundidad de la pared del pozo excavado es de entre 1 cm y 2 m según las características mineralógicas. Aprovechando las características de movimiento de la sarta de perforación, la ranura del instrumento escanea la sarta de perforación para crear una imagen hiperespectral del pozo. El objetivo principal del instrumento Ma_MISS es estudiar el entorno del subsuelo de Marte. En el lugar de aterrizaje de ExoMars 2020, los sedimentos subterráneos pueden contener y preservar hielo de agua y materiales hidratados, lo que nos ayudará a comprender la información sobre el agua en Marte.
El rango espectral y las capacidades de muestreo de Ma_MISS se seleccionaron cuidadosamente para permitir el estudio in situ de minerales y otros materiales antes de recolectar muestras. Ma_MISS está ubicado dentro del taladro del rover ExoMars Franklin, el instrumento más cercano a la superficie de Marte. Ma_MISS tomará imágenes de las paredes del pozo creadas por la perforadora para estudiar la mineralogía y la formación de rocas marcianas. Esto proporcionará información valiosa para el estudio de capas geotécnicas subterráneas. La distribución y el estado de los minerales relacionados con el agua también ayudarán a describir el entorno físico de Marte.
Ma_MISS ilumina la pared cilíndrica del agujero a través de una ventana situada en la herramienta de perforación. Captará la luz reflejada, analizará su espectro y transmitirá datos de poroestratigrafía a la computadora del rover para su posterior análisis y de regreso a la Tierra.
Detector Automatizado de Radiación de Neutrones
ADRON-RM es un proyecto ruso seleccionado por la Agencia Espacial Europea para una misión de aterrizaje conjunta. Roscosmos ha diseñado ADRON-RM, un espectrómetro pasivo compacto de estrellas de neutrones, para estudiar el agua y los elementos de neutrones a lo largo del camino de la sonda ExoMars.
A bordo del detector, ADRON-RM medirá la variabilidad espacial del flujo de neutrones en la superficie marciana. El instrumento también continuará monitoreando el componente de neutrones del fondo de radiación, aumentando nuestra comprensión de la radiación de la superficie de Marte, lo que servirá de base para futuras misiones humanas a Marte.
Los principales objetivos de la investigación científica de ADRON-RM incluyen:
? Medición de la distribución volumétrica del contenido de hidrógeno a lo largo de ubicaciones de plataformas fijas y estaciones móviles.
? Evaluar la composición volumétrica de los principales elementos absorbentes de neutrones del suelo a lo largo de ubicaciones de plataformas fijas y conductores de flujo.
? Monitoree el componente de neutrones del fondo de radiación natural y estime el resplandor de neutrones en la superficie de Marte a partir de los rayos cósmicos GCR y los eventos de partículas solares SPEs.
ADRON-RM es un módulo integrado cuyos principios y diseño se derivan del instrumento de albedo dinámico de neutrones DAN de la misión MSL Mars rover de 2011 de la NASA. DAN consta de dos unidades independientes integradas a ambos lados del detector, a saber, el generador de neutrones pulsados y la unidad de detección. DAN puede funcionar en modos de medición activos y pasivos. En modo activo, el generador de neutrones pulsados de ADN/PNG produce 2? s pulsa neutrones de alta energía.
CLUPI, Close-Up Imager
CLUPI en el rover ExoMars es una potente cámara en color de alta resolución diseñada para visualización de primeros planos desde muchos ángulos en una plataforma móvil Disponible para elegir de. El objetivo científico del instrumento es describir las características geológicas de las rocas en función de su estructura y color y buscar posibles firmas biológicas. CLUPI obtendrá imágenes en primer plano de rocas, puntas de perforación y otros datos mediante el estudio del entorno geológico.
El sistema de cámaras capturará imágenes de rocas y materiales sueltos con gran detalle, con resoluciones que van desde decenas de micras hasta unos pocos centímetros. Estas imágenes ayudarán a los científicos a determinar entornos, como entornos acuáticos, entornos volcánicos y más.
Otro objetivo muy importante del CLUPI es descubrir la morfología y características biológicas de las rocas. Hay muy pocas especies microbianas primitivas que puedan existir en Marte, todas más pequeñas que una micra o más grandes que unas pocas micras, pero sus colonias bacterianas y biopelículas son mucho más grandes. Es posible que se conserven rastros de estas características en las rocas marcianas como residuos de carbono. CLUPI es también un generador de imágenes con capacidades de enfoque desde 10 cm hasta el infinito. Para dar una imagen en color, la cámara tiene tres capas de píxeles: rojo, verde y azul.
MOMA, Analizador Molecular Orgánico de Marte
El objetivo del instrumento MOMA montado en el rover de Marte es analizar compuestos orgánicos volátiles y refractarios en la superficie marciana y en los sedimentos subterráneos. El MOMA debe volatilizar la materia orgánica antes de que pueda ser detectada por el espectrómetro de masas Sra. ¿Cómo volatilizar la materia orgánica? Existen dos modos de funcionamiento: inducción por evaporación o descomposición termoquímica y volatilización.
El MS, su electrónica de conducción y su electrónica principal son desarrollados conjuntamente por GSFC, el Centro de Vuelo Espacial Goddard de la NASA, el Laboratorio de Investigación de Física Espacial de la Universidad de Michigan y Battelle Engineering. La electrónica del controlador láser está integrada en el MPS y el cabezal láser LH está diseñado y construido en el LZH del Laser Center Hannover. Además, el MOMA es el instrumento más grande entre las sondas exo-Marte.
