Europa har försökt landa på Mars sedan 2003, men inget av försöken har gått helt enligt plan. För ett par månader sedan, ExoMars Schiaparelli landningsdemonstrator kraschade på planetens yta, tappa kontakten med sitt moderskepp. Dock, uppdraget var delvis framgångsrikt, tillhandahålla information som gör det möjligt för Europa och Ryssland att landa sin ExoMars-rover på den röda planeten 2021.

Nu har europeiska forskningsministrar äntligen kommit överens om att ge uppdraget de utestående 400 miljoner euro som det behöver för att genomföras. Mycket står på spel när rovern är redo att på ett unikt sätt borra under den hårda Mars-ytan för att söka efter tecken på det förflutna, eller till och med närvarande, liv. Med det bästa av mänskliga ansträngningar, vi måste lära oss, försök igen och ge inte upp. Som ledare för det internationella Panoramic Camera-teamet på rover, som bland annat kommer att ge ytgeologiska och atmosfäriska sammanhang för uppdraget, Jag är en av många forskare som arbetar mycket hårt för att få det att fungera. PanCam är ett av nio toppmoderna instrument som kommer att hjälpa oss att analysera underjordiska prover.

Anledningen till att det är så svårt att landa på Mars är att atmosfärstrycket är lågt, mindre än 1 % av jordens yttryck. Detta innebär att varje sond kommer att sjunka mycket snabbt till ytan, och måste bromsas. Vad mer, landningen måste göras autonomt eftersom ljusets färdtid från jorden är tre till 22 minuter. Denna fördröjda överföring betyder att vi inte kan styra den snabba processen från jorden. NASA och Ryssland har haft sina egna problem med landningar tidigare, innan de spektakulära framgångarna med de amerikanska uppdragen Viking, Stigfinnare, Anda, Möjlighet, Phoenix och nyfikenhet.

Lärdomar

Europas första försök att landa på Mars var med Beagle 2 på juldagen 2003. Tills nyligen hade det sista vi sett av landaren den 19 december, 2003 – avbildad strax efter separationen från Mars Express-moderskeppet. Mars Express själv var en stor framgång, går in i omloppsbana den 25 december samma år och fungerar sedan dess. Det har revolutionerat vår kunskap om Mars med stereobilder, mineralkartläggning, studier av plasmaflykt från planetens atmosfär och den första upptäckten av metan.

Nyligen, Beagle 2-landaren avbildades av NASA:s Mars Reconnaissance Orbiter på ytan – lockande nära framgång, med endast en av de fyra solpanelerna kvar outplacerad. Tyvärr, kommunikationsantennen var under den viktiga panelen, förhindra kommunikation med Mars Express och jorden. Beagle 2 har förmodligen opererats i minst en dag eller två, och kan ha tagit sitt första panorama med vårt stereokamerasystem och dess popup-spegel.

Sedan, den 19 oktober i år, Schiaparelli försökte landa. Med hjälp av lärdomar från Beagle, detaljerade data överfördes under nedstigningen, efter separation från moderskeppet ExoMars Trace Gas Orbiter. De tidiga delarna var framgångsrika – vi vet att de värmeskyddande plattorna gjorde sitt jobb när de kom in i den tunna Mars-atmosfären, och att fallskärmen sattes in som planerat.

Men då, oväntad snurrande rörelse upptäcktes av okänd anledning, fallskärmen kastades ut tidigt och retroraketerna avfyrades kort. Trots höjdmätare och hastighetsmätningar, styrdatorn ombord blev förvirrad (mättad) under en sekund lång period och trodde att Schiaparelli redan hade nått ytan. Tyvärr, farkosten var fortfarande 3,7 km hög, retroraketerna stängdes av tidigt och Schiaparelli föll till ytan – träffade i över 300 km/h. Fler lärdomar, den svåra vägen. Eftersom kontrollerna nu vet exakt vad som gick fel, de använder de överförda uppgifterna för att avgöra varför och ta reda på hur man undviker att det händer igen.

Under tiden, Trace Gas Orbiter gick framgångsrikt in i Mars-banan. Förra veckan skickade den sina första fantastiskt lovande bilder och data från sitt första nära Mars-möte. Dess slutliga bana kommer att vara en 400 km cirkulär bana som ska uppnås i mars 2018. Detta kommer att innebära en knepig, bränslefri bromsprocess som kallas "aerobraking" (som innebär att rymdfarkosten dras genom toppen av atmosfären för att använda friktionen från gasmolekylerna för att bromsa den).

Rymdfarkostens uppdrag är att ta reda på mer om de överraskande spårgaserna, inklusive metan. Metan bör inte finnas i Mars atmosfär, eftersom det bryts upp av solljus på tiotals till hundratals år, så det måste finnas en källa till det där nu. De möjliga alternativen är båda spännande – det kan antingen vara geotermisk aktivitet eller mikrobiella livsformer.

Söker efter livet

Rovern i sig är juvelen i kronan på ExoMars-programmet, planerad att lanseras 2020 och anlända 2021. Det finns likheter och skillnader med tidigare landningssystem, som återigen kommer att använda lärdomar från tidigare uppdrag.

Rovern har en unik borr som samlar in prover från upp till två meter under den hårda Mars-ytan. Detta är 40 gånger djupare än något annat planerat – Curiosity-rovern kan bara borra fem centimeter. Detta är nedanför dit ultraviolett ljus och annan strålning från vår sol och galax – som är skadlig för livet – kan nå. Det är det mest troliga av alla planerade uppdrag att äntligen svara på frågan om det fanns, eller till och med är, liv på Mars.

De möjliga landningsplatserna har begränsats av tekniska begränsningar men från ett antal möjligheter återstår nu tre – Oxia Planum, Mawrth Valles och Aram Dorsum. Vid de två första av dessa, data från omloppsbana visar tecken på vattenrika leror (fyllosilikater), och den sista inkluderar en gammal kanal och sedimentära avlagringar – tecken på tidigare vattenerosion. Alternativen kommer att minskas ytterligare under de närmaste månaderna.

Uppdraget är ett av de mest spännande i sökandet efter liv bortom jorden. Tillsammans med Jupiters måne Europa och Saturnus satellit Enceladus, Mars är en av de bästa platserna att titta på. Dessutom, utvecklingen av hårdvaran är god, med industri och akademi som tänjer på teknikens gränser, fullfölja det internationella lagarbete som behövs för att bygga och driva uppdraget, och lära sig att arbeta i superrena rum för att undvika att förorena Mars med marklevande sporer.

Vi lär av det förflutna och planerar för framtiden. Utforskning av rymden är svårt, speciellt på Mars, och vi får aldrig ge upp. ExoMars roveruppdrag kommer att spela en viktig roll internationellt i Mars-utforskningen, och genom att använda lärdomarna från det förflutna är vi redo att hitta svaret på en av mänsklighetens viktigaste frågor – är vi ensamma i universum? Vår rover kanske bara hittar svaret.

Denna artikel publicerades ursprungligen på The Conversation. Läs originalartikeln.