План предусматривает использование российской ракеты-носителя "Протон-М", несущего модуля ЕКА и российского посадочного модуля (большая часть научного оборудования на посадочном модуле Российского производства), который доставит марсоход (часть оборудования на нем также нашей разработки) на поверхность Марса. После мягкой посадки марсоход, питаемый энергией от солнечных батарей, будет в течение шести месяцев (218 солов) проводить работы по поиску существования прошлой или настоящей жизни на Марсе. «Трейс Гас Орбитер», запущенный в 2016 году, будет работать в качестве спутника-ретранслятора для поддержания связи с марсоходом.

«ЭкзоМарс» (англ. ExoMars) — совместная программа Европейского космического агентства (ЕКА) и российской госкорпорации «Роскосмос» по исследованию Марса, основной целью которой является поиск доказательств существования в прошлом и настоящем жизни на Марсе.

«ЭкзоМарс-2016» состоит из орбитального («Трейс Гас Орбитер») и спускаемого («Скиапарелли») апаратов. Первый космический аппарат был запущен 14 марта 2016 года ракетой-носителем «Протон-М» c космодрома Байконур. 19 октября 2016 года «Трейс Гас Орбитер» успешно вышел на орбиту спутника планеты, тогда как мягкая посадка «Скиапарелли» на плато Меридиана не удалась. «Трейс Гас Орбитер продолжает работать и понадобится также в качестве спутника-ретранслятора для поддержания связи с марсоходом. Два из четырех научных приборов на борту TGO созданы в ИКИ РАН и представляют российский вклад в проект.

«ЭкзоМарс-2022» состоит из перелётного модуля, спускаемого аппарата (десантного модуля), а также переходника с системой отделения спускаемого аппарата от перелётного модуля. Спускаемый аппарат обеспечивает понижение скорости посадочной платформы с установленным на ней марсоходом путём последовательного использования аэродинамического торможения и парашютов.

Автоматический марсоход «Розалинд Франклин» («Rosalind Franklin») с комплексом научной аппаратуры «Пастер» («Pasteur»). Разработка ESA, участие России в комплексе научной аппаратуры.

Задача экспериментов на борту марсохода — тщательно изучить район, где сядет марсоход, с геологической точки зрения, с помощью оптических камер различного разрешения, спектрометров, радара и аналитических приборов. Бур на борту марсохода способен брать образцы грунта с глубины до 2 метров. Два из девяти научных приборов созданы в ИКИ РАН и представляют российский вклад в проект.

Посадочная платформа «Казачок» («Kazachok») с комплексом научной аппаратуры, который включает тринадцать научных приборов, большинство из которых создаются в России. Два прибора созданы в Европе и представляют европейский вклад в проект. Посадочный модуль разрабатывается научно-производственным объединением им. С.А. Лавочкина.

Задачи:

• провести фотосъёмку в месте посадки;
• выполнить долговременный мониторинг климата и атмосферные исследования;
• исследовать распределение подповерхностной воды в месте посадки;
• изучить круговорот летучих веществ между грунтом и атмосферой;
• провести мониторинг радиационной обстановки;
• исследовать внутреннее строение Марса.

Место посадки марсохода должно удовлетворять нескольким требованиям. Здесь должны быть заметны следы действия воды в геологическом прошлом Марса, так как именно вода считается важнейшим условием для появления жизни. Во-вторых, ландшафт должен быть достаточно разнообразным, чтобы марсоход мог исследовать различные образования вблизи места посадки — предполагается что аппарат за 218 марсианских дней преодолеет около двух км. В-третьих, надо соблюсти требования к безопасности посадки. Район должен быть достаточно низким, чтобы при спуске дополнительным тормозом стала атмосфера, и ровным. Учитываются и типичные скорости ветра.

Местом посадки выбрана равнина Оксия (Oxia Planum) расположена вблизи экватора в северном полушарии Марса, к востоку от равнины Хриса, около границы высокогорных регионов и низменностей. По имеющимся данным, здесь не очень много крупных ударных кратеров, но достаточно много сухих русел, которые сливаются в более крупные по направлению к более низкой равнине Хриса.

Район посадки — эллипс 120х19 км внутри неглубокого кратера. Здесь на поверхность выходят филлосиликаты (глинистые породы), обогащенные железом и магнием. Над ними лежит слой темного вещества, возможно, вулканического происхождения, которые подвергался эрозии на протяжении последних 100 миллионов лет. Нижний слой, по имеющимся данным, не претерпевал изменений, связанных с температурным режимом или метаморфизмом. Внутри эллипса посадки нет существенных возвышенностей, и, по имеющимся данным, рельеф достаточно ровный для посадки.

Оборудование миссий

Экзомарс 2016

• Спектрометрический комплекс АЦС/ACS (Atmospheric Chemistry Suite) для исследования атмосферы. Разработка ИКИ РАН. Научный руководитель: член-корреспондент РАН Олег Игоревич Кораблёв (ИКИ РАН).
• Нейтронный детектор ФРЕНД/FREND (Fine Resolution Epithermal Neutron Detector) для поиска водородсодержащих соединений в верхнем слое грунта. Разработка ИКИ РАН. Научный руководитель: д.ф.-м.н. Игорь Георгиевич Митрофанов (ИКИ РАН).
• Спектрометрический комплекс NOMAD (Nadir and Occultation for MArs Discovery) для исследования атмосферы.
• Комплекс камер для проведения стереосъёмки поверхности CaSSIS (Colour and Stereo Surface Imaging System).

