Les missions Arrows sont essentiellement des démonstrateurs technologiques généralement moins coûteux et moins complexes, destinés à réduire les risques inhérents aux missions Flagships plus exigeantes. Tout comme les missions flagships, elles s'inscrivent dans le cadre du programme Aurora.

Février 2003, l'Agence spatiale européenne retenait ses deux premières missions Arrows, un véhicule/capsule de rentrée atmosphérique et un démonstrateur d'aérocapture martienne.

Véhicule/capsule de rentrée atmosphérique

L'ESA prévoit de placer un petit véhicule spatial sur une orbite terrestre fortement elliptique. Il sera propulsé vers la Terre dans des conditions similaires à celles du voyage de retour d'une capsule interplanétaire. Cette mission représente une étape préparatoire indispensable à la réalisation de la mission Flagship de retour d'échantillons martiens.

Exception faite de l'expérience réussie de la capsule ARD (octobre 1998), la phase de rentrée atmosphérique terrestre d'une mission interplanétaire est un domaine de vol complètement nouveau pour l'ESA et ses industriels.

Démonstrateur d'aérocapture en orbite martienne

Cette petite mission aura pour objectif de valider la technologie qui permet de ralentir un véhicule spatial afin qu'il puisse se placer en orbite autour de Mars en utilisant les frictions qui se produisent avec la haute atmosphère. Cette technologie sera ensuite appliquée aux missions flagships, puis à terme aux modules d'une mission humaine. L'utilisation d'une telle technique permet de réduire significativement la quantité de combustible requise pour une mission martienne, donc d'en limiter les coûts et la masse au décollage.