Vägen som ExoMars 2022 kommer att följa för att nå den röda planeten är fastställd. Den bana som kommer att ta rymdfarkosten från jorden till Mars på 264 dagar förutser en landning på Mars yta den 10 juni 2023, runt 17:30 CEST (15:30 UTC).

Vädret på Mars, typen av bärraket och fysikens lagar som styr planeterna bestämde ett 12-dagars uppskjutningsfönster med start den 20 september 2022.

Effektiva orbitalöverföringar, bra kommunikationer och inga stora dammstormar vid marshorisonten gör den valda banan till det snabbaste och säkraste valet.

Att välja den bästa vägen

När man konfronteras med hur man tar sig till Mars, Europeiska och ryska lag måste jonglera med många faktorer. Uppdragsanalysteamet vid European Space Operations Center (ESOC) i Tyskland tog hänsyn till prestandan hos Rysslands protonkastare för att identifiera ett antal möjliga banor.

"Vi hade flera överföringsbanor att välja mellan och en rymdfarkost redan byggd för resan, säger Mattia Mercolino, ExoMars huvudsystemingenjör. "Dessa variabler påtvingade oss begränsningar kopplade till makt, temperaturtrösklar och orientering mot jorden under de första stadierna av flygningen, bland andra."

Att kunna kommunicera med rymdfarkosten spelade också en stor roll.

"Ett av alternativen hade ett längre startfönster, men en sämre förbindelse med rymdfarkosten under de första dagarna. Detta val var för riskabelt, speciellt när du vill ha full kontroll i början av uppdraget, " förklarar Tiago Loureiro, Operationschef för ExoMars rymdfarkost.

Den sista banan tar lite längre tid – en vecka till – och uppskjutningssekvensen kräver fler manövrar, men det här handlade inte bara om jordiska begränsningar. "Vi behövde förstå de utmaningar som är unika för vår destination. Mars orbitalegenskaper och dammstormar var avgörande för vårt beslut, säger Tiago.

Ryttare på stormen

Dammstormar är vanliga på Mars, men också svårt att förutse. Årstider spelar en roll, med stormigt väder mer sannolikt att hända under våren och sommaren på södra halvklotet. ExoMars landningsplats är Oxia Planum, ligger på norra halvklotet.

Hotande globala dammstormar tenderar att inträffa ungefär vart tionde år. Den senaste var 2018.

Även om ExoMars kommer att landa utanför dammstormssäsongen, en ansamling av damm på solpanelerna kommer att minska strömförsörjningen och kan till och med tvinga fram en tillfällig avstängning av ESA:s Rosalind Franklin-rover och den ryska ytplattformen, döpt till Kazachok.

"Vi gick igenom ett antal studier och tester för att säkerställa att alla system skulle överleva med minskat solljus vid landning sent på eftermiddagen, och under ytoperationer de följande veckorna, ", tillägger Tiago.

Europeiska forskare vill köra rover på Mars så länge som möjligt. Rosalind Franklin kan klara av regionala dammstormar under några dagar och med lager av fint damm som täcker sina solpaneler.

"En global dammstorm som täcker atmosfären i flera månader skulle med största sannolikhet resultera i roverns död, " varnar Jorge Vago, ESA:s ExoMars roverprojektforskare.

"Det är därför det är så viktigt att uppnå de flesta av uppdragets mål innan den problematiska dammsäsongen börjar, " han lägger till.

Jorden på jobbet

Det tog teamen på ESOC några månaders arbete för att begränsa det slutliga lanseringsdatumet och banan till Mars. "Hela utmaningen är fantastisk - jag tror att jag har det bästa jobbet i världen, säger Tiago.

"Att sjösätta en rymdfarkost, skjuter den över solsystemet, hoppas det landar i ett stycke, distribuera det, köra den på Mars... Och vi kommer att göra allt detta utan lyxen att interagera med rymdfarkosten eller rovern i realtid, " han förklarar.

Att skicka den första europeiska rovern till Mars kräver verkligt lagarbete. Varje kommando har noggrant planerats tillsammans med de ryska partnerna, involverar flera kontrollcenter och länder.

ESA kommer att kontrollera kommunikationen mellan Rosalind Franklin och Kazachok ytplattform under deras första dagar på Mars. Som en del av ExoMars-programmet, Trace Gas Orbiter, som har cirkulerat Mars i nästan fyra år, kommer att fungera som en datareläplattform för att stödja kommunikation.

Några veckor efter landning, och endast när ytplattformen är säker och kan fungera självständigt, ESA kommer att överlåta kontrollen över Kazachok till Roscosmos.