Ponowna wizyta na Czerwonej Planecie

Z Ziemi wysłano na Marsa — naszego najbliższego sąsiada w Układzie Słonecznym — dwóch „wywiadowców”. Zgromadzone przez nich dane miały dostarczyć odpowiedzi na podstawowe pytania dotyczące przeszłości geologicznej oraz obecnego stanu Czerwonej Planety.

OD NAJDAWNIEJSZYCH czasów Mars pobudzał wyobraźnię ludzi. Nasi przodkowie czuli, że ten jasny, czerwony obiekt, poruszający się po nocnym niebie znacznie szybciej od innych gwiazd, musi być szczególny. Starożytni Babilończycy, Grecy i Rzymianie nadali tej planecie imiona swych bogów wojny i śmierci, nie wiedząc, że czerwonawe zabarwienie wynika po prostu z tego, iż jest ona pokryta pyłem zawierającym tlenki żelaza.

W bliższych nam czasach astronomowie obserwujący Układ Słoneczny za pomocą coraz silniejszych teleskopów zauważyli, że na naszym czerwonym sąsiedzie występują pory roku, polarne czapy lodowe oraz inne zjawiska podobne do zachodzących na Ziemi. W XX wieku przeprowadzono pierwsze dokładne badania Marsa przy użyciu różnych sond, między innymi orbiterów oraz lądowników, wysłanych przez Stany Zjednoczone i Związek Radziecki. A w lipcu 1997 roku uwagę milionów telewidzów przykuła misja Pathfindera.a

Obecnie informacje o Czerwonej Planecie przekazuje krążąca po jej orbicie sonda Mars Global Surveyor. Chociaż wszystkie te misje dostarczyły mnóstwa danych, sporo istotnych pytań dotyczących Marsa wciąż pozostaje bez odpowiedzi.

Gdzie jest ta woda?

Wspólnym elementem tych pytań jest woda. Naukowcy sądzą, że w odległej przeszłości Mars wyglądał zupełnie inaczej. Uważają, że panował tam cieplejszy klimat, istniała wilgotna atmosfera, a na powierzchni płynęły rzeki. Woda jednak w jakiś sposób znikła i Mars stał się globem suchym, pokrytym pyłem i smaganym wichrami. W porównaniu z nim ziemskie pustynie to kwitnące ogrody. Gdzie się podziała ta woda? Gdzie obecnie na Marsie można znaleźć wodę i w jakiej postaci? Jaki ma ona wpływ na pogodę i klimat planety?

„To zagadka dla detektywa” — mówi Norman Haynes, były szef biura do spraw badań Marsa, działającego przy Laboratorium Napędu Odrzutowego NASA (JPL) w Pasadenie w Kalifornii. „Nie lada wyczynem co do Marsa będzie ustalenie, co się stało z wodą”. Naukowcy mają nadzieję, że już wkrótce zbliżą się do rozwiązania tej zagadki. Mniej więcej co dwa lata, kiedy to położenie Marsa względem Ziemi jest najkorzystniejsze, zamierzają wysyłać specjalne sondy, które stopniowo pomogą rozwikłać marsjańską tajemnicę.

Dwóch ostatnich „wywiadowców” to poruszająca się po orbicie sonda do obserwacji pogody oraz zrobotyzowane laboratorium chemiczne, które pozwoli naukowcom ustalić, co się znajduje pod powierzchnią Marsa. Sondy te nazwano Mars Climate Orbiter i Mars Polar Lander.

Podróż na Marsa

Dnia 11 grudnia 1998 roku sonda Mars Climate Orbiter, wystrzelona z Ośrodka Lotów Kosmicznych imienia Kennedy’ego na przylądku Canaveral na Florydzie, wyruszyła w dziewięciomiesięczną podróż na Marsa. Sonda miała wejść na orbitę na wysokości 400 km i prowadzić obserwacje atmosfery planety, szczegółów jej powierzchni oraz czap polarnych. Badania miały potrwać cały marsjański rok, czyli 687 dni ziemskich.

Rozpoczęcie obserwacji Marsa planowano na 23 września. Tego samego dnia uczeni z Laboratorium Napędu Odrzutowego NASA poinformowali o utracie łączności z sondą. „Przypuszczamy, że sonda nadleciała nad Marsa na niższej wysokości, niż planowaliśmy” — powiedział kierownik misji Richard Cook. „Prawdopodobnie doprowadziło to do utraty próbnika”. Orbiter miał śledzić okresowe zmiany zachodzące na powierzchni planety i dostarczyć uczonym istotnych wskazówek co do jej klimatu w odległej przeszłości.

Naukowcy mają nadzieję, że nie wszystko jeszcze stracone, ponieważ w drodze na Marsa znajduje się następna sonda — Mars Polar Lander. Ta druga sonda została wyniesiona w przestrzeń kosmiczną 3 stycznia 1999 roku i ma dolecieć do Marsa na początku grudnia. Gdzie jednak powinna wylądować, żeby można było uzyskać najlepsze wyniki?

