La première mission du programme ESA-NASA ExoMars, dont l'arrivée sur Mars est prévue en 2016, consiste en un Orbiteur et un Module Démonstrateur d'Entrée, Descente et Atterrissage (EDM).

L'Orbiteur et l'EDM seront lancés ensemble par une fusée Atlas V 421 et voleront vers Mars en configuration couplés. Avec l'avantage d'une trajectoire interplanétaire directe vers Mars, la phase de croisière peut être limitée à neuf mois. Lors de l'arrivée autour de Mars, l'EDM sera éjecté vers la planète rouge sur une trajectoire d'entrée hyperbolique.

Le Module Démonstrateur d'Entrée, Descente et Atterrissage donnera à l'Europe la technologie d'atterrissage sur la surface de Mars avec une orientation et une vitesse d'atterrissage contrôlée. La conception de l'EDM maximise l'utilisation de technologies déjà en cours de développement dans le programme ExoMars. Ces technologies incluent : des matériaux spéciaux pour la protection thermique, un système de parachutes, un système radar altimètre doppler et un système de freinage final contrôlé par propulsion liquide.

Après son entrée dans l'atmosphère martienne, le module déploiera un parachute et terminera son atterrissage en utilisant un système en boucle fermée de Guidage, Navigation et Contrôle basé sur un capteur Radar Altimètre Doppler ainsi que des Unités de Mesure Inertielle à bord. Ces dernières guideront le système de propulsion liquide qui réalisera une pose en douceur à la surface de Mars par activation d'un ensemble de propulseurs qui fonctionneront en mode pulsé on-off.

L'EDM doit survivre sur la surface de Mars pendant une courte période (environ 8 sols = 8 jours martiens) en utilisant l'énergie restante dans ses batteries. Les capacités scientifiques de l'EDM sont limitées par l'absence d'énergie à long terme ainsi que l'espace limité et les ressources qui peuvent être installées dans le module ; néanmoins un ensemble de capteurs scientifiques sera inclus pour réaliser des expériences scientifiques de surface limitées et dont le processus de sélection est en cours.