«ЭкзоМарс-2022»
Оборудование ровера:

• Комплекс камер для панорамной съёмки поверхности PanCam (The Panoramic Camera).
• Инфракрасный спектрометр ИСЕМ/ISEM (Infrared Spectrometer for ExoMars) для исследования поверхности Марса. Разработка ИКИ РАН. Научный руководитель: член-корреспондент РАН Олег Игоревич Кораблёв (ИКИ РАН).
• Комплекс камер CLUPI (Close - UP Imager) для получения снимков высокого разрешения с близкого расстояния.
• Радар для исследования состава грунта WISDOM (Water Ice and Subsurface Deposit Observation On Mars).
• Нейтронный спектрометр АДРОН-РМ/ADRON-RM для регистрации нейтронного альбедо и поиска водорода и водородсодержащих соединений в грунте. Разработка ИКИ РАН. Научный руководитель: д.ф.-м.н. Игорь Георгиевич Митрофанов (ИКИ РАН).
• Спектрометрический прибор Ma_MISS (Mars Multispectral Imager for Subsurface Studies) для исследования состава грунта в месте взятия проб.
• Видимый и инфракрасный спектрометр MicrOmega.
• Рамановский спектрометр RLS (Raman Spectrometer).
• Комплекс масс-спектрометров MOMA (Mars Organic Molecule Analyser).

Комплекс научной аппаратуры на борту посадочной платформы «Казачок»:

• Радио-научный эксперимент LaRa (от LAnder RAdio-science experiment) будет изучать внутреннюю структуру Марса, и делать точные измерения вращения и ориентации планеты путем мониторинга двухсторонних доплеровских сдвигов частот между посадочной платформой и Землей. Он будет также регистрировать изменения углового момента за счет перераспределения масс, таких как перенос льда из полярных шапок в атмосферу. Аппарат разработан в Бельгии.
• Обитаемость, вода, облучение и температура Habitability, Brine, Irradiation and Temperature (сокр. HABIT) — инструмент для измерения количества водяного пара в атмосфере, суточных и сезонных колебаний температуры воздуха и почвы, а также измерения УФ-излучения. Разработан в Швеции.
• Метеорологический комплекс (METEO-M). Разработан в России. Комплекс содержит:
  • Датчики давления и влажности (METEO-P, METEO-H). Разработаны в Финляндии.
  • Датчики излучения и пыли (RDM). Разработаны в Испании.
  • Датчик анизотропного магнитного сопротивление для измерения магнитного поля (AMR). Разработан в Испании.
• Магнитометр MAIGRET. Разработан в России. Прибор содержит волновой анализатор — модуль (WAM), разработанный в Чехии.
• Набор камер для оценки окружающей среды на месте посадки (TSPP). Разработан в России.
• Блок электроники для сбора научных данных и управления научной аппаратурой (BIP). Разработан в России.
• Фурье-спектрометр для атмосферных исследований, включая регистрацию малых составляющих атмосферы (метан и т. д.), мониторинг температуры и аэрозолей, а также исследование минералогического состава поверхности (FAST). Разработан в России.
• Нейтронный и гамма-спектрометр с блоком дозиметрии для исследования распределения воды в поверхностном слое грунта и элементного состава поверхности на глубине 0,5-1 м (ADRON-EM). Разработан в России.
• Многоканальный диодно-лазерный спектрометр для мониторинга химического и изотопного состава атмосферы (M-DLS). Разработан в России.
• Пассивный радиометр для измерения температуры поверхности до глубины 1 м (PAT-M). Разработан в России.
• «Пылевой комплекс» — комплекс приборов для исследования пыли вблизи поверхности, включающий ́ударный датчик и нефелометр, а также электростатический детектор (Dust Suite). Разработан в России.
• Сейсмометр СЭМ (SEM). Разработан в России. Главный исследователь: Анатолий Борисович Манукин (Институт космических исследований РАН, Россия). Прибор СЭМ это не только широкополосный сейсмометр, но и гравиметр-наклономер. Он способен записать полный спектр сейсмических сигналов — и марсотрясения, вызванные охлаждением литосферы, и сотрясения от метеоритных ударов. Благодаря высокой чувствительности сейсмометра к низким частотам появляется возможность регистрировать периоды собственных колебаний и поверхностные волны, генерируемые атмосферными процессами
• Газовая хроматография-масс-спектрометрия для анализа атмосферного (MGAP). Разработан в России.

Масса марсохода 310 кг., масса посадочной платформы составляет 827,9 кг, включая 45 кг научных приборов.

Срок активного существования:

• марсоход – 6 мес.;
• посадочная платформа – 1 год.

Источник энергии
Солнечные батареи и аккумуляторы. Комплекс автоматики и стабилизации представляет собой электронный блок, в задачи которого входит обеспечение научной аппаратуры электрической энергией от первичных (солнечных батарей) и вторичных (аккумуляторных батарей) источников электропитания. Разработан и изготовлен компанией «Информационные спутниковые системы имени академика М. Ф. Решетнёва».

Ранее Россия изучала возможность использования радиоизотопных термоэлектрических генераторов (РИТЭГ) для питания научных приборов, а также радиоизотопных нагревателей для поддержания тепла в модулях на замерзшей марсианской поверхности.