Z kosmodromu Bajkonur v pondělí odstartovala ruská raketa Proton M/Briz-M s evropskou meziplanetární sondou TGO ExoMars. Vzlet proběhl zdařile a sonda provedla pomocí stupně Briz-M přípravné manévry pro navedení na meziplanetární dráhu.
O deset hodin později ve 22:30 středoevropského času přišla zpráva z řídicího střediska ESA v Darmstadtu, že byl zachycen první silný signál. O tři minuty později už z rozboru telemetrie bylo jisté, že oba solární panely se vyklopily, začaly se dobíjet baterie a sonda TGO úspěšně zamířila na 141 miliónů kilometrů dlouhou cestu k Marsu.
Start byl velmi ostře sledován. Po svízelích s nosiči Proton v uplynulých letech chtěl Roskosmos napravit silně pošramocenou pověst této ruské rakety a odborníci ESA do startu vložili své naděje na nový průzkum Marsu. K základní družicové sondě TGO (Trace Gas Orbiter) navíc připojili experimentálně zkušební a demonstrační výsadkový modul EDM Schiaparelli (Entry, Descent and Landing Demonstrator Module).
Navedení na základní nízkou parkovací dráhu dopadlo v pořádku a nezklamaly ani další motorové manévry stupně Briz-M, které postupně převedly sondu na dočasnou a předletovou dráhu, z níž se sonda ve večerních hodinách vydala na sedmiměsíční cestu k Marsu, k němuž má doletět v polovině října.
Záhadný metan
Hlavním úkolem mise je měření obsahu metanu a dalších plynů v atmosféře Marsu z oběžné dráhy. Metan je totiž v atmosféře Marsu velkým otazníkem a bez nadsázky také určitou vědeckou záhadou. V atmosféře jej v roce 2003 zjistila evropská sonda Mars Express díky výsledkům měření Planetary Fourier Spectrometru (PFS). Bylo ho však nesmírně málo, pouhá desetimiliontina. Atmosféra Marsu se skládá se z 95 % z kysličníku uhličitého a pouze z 5 % dalších látek.
Ovšem i takové nepatrné množství metanu mohlo vypovídat o sopečné nebo hydrotermální aktivitě, ale sopečná činnost na Marsu až dosud zjištěna nebyla. A protože na Zemi je metan vedlejším produktem biologické aktivity, znamenalo by to, že metan se tedy do atmosféry Marsu uvolnil činností mikroskopických organismů, což by naznačovalo na existenci života. Nemuselo by však jít o původní život, ale třeba o organické látky, které byly na povrch dopraveny při pádech meteoritů nebo meziplanetární hmoty. Opakovaná měření navíc prokázala, že do roku 2006 metan z atmosféry Marsu téměř vymizel.
Do dalšího zkoumání se proto pustilo americké průzkumné vozidlo Curiosity, které je vybaveno nastavitelným laserovým spektrometrem. Od října 2012 se Curiosity opakovaně zhluboka nadechla, aby pomocí aparatury SAM (Sample Analysis at Mars) zkoumala v komůrce prosvícené infračervenými lasery získané vzorky. Byla zjištěna v podstatě zcela zanedbatelná koncentrace metanu. Chris Webster z kalifornské Jet Propulsion Laboratory uvedl, že měření probíhalo od marťanského jara do pozdního léta.
Orbitální sonda TGO (Trace Gas Orbiter)Tříose stabilizovaná sonda o rozměrech 3,2 x 2 x 2 m měla startovní hmotnost 3 732 kg („suchá hmotnost“ bez pohonných hmot je 1 432 kg, z čehož 112 kg připadá na vědecké přístroje. Napájení zajišťují fotovoltaické panely s celkovou plochou 20 m2 a s rozpětím 17,5 m. Jejich předpokládaný výkon na oběžné dráze kolem Marsu je kolem 2000 W. Dominantou konstrukce je parabolická anténa o průměru 2,2 m. Komunikace probíhá v pásmu X pomocí vysílače o výkonu 65 W. Součástí výbavy je také UHF převaděčem pro komunikaci s přistávacími moduly a rovery ESA a NASA. Na kresbě je znázorněno uložení přístrojového vybavení:
 Orbitální sonda TGO (Trace Gas Orbiter). |
Není proto nutné hned zklamaně házet příslovečnou flintu do neméně příslovečného žita, protože výskyt metanu v atmosféře Marsu může být vázán na sezónní vlivy. Curiosity proto pátrá dál. A pokud se přelet první sondy programu ExoMars zdaří bez problémů a hlavní mateřská sonda TGO letos v říjnu zakotví na oběžné dráze kolem Marsu, dostanou vědci dalšího pomocníka. Hlavním úkolem družicové sondy TGO je totiž zkoumání atmosféry a především hledání výskytu metanu. Základní otázkou, kterou si vědci při přípravě položili je, jak se metan do atmosféry Marsu dostává a proč z ní tak rychle mizí.
Hledání mimozemského života
Hlavním cílem rozsáhlého programu ExoMars Evropské kosmické agentury ESA je tedy hledání stop života na Marsu. Proto také dostal pojmenování ExoMars, což je zkratka z „Exobiology on Mars“. V pondělí zahájená etapa je však přes svou náročnost pouze jakousi předehrou. Na „demonstračním“ přistávacím modulu si chtějí odborníci ESA ověřit technologie, které hodlají v budoucnu využít pro další evropské výpravy k Marsu, jejichž vyvrcholením by měla být přeprava vzorku půdy na Zemi.
