Uusi tutkimusmatka punaiselle planeetalle

Maasta on lähetetty kaksi ”tutkimusmatkailijaa” lähimpään naapuriimme aurinkokunnassa, Marsiin. Tavoitteena on saada vastauksia joihinkin peruskysymyksiin tuon punaisen planeetan geologisesta menneisyydestä ja sen nykytilasta.

MARS on varhaisimmista ajoista lähtien kiehtonut ihmisen mielikuvitusta. Esi-isistämme tuntui, että tuossa kirkkaassa, punaisessa taivaankappaleessa, joka liikkui yötaivaan halki eri nopeudella kuin muut tähdet, oli jotain epätavallista. Muinaiset babylonialaiset, kreikkalaiset ja roomalaiset antoivat planeetalle nimen sodan ja kuoleman jumaliensa mukaan tietämättä, että sen punertava väri kertoi vain rautaoksidipölyn peittämästä maisemasta.

Lähempänä meidän aikaamme tähtitieteilijät suuntasivat aurinkokuntaan päin entistä tehokkaampia kaukoputkia eivätkä voineet olla huomaamatta, että punaisella naapurillamme oli vuodenajat, napajäätiköt ja muita Maasta tuttuja piirteitä. 1900-luvulla Marsista tehtiin ensimmäiset kartoitukset, kun Neuvostoliitto ja Yhdysvallat lähettivät sinne avaruusluotaimia, joihin kuului sekä kierto- että laskeutumisaluksia. Sitten matkaan lähetettiin Mars Pathfinder -luotain, joka vangitsi miljoonien televisionkatsojien huomion heinäkuussa 1997.a

Parhaillaan punaisesta planeetasta kerää tietoja Mars Global Surveyor -luotain. Niin paljon kuin nämä lennot ovatkin kartuttaneet Mars-tuntemusta, monet peruskysymykset odottavat vielä vastaustaan.

Missä vesi?

Nuo kysymykset liittyvät usein veteen. Tiedemiehet arvelevat, että Mars on joskus hamassa muinaisuudessa ollut hyvin erilainen kuin nykyään. He maalaavat kuvan planeetasta, jolla olisi vallinnut lämpimämpi ilmasto ja kostea ilma ja jonka pinnassa olisivat mutkitelleet virtaavat joet. Jotenkin vesi kuitenkin katosi, ja jäljelle jäi kuiva, pölyinen, tuulen pieksemä pallo, jonka rinnalla Maan aavikotkin näyttävät vehmailta. Minne vesi hävisi? Mistä sitä voi löytyä Marsista nykyään ja missä muodossa? Miten vesi vaikuttaa Marsin sääoloihin ja ilmastoon?

”Tämä on salapoliisitarina”, sanoo Norman Haynes, joka on toiminut Yhdysvaltain ilmailu- ja avaruushallituksen NASAn Mars-tutkimusosaston johtajana Jet Propulsion -laboratoriossa Pasadenassa Kaliforniassa. ”Kaikkein kunnianhimoisin haaste Marsissa on saada selville, mitä vedelle tapahtui.” Tiedemiehet toivovat pääsevänsä pian lähemmäksi vastausta. Robottiluotaimia aiotaan lähettää matkaan noin kahden vuoden välein, kun Maa ja Mars ovat sopivassa asemassa toisiinsa nähden, ratkomaan vähän kerrassaan Marsin arvoitusta.

Uusin ”tutkimusmatkailijapari” ovat Marsin napaseutuja kiertävä säätarkkailija ja pinnalle laskeutuva robottikemisti, joka tulee antamaan tutkijoille paremman kuvan Marsin maaperästä. Luotaimet ovat nimeltään Mars Climate Orbiter ja Mars Polar Lander.

Kohti Marsia

Mars Climate Orbiter laukaistiin 11. joulukuuta 1998 Kennedyn avaruuskeskuksesta Cape Canaveralista Floridasta yhdeksän kuukautta kestävälle matkalleen Marsiin. Perillä sen oli tarkoitus jäädä kiertoradalle 400 kilometrin korkeuteen havainnoimaan planeetan kaasukehää, pinnanmuodostusta ja napalakkeja. Tarkkailun piti kestää kokonaisen Marsin vuoden eli 687 maapallon päivää.

