Undersökningen om kraschlandningen av ExoMars Schiaparelli-modul har kommit fram till att motstridig information i omborddatorn gjorde att nedstigningssekvensen avslutades i förtid.

Schiaparelli-posten, demonstratormodul för nedstigning och landning separerad från sitt moderskepp, Trace Gas Orbiter, som planerat den 16 oktober förra året, och kusten mot Mars i tre dagar.

Mycket av den sex minuter långa nedstigningen den 19 oktober gick som förväntat:modulen kom in i atmosfären korrekt, med värmeskölden som skyddar den vid överljudshastigheter. Sensorer på de främre och bakre sköldarna samlade in användbara vetenskapliga och tekniska data om atmosfären och värmeskölden.

Telemetri från Schiaparelli vidarebefordrades till huvudfarkosten, som gick in i omloppsbana runt den röda planeten samtidigt – första gången detta hade uppnåtts i Mars-utforskningen. Denna realtidsöverföring visade sig vara ovärderlig för att rekonstruera den utspelade händelsekedjan.

Samtidigt som orbitern registrerade Schiaparellis sändningar, ESA:s Mars Express orbiter övervakade också landarens bärsignal, liksom Giant Metrewave Radio Telescope i Indien.

Dagarna och veckorna efteråt, NASA:s Mars Reconnaissance Orbiter tog ett antal bilder som identifierade modulen, den främre skölden, och fallskärmen fortfarande ansluten till bakskölden, på Mars, mycket nära den avsedda landningsplatsen.

Bilderna antydde att dessa delar av hårdvara hade separerats från modulen som förväntat, även om Schiaparellis ankomst uppenbarligen hade varit i hög hastighet, med skräp strödda runt nedslagsplatsen.

Den oberoende externa utredningen, ordförande av ESA:s generalinspektör, har nu avslutats.

Den identifierar omständigheterna och grundorsakerna, och ger allmänna rekommendationer för att undvika sådana defekter och svagheter i framtiden. Rapportsammanfattningen kan laddas ner här.

Cirka tre minuter efter atmosfäriskt inträde satte fallskärmen ut, men modulen upplevde oväntat höga rotationshastigheter. Detta resulterade i en kort "mättnad" – där det förväntade mätområdet överskrids – av tröghetsmätenheten, som mäter landarens rotationshastighet.

Mättnaden resulterade i ett stort attityduppskattningsfel av vägledningen, programvara för navigering och kontrollsystem. Den felaktiga attityduppskattningen, i kombination med de senare radarmätningarna, resulterade i att datorn räknade ut att den låg under marknivå.

Detta resulterade i att fallskärmen och bakskalet släpptes tidigt, en kort avfyring av thrusters i endast 3 sekunder istället för 30 sekunder, och aktiveringen av marksystemet som om Schiaparelli hade landat. Ytvetenskapspaketet returnerade ett hushållningsdatapaket innan signalen gick förlorad.

I verkligheten, modulen var i fritt fall från en höjd av cirka 3,7 km, vilket resulterar i en beräknad kollisionshastighet på 540 km/h.

Schiaparelli Inquiry Boards rapport noterade att modulen var mycket nära att landa framgångsrikt på den planerade platsen och att en mycket viktig del av demonstrationsmålen uppnåddes. Flygresultaten avslöjade nödvändiga mjukvaruuppgraderingar, och kommer att bidra till att förbättra datormodeller för fallskärmsbeteende.

"Reläet av data i realtid under nedstigningen var avgörande för att ge denna djupgående analys av Schiaparellis öde, säger David Parker, ESA:s chef för mänsklig rymdfärd och robotutforskning.

"Vi är oerhört tacksamma mot de team av hårt arbetande forskare och ingenjörer som tillhandahållit de vetenskapliga instrumenten och förberedde undersökningarna om Schiaparelli, och beklagar djupt att resultaten försämrades av uppdragets alltför tidiga slut.

"Det fanns helt klart ett antal områden som borde ha ägnats mer uppmärksamhet i förberedelserna, validering och verifiering av posten, nedstigning och landningssystem.

"Vi kommer att ta lärdomarna med oss ​​när vi fortsätter att förbereda oss för ExoMars 2020 rover- och ytplattformsuppdrag. Att landa på Mars är en oförlåtlig utmaning men en utmaning som vi måste möta för att uppnå våra slutmål."

"Intressant, om mättnaden inte hade inträffat och de sista stadierna av landningen hade varit framgångsrika, vi skulle förmodligen inte ha identifierat de andra svaga punkterna som bidrog till olyckan, " konstaterar Jan Woerner, ESA:s generaldirektör. "Som ett direkt resultat av denna undersökning har vi upptäckt de områden som kräver särskild uppmärksamhet som kommer att gynna 2020-uppdraget."

xoMars 2020 har sedan dess passerat en viktig granskning som bekräftar att den är på väg att möta lanseringsfönstret. Efter att ha blivit fullständigt informerad om projektets status, ESA:s medlemsstater vid den mänskliga rymdfärden, Microgravity and Exploration Program Board bekräftade sitt engagemang för uppdraget, som inkluderar den första Mars-rover dedikerad till att borra under ytan för att söka efter bevis på liv på den röda planeten.

Meanwhile the Trace Gas Orbiter has begun its year-long aerobraking in the fringes of the atmosphere that will deliver it to its science orbit in early 2018. The spacecraft has already shown its scientific instruments are ready for work in two observing opportunities in November and March.

In addition to its main goal of analysing the atmosphere for gases that may be related to biological or geological activity, the orbiter will also act as a relay for the 2020 rover and surface platform.