Micro Image System
MicroOmega es un microscopio hiperespectral visible e infrarrojo cercano diseñado para estudiar la estructura y composición de muestras marcianas que se alojarán en el Small Analytical Laboratory Instrument superior de ExoMars. ¿El rango espectral es probablemente de 0,5 a 3,65? m, el rango de muestreo del espectro es 0,95 ~ 3,65? m.MicrOmega ha podido identificar la mayoría de los componentes minerales.
MicrOmega se utiliza principalmente para identificar la composición mineral y molecular de muestras marcianas a escala de partículas. MicrOmega, junto con los espectrómetros MOMA y RLS recién mencionados, analizarán las características de las muestras recolectadas, especialmente la materia orgánica que puedan contener. Los datos combinados de estos instrumentos serán importantes para describir los procesos geológicos, el clima y el medio ambiente pasados y presentes de Marte y, en particular, ayudarán a determinar la evidencia de la presencia de carbono o agua.
Cámara panorámica
PanCam puede cooperar con otras cargas útiles científicas para establecer los antecedentes geomorfológicos del mapa de superficie para esta misión. El diseño de PanCam incluye un par de cámaras WAC estéreo de gran angular, cada una con una rueda de filtros de 11 posiciones, y una cámara HRC de alta resolución para la investigación de alta resolución de texturas de rocas a largas distancias. Se colocan cámaras y componentes electrónicos en la plataforma del experimento óptico para proporcionar una interfaz mecánica entre el mástil del rover y la barrera protectora del planeta.
PanCam también respaldará las mediciones científicas de otros instrumentos rover. Capturará imágenes de alta resolución de lugares de difícil acceso, como cráteres o paredes de roca. También puede monitorear muestras perforadas, luego ingerirlas y molerlas en el rover para su análisis.
Espectrómetro láser Raman
El espectrómetro Raman es una conocida tecnología analítica basada en la dispersión inelástica de la luz monocromática incidente. Tiene muchas aplicaciones en laboratorios e industria, pero rara vez se utiliza en el espacio.
El instrumento Raman de ExoMars 2020 consta de tres unidades principales: un espectrómetro de transmisión acoplado a un detector CCD, una caja electrónica, un láser para controlar las funciones del instrumento, un cabezal óptico con función de autoenfoque y a Instrumento que ilumina y recoge la luz dispersada desde el punto que se está midiendo.
Los instrumentos Raman proporcionan datos potentes para la identificación y caracterización final de minerales y biomarcadores. La espectroscopia Raman es sensible a la composición y estructura de cualquier compuesto mineral u orgánico. Esta capacidad proporciona información directa sobre las características de la vida presente o pasada en Marte, así como sobre los procesos de depósito de rocas ígneas y metamórficas.
Raman también respaldará las mediciones científicas vinculando su información espectral a otros instrumentos espectroscópicos y de imágenes, como el espectrómetro infrarrojo MicroOmega. Además, el instrumento Raman puede medir muestras en cuestión de minutos, liberando muestras seleccionadas para su posterior análisis con otros instrumentos de ExoMars, como el instrumento MOMA.
Radar inteligente de observación de deposición subterránea de hielo de agua
Encontrar evidencia de vida pasada o presente en Marte es el objetivo principal de la misión del rover ExoMars. ¿Dónde se pueden encontrar tales pruebas? Probablemente bajo tierra, donde las moléculas orgánicas no son destruidas por la radiación ionizante.
Como resultado, el GPR inteligente está diseñado para proporcionar una resolución vertical de 3 a 10 metros (resolución de 3 cm), dependiendo de las propiedades dieléctricas del regolito. Este rango de profundidad es muy importante para comprender la evolución geológica de los estratos y la distribución y estado de las aguas subterráneas. Al mismo tiempo, la detección inteligente de minas también proporciona pistas importantes para buscar vida y determinar los mejores lugares para perforar.
Un radar inteligente proporcionará vistas detalladas de las estructuras poco profundas del subsuelo de Marte sondeando su superficie superior.
A diferencia de los sistemas de imágenes tradicionales o los espectrómetros, que se limitan al estudio de superficies en luz visible, el radar de penetración terrestre inteligente puede proporcionar un mapa de fondo geológico tridimensional del terreno cubierto por el rover.
Wisdom utilizará pulsos de radar de penetración terrestre de frecuencia ultra alta (frecuencia que oscila entre 500 MHz y 3 MHz) para estudiar de forma remota las propiedades de las estructuras subterráneas y mapear el subsuelo. Proporcionará mediciones de alta resolución con una resolución vertical de 3 centímetros y una profundidad de 3 metros, complementando la longitud de 2 metros del taladro detector. El instrumento puede enviar y recibir señales a través de dos pequeñas antenas montadas en la parte posterior del rover. Los estudios inteligentes determinarán las mejores ubicaciones de perforación al determinar la naturaleza, ubicación y tamaño de los objetivos potenciales.
De hecho, cuando veas esto, entenderás que no importa cuál sea la carga útil científica de ExoMars, se centra en la búsqueda de materia orgánica o vida en Marte. De hecho, si hay vida en Marte es la cuestión que más queremos explorar los científicos y nosotros. Además, ExoMars también necesita estudiar la estructura subterránea poco profunda y la estructura de la superficie y dibujar algunos mapas profesionales. De esta forma podremos saber si hay rastros de ríos en la superficie de Marte y si hay agua subterránea en Marte.
Se acerca una nueva era de exploración de Marte. El rover de Marte de China, el rover Mars 2020 de la NASA y ExoMars de la Agencia Espacial Europea y Roscosmos son todas misiones destacadas. Prestar atención al medio ambiente y a la vida en Marte es prepararse para futuras misiones humanas a Marte e incluso para la migración a Marte.
Años de preguntas están a punto de revelarse y Marte se convertirá en el planeta que mejor conocemos desde la Luna. Vamos, 2020.