Syyskuun 23. päivänä – jolloin kiertoaluksen oli määrä aloittaa Marsin havainnointi – NASAn Jet Propulsion -laboratorion tutkijat ilmoittivat menettäneensä yhteyden alukseen. ”Luultavasti avaruusalus joutui matalammalle kuin luulimme”, sanoi lennon projektijohtaja Richard Cook. ”Mahdollisesti sen vuoksi lento epäonnistui.” Aluksen oli tarkoitus seurata, miten vuodenajat vaihtelevat planeetan pinnalla, ja antaa tutkijoille tärkeitä vihjeitä planeetan ilmaston varhaishistoriasta.

Tiedemiehet toivovat, ettei kaikkea ole menetetty, sillä toinen alus, Mars Polar Lander, on matkallaan kohti Marsia. Se laukaistiin 3. tammikuuta 1999, ja sen on määrä saapua Marsiin tämän vuoden joulukuun alussa. Mihin sen pitäisi laskeutua, jotta se tuottaisi parhaat mahdolliset tulokset?

Mihin laskeutua?

On muistettava, että vesikysymys on keskeisellä sijalla Mars-tutkimuksessa. Missä tuolla planeetalla olisi ihanteellisimmat edellytykset veden tutkimiselle? Maapallolla säätä, ilmastoa ja veden kiertokulkua tutkitaan vertaamalla tuhansien sellaisten yksittäisten tutkimusten tuloksia, joita tehdään monissa eri paikoissa monenlaisin laittein. Muiden planeettojen tutkiminen vaatii kuitenkin paljon valikoivamman menetelmän. Jokainen tilaisuus tutkia Marsia sen pinnalta käsin on harvinainen, joten tiedemiesten on valittava huolellisesti, mitä laitteita lähetetään ja minne.

Marsin ilmaston tutkimisessa ovat ihanteellisia paikkoja napaseudut, jos kohta ne ovat hyvin erilaisia kuin se kivinen tulvamaa, jonne Mars Pathfinder laskeutui kaksi vuotta sitten. Juuri napaseuduilla vuodenajat saavuttavat ääripäänsä. Vuodenaikoja myötäilevien pölymyrskyjen arvellaan levittävän ohuen pölykerroksen navoille. Talven tullen pöly jäätyy hiilidioksidin ja vesijään alle. Ajan myötä on syntynyt monta kerrosta. ”Nämä kerrostumat paljastavat [Marsin] ilmaston historian”, sanoo Ralph Lorenz Arizonan yliopistosta. Asiantuntijat uskovat, että tämän uuden alueen tutkiminen merkitsee isoa harppausta Mars-tutkimuksessa. Kuinka niin? Mitä tuo alus tekee laskeutumisen jälkeen?

Katse pinnan alle

Tällä metrin korkuisella, hämähäkkimäisellä laskeutumisaluksella on kolme jalkaa ja kaksimetrinen robottikäsi, jonka toisessa päässä on kauha. Sen työ alkaa ennen kuin se edes koskettaa Marsin maaperää. Juuri ennen punaisen planeetan kaasukehään tuloa alus päästää irti luotainparin, jonka kumpikin osa on likimain koripallon kokoinen.

Nämä mikroluotaimet putoavat vapaasti Marsin pinnalle ja osuvat siihen noin 700 kilometrin tuntivauhdilla. Luotaimet on suunniteltu siten, että ne jakautuvat iskusta, ja niistä irtoaa kaksi pienempää osaa, jotka uppoavat jopa metrin syvyyteen maaperään. Maan sisässä niistä laukeaa pieniä kairoja ja ne alkavat tutkia Marsin maaperän kemiallista koostumusta. Ensimmäisenä tavoitteena on löytää merkkejä vedestä, jota pinnan alla mahdollisesti piilee jäätyneenä.

Pian sen jälkeen, kun mikroluotaimet ovat saavuttaneet Marsin pinnan, niiden perässä seuraa pääluotain, joka laskeutuu laskuvarjon avulla. Kameroin ja anturoin varustettu alus on suunniteltu tutkimaan Marsin maaperää ja säätä. Se ottaa kuvia sekä laskeutumisvaiheessa että sen jälkeen. Mukana kulkeva mikrofoni äänittää ensimmäistä kertaa Marsin tuulten ääniä. Luotaimen on määrä toimia kolmisen kuukautta laskeutumisestaan lähtien.

