Exo-Mars est la première mission flagships retenue par l'Agence spatiale européenne. Elle se caractérise d'une part par un volet scientifique d'exobiologie et d'autre part par un volet technique audacieux qui préfigure des missions robotiques plus complexes et le débarquement d'une expédition humaine à la surface de Mars. La sonde Exo-Mars, dont le lancement n'a pas été précisé, se compose d'un orbiter, d'un module de descente, d'un rover de surface et les quatre stations NetLander. Les données scientifiques attendues seront, entre autres, mises à profit par les chercheurs pour déterminer la meilleure façon de procéder pour détecter des traces de vie sur d'autres mondes.

L'orbiter

Exo-Mars rejoindra Mars et se placera en orbite autour de la planète de façon autonome avant de libérer les quatre stations NetLander et le module de descente utilisé pour protéger le rover tout au long de la phase de rentrée atmosphérique et d'atterrissage. Tout au long de la mission du rover et des stations NetLander, l'orbiter sera utilisé comme relais de communications et rejoindra donc une orbite appropriée.

L'orbiteur devra aussi réaliser et qualifier une nouvelle technologie de rendez-vous et d'amarrage, en utilisant pour cible la petite capsule factice du module de descente placée sur une orbite distante de plusieurs centaines de kilomètres. Le vaisseau-mère devra localiser la capsule et la capturer au moyen de ses propres systèmes de détection à longue distance et de navigation embarqués.

Module de descente

L'atterrissage sur Mars est une phase délicate, quelle que soit la mission. C'est pourquoi les initiateurs du projet n'ont pas tranché quant au système d'atterrissage qui équipera le module. Deux concepts ont été retenus. L'un fait appel à un jeu classique de parachutes tandis que l'autre repose sur l'utilisation une structure gonflable d'aérofreinage. En outre, le module de descente est équipé d'un foret pour attraper un bout de sol martien et d'un étage ascensionnel qui placera en orbite martienne l'échantillon recueilli.

Le rover

Complètement autonome, il sera capable de se déplacer sur quelques kilomètres et de s'affranchir sans trop de difficultés des cailloux et autres petits rochers qui parsèment la surface de Mars. Pour cela, il sera équipé de senseurs optiques, d'un logiciel de navigation et de panneaux solaires conçus pour produire l'électricité dont il aura besoin. Sa charge utile sera composée d'un système de forage miniature et de prélèvement d'échantillons et d'une panoplie d'instruments capables de les analyser et de déceler toute trace de vie passée ou présente.