Sondy u Marsu

Výzkum Marsu se odehrál ve dvou fázích. V 60. letech proběhla první fáze, ve které závodili USA a SSSR o prestiž. Když SSSR začala zaostávat, tak mise k Marsu zrušila i NASA. Další fáze přišla až s novým tisíciletím, kdy NASA i ESA využívají prakticky každé startovací okno (vhodná poloha Marsu a Země) k vypuštění alespoň jedné sondy. V roce 2014 se k této elitní skupině přidala i ISRO (Indická agentura pro vesmírný výzkum). V současné době zkoumají Mars sondy Mars Odyssey, Mars Reconnaissance Orbiter, Mars Express, MOM, MAVEN a vozítka Opportunity a Curiosity. Vraťme se ale na začátek.

Závody USA a SSSR

První sondu k Marsu se pokusily vyslat Sověti v roce 1962. Ještě čtyřikrát se jim to nepodařilo. Až šestý pokus s označením Mars 1 byl úspěšný, ale po 66 milionech kilometrů se sonda odmlčela. O dva roky později byli úspěšní Američané s Marinery 3 a 4. Mariner 3 zůstal na oběžné dráze ve startovním ochranném pouzdře, které se neotevřelo. Mariner 4 o rok později pořídil prvních 21 snímků Marsu zblízka. Stejný úkol měli i Mariner 6 a 7. K fotografování měli vždy jen krátkou chvilku při průletu. Pak pokračovali dál do vesmíru. Podařilo se jim nasnímat kráterované těleso. Až v roce 1971 pokračovali Sověti ve svém programu úspěšnými sondami Mars 2 a 3, které společně s Marinerem 9 přinesly daleko zajímavější záběry Marsu. Součástí Marsu 2 a 3 byl i sestupový modul. Přistání se podařilo jen druhému z nich, ale po několika minutách se jeho přístroje z dosud neobjasněných důvodů odmlčely. Mariner 9 působil na oběžné dráze Marsu rok, zmapoval téměř celý povrch Marsu, přinesl první detailní snímky Phobosu a Deimosu. V roce 1973 se Sovětům podařilo vypustit hned čtyři sondy k Marsu (Mars 4 až 7). U všech během letu došlo k poruše.

Mariner 4.
Zdroj: commons.wikimedia.org. Under Creative Commons.

Obě americké sondy Viking odstartovaly z Kennedyho kosmodromu: 20. srpna 1975 (Viking 1) a 9. září 1975 (Viking 2). Jejich technická výbava obsahovala: samostatný pohonný systém, brzdící motory, dvě televizní kamery a telekomunikační systém. Při přiblížení k Marsu v roce 1976 byly obě sondy Viking nejprve navedeny na oběžnou dráhu kolem planety. Odtud vypustily přistávací moduly, které na padácích sestoupily na povrch Marsu. Zkoumaly jeho půdu, hledaly známky života, získaly údaje o počasí. Oběžný modul fotografoval povrch Marsu a měsíce Phobos a Deimos. Poslední signály z přistávacího modulu Vikingu 1 byly odvysílání až v listopadu 1982. Tím zkončila první fáze závodů o Mars. V další fázi hraje hlavní roli NASA a její nové heslo rychleji a levněji, které zvolila po neúspěšné a velmi drané sondě Mars Orbiter.

Viking 1.
Zdroj: commons.wikimedia.org. Under Creative Commons.

Mise druhé fáze dobývání Marsu (už nepracující)

Americká sonda Mars Global Surveyor odstartovala 7. listopadu 1996 z floridské základny Cape Canaveral Air Station a jejím cílem byl dlouhodobý průzkum Marsu. Do blízkosti Marsu se dostala 12. září 1997. Od 17. září byla sonda navedena na nižší oběžnou dráhu, tzn. že prolétala i atmosférou Marsu. Sonda nesla CCD kameru s maximálním rozlišením 1,4 metru, radiometr pro měření tepelné emise povrchu, laserový výškoměr apod. Mezi její objevy patří údaje týkající se magnetického pole. 2. listopadu 2006 se sonda odmlčela. Na vině bylo zřejmě špatné nastavení slunečních panelů. Stala se tak ve své době nejdéle pracující sondou u Marsu. Odmlčela se dva dny před svými desátými narozeninami. Za tu dobu poslala 240 000 snímků povrchu s rozlišením 0,5 m, objevila přítomnost minerálu hematitu, který se pravděpodobně formoval ve vodním prostředí.