Pro nejbližší vhodné startovací okno v roce 2018 se chystá mise ExoMars 2018. Ruská výsadková plošina dopraví na povrch Marsu šestikolové průzkumné vozidlo ESA o hmotnosti přibližně 200 kilogramů, vybavené vrtnou soupravou a aparaturou pro analýzu získaných vzorků. Zajímavostí je také česká účast. Na výsadkové plošině, kterou připravuje ruská konstrukční kancelář NPO Lavočkina bude 45 kilogramů vědeckých přístrojů a experimentů, zaměřených na dlouhodobé zkoumání klimatu a atmosféry. Součástí bude vlnový analyzátor WAM, který je dílem vědců z Ústavu fyziky atmosféry AV ČR, vedených profesorem Ondřejem Santolíkem.
Původně se na nynější misi ExoMars 2016 měla podílet také americká NASA, ale z důvodu překročení rozpočtu na program kosmického teleskopu James Webb a vzhledem k prioritě tohoto programu nakonec z mise odstoupila. Pro NASA je to do jisté míry zklamání. Již několik dnů měla být totiž na cestě k Marsu nová americká sonda InSight, jejíž start byl sice plně připraven, ale zklamal seismograf dodaný vědci z francouzského CNES (Centre National d ́Études Spatiales). Francouzům se ho nepodařilo včas dopravit a zklamaní Američané start své sondy museli odložit na další startovní okno v roce 2018 s nadějí, že NASA dostane potřebné desítky milionů dolarů navíc, které si odklad vyžádá.
Experimentální a demonstrační výsadkový modul EDM mise ExoMars 2016 byl pojmenován po slavném italském astronomovi Schiaparellim (1835 - 1910), objeviteli pozoruhodných pravidelných struktur na povrchu, jimž byla později mylně přisouzena funkce ve své době populárních „kanálů“. Své jméno již dostal také chystaný rover pro misi v roce 2018. Nese jméno slavného Luise Pasteura. Nosnou raketou bude opět ruská raketa Proton-M. Pro ESA je tato spolupráce samozřejmě ekonomicky výhodná. Vždyť například na dokončení druhé etapy musí ESA zajistit ještě přibližně 175 milionů eur. Za vypuštění a navedení sondy na dráhu k Marsu převzal finanční odpovědnost Roskosmos.
Stihnou rok 2018?
Přípravy zatím probíhají v pořádku, byť Rusové, na které jsou aktuální termíny zjevně příliš přísné, začali opatrně nadhazovat možnost přesunutí startu mise ExoMars 2018 do dalšího startovacího okna v roce 2020.
Přistávací demonstrační modul EDM SchiaparelliEntry, Descent and Landing Demonstrator Module Modul tvaru válce o průměru 2,4 m a výšce 1,8 m včetně tepelného štítu má hmotnost 600 kg, z toho 5 kg připadá na vědecké přístroje. Pro průlet horními vrstvami atmosféry při prudkém aerodynamickém brzdění slouží tepelný štít, následuje zbrzdění sestupu padákem o průměru 12 metrů a v konečné fázi 9 raketových motorů s tahem každý 400 N (pracovní látkou je hydrazin, tlakovým médiem je hélium). Napájení je zajištěno pouze bateriemi po dobu nejvýše osm dnů. Proto je také modul vybaven pouze základním souborem vědeckých měřících přístrojů. Při sestupu bude modul komunikovat se svou mateřskou družicovou sondou TGO a k retranslaci signálu při vysílání z povrchu poslouží také družicová sonda Mars Express a sondy NASA. Na kresbě je znázorněno uložení přístrojového vybavení:
 Přistávací demonstrační modul EDM Schiaparelli (Entry, Descent and Landing Demonstrator Module) |
Naznačovali to ostatně i šéfové ruské kosmické korporace Roskosmos Igor Komarov a agentury ESA Johann-Dietrich Werner při setkání s novináři v předvečer nynějšího startu v hotelu Alkor na Bajkonuru. Oficiálně však zatím stále zůstává v platnosti původní rok 2018 s tím, že s přistáním roveru Pasteur se počítá v roce 2019, třebaže v prezentaci, která tiskovku na kosmodromu provázela, se už objevilo datum 2018-2020.
Na sondu ExoMars 2016 čeká dlouhá sedmiměsíční cesta, na níž se může potkat s nejrůznějšími nástrahami. Let bude řízen ze střediska ESA v Darmstadtu (ESOC - European Space Operations Center) spojeného s komunikačními stanicemi ESA. Pokud se sonda TGO bezpečně dostane do blízkosti Marsu, oddělí se od ní 16. října výsadkový modul Schiaparelli a po třech dnech samostatného letu, zvládne-li náročný sestup atmosférou, přistane 19. října na povrchu planety v oblasti Meridiani Planum.
Hlavní sonda TGO bude téhož dne navedena na základní výrazně eliptickou oběžnou dráhu kolem Marsu s dobou oběhu 4 soly (dny na Marsu). Poslouží jako retranslační stanice pro přenos signálů modulu Schiaparelli k Zemi, ale může komunikovat také s americkým roverem Curiosity, pracujícím na Marsu již tři a půl roku, a rovněž s vytrvalým americkým roverem Opportunity, který již překonal všechny rekordy a na Marsu úspěšně pracuje 12 roků. Do této akce budou zapojeny také další družicové sondy ESA a NASA, které pracují na oběžné dráze.
V prosinci 2016 sonda TGO pomocí svého motoru změní sklon dráhy na 74° vůči rovníku a doba oběhu se zkrátí na přibližně 1 sol. Bude následovat pozvolné snižování nejvyššího bodu oběžné dráhy pomocí aerobrakingu (brzdění třením o horní vrstvy atmosféry), až se sonda dostane v prosinci 2017 na kruhovou dráhu ve výšce 400 kilometrů. Tehdy začne hlavní část jejího vědeckého programu. Ukončení činnosti sondy TGO se předpokládá v roce 2022.
