La superficie del Pianeta Rosso è di circa 145 milioni di chilometri quadrati. Pertanto, non è difficile immaginare quanto sia difficile per gli scienziati determinare il luogo in cui far atterrare il prossimo veicolo di ricerca su Marte. Nel caso in cui l'obiettivo principale della spedizione marziana sia la ricerca di tracce del passato e possibilmente della vita esistente su un altro pianeta, il successo dell'intera spedizione potrebbe dipendere dalla scelta del luogo di atterraggio. Questo è esattamente il compito che attualmente Roscosmos e l'Agenzia spaziale europea (ESA) devono affrontare. Nel 2018, un progetto congiunto di specialisti di due importanti agenzie spaziali è quello di andare su Marte, un rover chiamato ExoMars.
È stato riferito che il rover sarà dotato di un trapano che lo aiuterà a sollevare campioni di suolo marziano da una profondità di 2 metri. Gli scienziati sperano che con l'aiuto di questo apparato saranno in grado di rilevare la presenza di tracce di attività microbica sul quarto pianeta dal Sole. Nell'ambito dell'attuazione del progetto congiunto russo-europeo per l'esplorazione di Marte, si prevede sia di svolgere ricerche scientifiche precedentemente pianificate sia di risolvere problemi scientifici fondamentalmente nuovi. Aspetti importanti di questo progetto sono lo sviluppo, insieme all'ESA, di un complesso terrestre per la ricezione dei dati e il controllo delle missioni interplanetarie, nonché il consolidamento dell'esperienza di specialisti europei e russi nella creazione di tecnologie per l'esecuzione di missioni interplanetarie. Allo stesso tempo, le parti hanno il diritto di contare sul progetto ExoMars come una tappa importante sulla strada per preparare lo sviluppo del Pianeta Rosso.
Nel 2012, Roskosmos è diventato il partner principale dell'Agenzia spaziale europea nell'implementazione della missione ExoMars. Una delle condizioni per questa cooperazione era la partecipazione tecnica a tutti gli effetti della parte russa nella seconda fase di questa missione. Secondo gli accordi raggiunti tra Roscosmos ed ESA, la Federazione Russa fornirà non solo veicoli di lancio per entrambe le missioni, ma anche alcuni strumenti scientifici per loro, e creerà anche un lander per l'implementazione della seconda missione - ExoMars-2018. Gli ingegneri della Lavochkin Scientific and Production Association saranno impegnati nella creazione del modulo di atterraggio su Marte. Allo stesso tempo, l'Istituto di ricerca spaziale dell'Accademia delle scienze russa (IKI RAS) è diventato il principale esecutore della componente scientifica di questo progetto da parte della Russia.
La prima fase del progetto congiunto denominato "ExoMars-2016" include un modulo orbitale creato dall'ESA, nonché un modulo di atterraggio dimostrativo. Il veicolo spaziale orbitale TGO (Trace Gas Orbiter) è progettato per studiare le piccole impurità di gas nell'atmosfera e la distribuzione del ghiaccio d'acqua nel suolo del Pianeta Rosso. Per questo apparato in Russia, l'IKI RAS crea 2 strumenti scientifici: lo spettrometro di neutroni FREND e il complesso spettrometrico ACS.
Come parte della seconda fase del progetto, la missione ExoMars-2018, una piattaforma di atterraggio (sviluppo russo) e il rover dell'ESA, del peso di circa 300 chilogrammi, saranno consegnati sulla superficie marziana con l'aiuto di un modulo di atterraggio creato da Russian specialisti dell'Associazione scientifica e di produzione Lavochkin.
Di conseguenza, la Russia fornirà per questo progetto:
1. Due veicoli di lancio "Proton-M".
2. Un sistema per entrare nell'atmosfera del pianeta rosso, discesa e atterraggio del rover sulla superficie nel 2018. Per ridurre al minimo i possibili rischi, la Russia sarà impegnata nello sviluppo e nella costruzione della parte "ferro" (cioè strutture meccaniche) e il riempimento elettronico della piattaforma di atterraggio sarà fornito principalmente dall'Europa.
3. Un veicolo spaziale orbitale chiamato TGO riceverà strumenti scientifici russi, compresi quelli creati per la fallita missione russa "Phobos-Grunt".
4. Tutti i risultati scientifici della spedizione congiunta su Marte diventeranno proprietà intellettuale di Roscosmos e dell'ESA.