Mars Pathfinder odstartovala 4. prosince 1996 z floridské základny Cape Canaveral Air Station, k Marsu dorazila 4. července 1997. Cesta dlouhá 497 mil. km trvala 212 dní. Sonda přistála v Ares Vallis v plánované oblasti. Po aerodynamickém brždění byl odhozen tepelný štít a sonda dále sestupovala na padáku. Ve výšce kolem 250 m se nafouklo šest kulovitých vaků o průměru 90 cm, které sondu zcela obalily. Necelých 100 m nad povrchem Marsu se zapálily tři malé motory na tuhé pohonné látky, které pád sondy téměř zastavily. Pak se přesekla lana padáku a Mars Pathfinder dokončil zbývající cestu volným pádem. Náraz byl utlumen nafouknutými balony. Po dopadu se sonda odrazila zpět do výšky asi 15 m a po dalších šestnácti skocích a dvou a půl minutách kutálení se zastavila asi kilometr od místa prvního kontaktu. 6. července bylo vysazeno na povrch vozítko Sojourner o hmotnosti 10,6 kg. Sonda nesla dvojici televizních kamer, soupravu meteorologických přístrojů na měření teploty a tlaku vzduchu, spektrometr na chemickou analýzu hornin. Spojení se sondou se ztratilo 27. září 1997. Nejvýznamnějším vědeckým výsledkem bylo zjištění, že údolím Ares skutečně v dávné minulosti proudila voda.

Vozítko Sojourner.
Zdroj: commons.wikimedia.org. Under Creative Commons.

Japonská sonda Nozomi (jap. naděje) byla vypuštěna 4. června 1998 zvláštním způsobem: vzhledem k malé výkonnosti nosné rakety byla vypuštěna nejprve na velmi protáhlou dráhu kolem Země a dvěma gravitačními manévry u Měsíce na ještě protáhlejší dráhu a nakonec se v prosinci dvěma zážehy vlastního motoru dostala na dráhu k Marsu. Původně měla k Marsu dorazit v říjnu 1998, ale motory běžely o chvíli déle a sonda Mars minula. I když se vědci snažili šetřit palivem, tak došlo k nejhoršímu. Sondě došlo palivo. 14. prosince 2003 minula Mars ve vzdálenosti 1000 km. Nyní obíhá na eliptické dráze s periodou cca dva roky a je oficiálně považována za ztracenou.

Hlavním úkolem americké sondy Phoenix bylo v květnu 2008 přistát na povrchu Marsu a provést výzkum chování a složení vody v polárních oblastech. Přistání pozoroval Mars Odyssey, Mars Explorer i Mars Reconnaissance Orbiter. Phoenix byl nepohyblivý a ke sběru vzorků používal dvoumetrové rameno. Touto rukou se mohl zavrtat až půl metru hluboko. Sonda vydržela pracovat 150 solů (marsovských dní). Pak se kvůli zhoršujícímu počasí odmlčela. Na palubě sondy je speciální DVD s podpisy pozemšťanů, vzkazy, některými knihami a poselstvími vizionářů. DVD by mělo na povrchu Marsu vydržet stovky a možná i tisíce let. Sondě se podařilo prokázat existenci vodního ledu jen několik málo centimetrů pod povrchem.

Umělecká představa přistávacího modulu Phoenix.
Zdroj: commons.wikimedia.org. Under Creative Commons.