Voimakas tutkimisen halu

Tiedemiehiltä menee tietenkin vuosia tällä kertaa saatavan aineiston tutkimiseen ja analysoimiseen. Lennot kuuluvat 16-vuotiseen hankkeeseen, jonka aikana Marsia yritetään oppia tuntemaan paremmin. Ohjelman hyväksi työskentelevät NASAn lisäksi eurooppalaiset, japanilaiset ja venäläiset avaruusjärjestöt. Tiedemiehet toivovat, että tulevaisuuden lennoilla Marsista saataisiin maaperänäytteitä maapallon laboratorioihin analysoitavaksi. Niiden perusteella he voivat ehkä viimein vastata kysymykseen, mitä punaisen naapuriplaneettamme Marsin ilmastolle tapahtui.

[Alaviite]

[Tekstiruutu/Kuva s. 15]

Onko elämä lähtöisin Marsista?

Etelämantereelta löydettiin vuonna 1984 meteoriitti ALH84001, jonka uskotaan olevan peräisin Marsista. Elokuussa 1996 jotkut NASAn Johnsonin avaruuskeskuksen ja Stanfordin yliopiston tutkijat ilmoittivat tuossa perunankokoisessa kivessä olevan merkkejä – ei kylläkään selviä todisteita – siitä, että Marsissa olisi ollut elämää: he olivat löytäneet siitä orgaanisia yhdisteitä, mineraalien jäänteitä ja mikrobien fossiileja. Tämän perusteella voitiin päätellä, että elämä Maassa on saattanut saada alkunsa Marsista.

Nykyään lähes kaikki muut tiedeyhteisön jäsenet ovat kuitenkin yhtä mieltä siitä, että meteoriitti ei tarjoa mitään varmoja merkkejä siitä, että elämä olisi lähtöisin Marsista. ”Minusta on erittäin epätodennäköistä, että he olisivat löytäneet jäänteitä biologisesta toiminnasta”, sanoi William Schopf Kalifornian yliopistosta Los Angelesista. Samoin Case Western Reserve -yliopistossa toimiva Ralph P. Harvey sanoi: ”Vaikka elämä Marsissa on kiehtova ajatus monille meistä, ALH[84001] ei ilmeisesti sisällä siitä juurikaan todisteita.”b

[Alaviite]

[Tekstiruutu/Kuvat s. 16, 17]

Neljäkymmentä vuotta Mars-tutkimusta

◼ Vuonna 1960 Neuvostoliitto laukaisi ensimmäiset planeettaluotaimet kohti Marsia. Ne eivät päässeet kiertoradalleen.

◼ 14.7.1965 amerikkalainen Mariner 4 lensi Marsin ohi ja välitti valokuvia ja mittaustuloksia takaisin Maahan.

◼ Vuonna 1971 neuvostoliittolainen luotain Mars 3 pudotti avaruuskapselin, joka teki ensimmäisen pehmeän laskun Marsiin. Amerikkalaisten Mariner 9 tuli Marsiin samana vuonna ja valokuvasi suurimman osan sen pintaa. Se otti kuvia myös planeetan kahdesta kuusta, Phoboksesta ja Deimoksesta.

◼ Kaksi amerikkalaista luotainta Viking 1 ja Viking 2 laskeutuivat Marsiin vuonna 1976. Ne toimivat vuosia ja tekivät monimutkaisia kokeita.

◼ Vuonna 1988 neuvostotiedemiehet laukaisivat Marsiin kaksi avaruusalusta, Phobos 1:n ja Phobos 2:n. Phobos 1:n lento epäonnistui, mutta Phobos 2 pääsi Marsiin ja lähetti sieltä havaintojaan usean päivän ajan.

◼ Vuonna 1992 Yhdysvallat laukaisi matkaan Mars Observer -luotaimen, jonka lento epäonnistui.

◼ Mars Pathfinder, mukanaan Sojourner-kulkija (Marsmönkijä), laskeutui Marsiin 4.7.1997. Punaisen planeetan pinnalta lähetettiin Maahan hämmästyttäviä värivalokuvia.

[Kuvat]

Mariner 4

Toinen Viking-luotain

Phobos 2

[Kuva s. 15]

Mars Climate Orbiter

[Kuva s. 15]

Mars Polar Lander

[Kuva s. 16, 17]

Mars Pathfinderin ottama panoraamakuva Marsin maisemasta

[Kuvien lähdemerkinnät s. 14]

Sivu 15: meteoriitti: NASA; tausta: NASA/U.S. Geological Survey; luotaimet: NASA/JPL/Caltech

Sivut 16 ja 17: maisema, Mariner 4, Viking-luotain: NASA/JPL/Caltech; planeetta: NASA; Phobos 2: NASA/National Space Science Data Center