Inizialmente sono state avanzate una serie di requisiti per un potenziale sito di atterraggio sulla superficie di Marte. Ad esempio, doveva essere un'area del Pianeta Rosso con un insieme di diverse caratteristiche geologiche, inclusa la presenza di rocce antiche, la cui età supera i 3,4 miliardi di anni. Inoltre, gli scienziati sono interessati solo a quelle aree in cui la presenza di grandi riserve d'acqua in passato era stata precedentemente confermata dai satelliti. Allo stesso tempo, grande attenzione è rivolta alla sicurezza del processo di atterraggio, poiché il futuro dell'intero programma può dipendere da questa fase della missione.
Dovrebbe anche tenere conto del fatto che l'atmosfera marziana è instabile e non sarà possibile abbassare il dispositivo fino a un certo punto. La piattaforma di atterraggio entrerà nell'atmosfera marziana a una velocità di 20.000 km/h. Lo scudo termico dovrà decelerare il modulo a una velocità 2 volte la velocità del suono. Dopodiché, 2 paracadute frenanti rallenteranno il modulo di discesa a velocità subsonica. Nella fase finale del volo, l'elettronica controllerà la velocità e la distanza dalla superficie marziana per spegnere i motori a razzo al momento giusto e mettere il veicolo di discesa in una modalità di atterraggio controllata. Allo stesso tempo, è stato riferito che il sistema "Sky Crane", che è stato utilizzato per l'arrivo del famoso "Curiosità" su Marte, non verrà utilizzato per l'atterraggio.
Le condizioni mutevoli in ogni fase della discesa portano al fatto che la zona di possibile atterraggio dovrebbe rappresentare un'ellisse di 104 per 19 km. Questa circostanza esclude quasi immediatamente dall'elenco una serie di luoghi potenzialmente interessanti per gli scienziati, ad esempio il cratere Gale, in cui sta attualmente operando il rover della NASA. A partire da novembre 2013, i principali scienziati della geografia e della geologia del Pianeta Rosso hanno proposto le loro opzioni per potenziali aree di atterraggio.
Di queste aree, ne sono rimaste solo 8, che soddisfano preliminarmente i severi requisiti degli scienziati. Allo stesso tempo, dopo un'analisi approfondita di questi luoghi, 4 di essi sono stati eliminati. Di conseguenza, l'elenco finale dei siti di atterraggio per il rover includeva Hypanis Vallis, Mawrth Vallis, Oxia Planum e Aram Dorsum. Tutte e quattro le località si trovano nella regione equatoriale di Marte.
In un comunicato stampa, Jorge Vago, un partecipante al progetto ExoMars, afferma che la moderna superficie marziana è ostile agli organismi viventi, ma forme di vita primitive potrebbero esistere su Marte quando il clima era più umido e più caldo - nell'intervallo tra 3, 5 e 4 miliardi di anni fa. Pertanto, il luogo di atterraggio del rover dovrebbe trovarsi in un'area con rocce antiche, dove un tempo era possibile trovare acqua liquida in abbondanza. Quattro siti di atterraggio designati da scienziati sono i più adatti per scopi di missione.
Così, sul territorio della Valle Morse e del vicino Altopiano di Oksia, emergono sulla superficie di Marte alcune delle rocce più antiche, la cui età è di 3,8 miliardi di anni, e l'alto contenuto di argilla in questo luogo indica la presenza di acqua qui nel passato. Allo stesso tempo, la valle del Morse si trova al confine tra pianura e altopiani. Si presume che in un lontano passato, grandi corsi d'acqua attraversassero questa valle fino alle zone più basse. Inoltre, i risultati delle analisi effettuate hanno mostrato che la roccia in queste regioni del Pianeta Rosso è stata erosa dall'ossidazione e dalle radiazioni solo negli ultimi centinaia di milioni di anni. Fino a quel momento, i materiali erano stati a lungo protetti dagli effetti di un ambiente distruttivo e dovevano mantenere le loro viscere in buone condizioni.
La Valle Hypanis potrebbe aver ospitato un tempo il delta di un grande fiume marziano. In quest'area, strati di rocce sedimentarie a grana fine ricoprono materiali che sono stati immagazzinati qui per 3,45 miliardi di anni. E il quarto luogo, la cresta dell'Aram, ha preso il nome dall'omonimo canale tortuoso; lungo le rive di questo canale, le rocce sedimentarie potrebbero nascondere in modo affidabile prove della passata vita marziana. La decisione finale sulla scelta del sito di atterraggio per il rover sarà presa solo nel 2017.