Mise druhé fáze dobývání Marsu (stále pracující)

ESA oprášila technologie použité u neúspěšné sondy MARS96 a rozhodla se vyslat svou vlastní sondu k Marsu s názvem Mars Express. Sonda váží téměř tunu, a proto ji musela do vesmíru dopravit ruská kosmická loď Sojuz z kosmodromu Bajkonur. Start proběhl 2. června 2003. K cíli dorazila sonda v prosinci 2003. Na palubě nesla přistávací modul pojmenovaný po lodi Kryštofa Kolumba – Beagle 2. Vše šlo podle plánu, ale po přistání se přistávací modul Beagle neozval a nyní je považovaný za ztracený. Po jedenácti letech ho našla další sonda Mars Reconnaissance Orbiter. Mars Express sloužila jako prostředník k předávání signálu oběma americkým vozítkům a k hledání přistávacího modulu Beagle 2. Hlavním úkolem sondy bylo pátrání po vodě. Podle výsledků výzkumu sondy se voda na Marsu vyskytuje ve směsi se zmrzlým oxidem uhličitým a v polárních čepičkách. Sonda také objevila pod povrchem rezervoár se zmrzlou vodou

7. a 10. června 2003 odstartovaly z mysu Canaveral dvě kosmické sondy s marsovskými vozítky na palubě. Každé váží 185 kg a jména a místa přistání byla vybrána až během letu. Vozítka přistála v lednu 2004 na opačných stranách Marsu; Spirit v kráteru Gusev a Opportunity dohopsal do kráteru na Meridiani Planum, kde kdysi zřejmě vyvěraly minerální prameny. Rychlostí 40 m za den zkoumají své okolí. U Spiritu se za několik dní po přistání objevila softwarová porucha, která vozítku dovolila jen pípat na znamení, že žije. Tento problém se podařilo vyřešit. Problémy se nevyhnuly ani druhému vozítku. Opportunity 26. dubna 2006 uvízl v závěji písku a zcela se ho podařilo osvobodit až po dvou měsících. Vozítko Spirit v roce 2008 mělo za sebou 7,5 km cest po Marsu a více než 100 000 snímků. Jedno z jeho kol se zablokovalo a neotáčelo se. Což se překvapivě ukázalo jako výhoda. Spirit nepohyblivým kolečkem ryl do Marsu brázdu, ve které objevil formu podobnou křemičitým usazeninám, které se na Zemi vyskytují v blízkosti horkých pramenů. Postupně přestalo pracovat Spiritu i další kolečko. Proto bylo celé vozítko nepohyblivé a věnovalo se jen stacionárnímu výzkumu. Mise Spiritu byla v květnu 2011 ukončena. Původně byla plánovaná životnost obou vozítek jen 90 solů. Spirit pracoval 2623 solů. Místem jeho posledního odpočinku se stala plošina Home Plate. Opportunity pokračuje ve svém pohybu a výzkumu, ujel už 18 km. Jako retranslační stanice pro obě vozítka slouží sonda Mars Odyssey.

NASA vyslala 26. listopadu 2011 robotické vozítko Curiosity spolu se sondou Mars Science Laboratory k Marsu. Přistálo v kráteru Gale v jižní rovníkové oblasti. Přistání probíhalo vzhledem k hmotnosti vozítka jiným způsobem než u předchozích. 6. srpna 2012 se přešlo z přeletové dráhy k sestupu na povrch. Po zpomalení vystřelila sonda padák a po chvíli i tepelný štít. Sestup Curiosity k marsovskému povrchu se podařilo natočit kameře umístěné na Mars Reconnaissance Orbiter. Asi 2 km vysoko se od ochranné obálky podáku oddělil létající jeřáb s připojenou Curiosity, zapnul raketové motory a klesal k povrchu. Asi ve výšce 20 m začalo spouštění Curiosity na lanech pod jeřáb. Došlo k vyklopení podvozku a rover měkce přistál na kola. Jeřáb poté zvýšil tah motorů a odletěl havarovat asi 600 m dál. V únoru 2013 došlo k uspání hlavních systémů. Naštěstí má Curiosity dva identické počítače a technikům se podařilo zprovoznit počítač B. Vozítko pracuje dodnes.