Gdzie wylądować?

Musimy pamiętać, że najważniejsza w badaniach Marsa jest kwestia wody. Gdzie na tej planecie najlepiej byłoby jej szukać? Na Ziemi analizę pogody, klimatu i obiegu wody przeprowadza się przez porównywanie wyników tysięcy obserwacji i pomiarów dokonywanych w wielu miejscach za pomocą bardzo różnych przyrządów. Badania na innych planetach muszą być jednak prowadzone przy użyciu znacznie bardziej wybiórczych metod. Ponieważ nieczęsto nadarza się sposobność bezpośredniego badania powierzchni Marsa, naukowcy muszą się dobrze zastanowić, jakie przyrządy wykorzystać i gdzie je wysłać.

Najlepsze miejsce do badania marsjańskiego klimatu to regiony polarne. Wyglądają one zupełnie inaczej niż usiana odłamkami skalnymi i nosząca ślady wody równina, na której dwa lata temu wylądował Pathfinder. Ale właśnie w pobliżu biegunów występują największe okresowe zmiany pogody. Uważa się, że w wyniku sezonowych burz piaskowych rejony polarne pokrywa cienka warstwa pyłu. Kiedy nadchodzi zima, pył ten zamarza i zostaje przykryty zestalonym dwutlenkiem węgla i zwykłym lodem. Z czasem powstało wiele takich warstw. Ralph Lorenz z Uniwersytetu Stanu Arizona powiedział: „Warstwy te stanowią zapis historii klimatu [na Marsie]”. Specjaliści są przekonani, że zbadanie tych terenów będzie oznaczać wielki krok do przodu w poznawaniu Marsa. Dlaczego? Czym się będzie zajmował lądownik po dotarciu na miejsce?

Zaglądanie pod powierzchnię

Lądownik wyglądem przypomina wielkiego pająka na trzech nogach. Ma metr wysokości i jest wyposażony w dwumetrowe sterowane ramię zakończone łyżką. Jego misja rozpocznie się jeszcze przed wylądowaniem na marsjańskim gruncie. Tuż przed wejściem w atmosferę Czerwonej Planety lądownik wypuści dwie kapsuły wielkości piłek do koszykówki.

Pociski te swobodnie opadną i uderzą w powierzchnię planety z prędkością około 700 kilometrów na godzinę. Zaprojektowano je w ten sposób, że w chwili zetknięcia się z gruntem rozpadną się, uwalniając dwa mikropróbniki, które wbiją się w powierzchnię na głębokość jednego metra, a następnie uruchomią małe wiertła i przeprowadzą analizę składu chemicznego marsjańskiej gleby. Przede wszystkim chodzi o sprawdzenie, czy pod powierzchnią nie ma zamarzniętej wody.

Wkrótce po tych próbnikach na powierzchnię dotrze też lądownik, opadając na spadochronie. Za pomocą kamer i czujników będzie badał pogodę oraz ukształtowanie terenu na Marsie. Lądownik wykona także zdjęcia zarówno w czasie opadania, jak i po wylądowaniu. Dzięki zainstalowanemu na nim mikrofonowi po raz pierwszy zostanie nagrany szum marsjańskiego wiatru. Misja lądownika ma potrwać około 90 dni od momentu opadnięcia na powierzchnię planety.

Głód wiedzy

Naukowcy z pewnością przez całe lata będą analizować dane zebrane w czasie tej misji. Stanowi ona część 16-letniego programu, którego celem jest lepsze poznanie Marsa. Oprócz NASA w przedsięwzięciu tym biorą też udział europejskie, japońskie i rosyjskie agencje kosmiczne. Uczeni mają nadzieję, że przyszłe misje pozwolą pobrać próbki gleby z Marsa i dostarczyć je do przebadania w ziemskich laboratoriach. Być może dzięki temu uda się w końcu odpowiedzieć na pytanie, co się stało z klimatem naszego czerwonego sąsiada, Marsa.

[Przypis]

[Ramka i ilustracja na stronie 15]

Czy życie przybyło z Marsa?

Meteoryt ALH84001 został znaleziony w roku 1984 na Antarktydzie i pochodzi — jak się uważa — z Marsa. W sierpniu 1996 roku kilku naukowców z należącego do NASA Centrum Kosmicznego imienia Johnsona oraz z Uniwersytetu Stanforda oświadczyło, że ten kawałek skały wielkości ziemniaka zawiera poszlaki, choć nie są to wyraźne dowody, świadczące o życiu na Marsie. Mieli na myśli substancje organiczne, minerały oraz skamieniałe drobnoustroje. Wysnuli stąd wniosek, że być może życie na Ziemię dotarło z Marsa.

Obecnie jednak niemal wszyscy inni naukowcy są zgodni co do tego, że meteoryt ten nie uzasadnia poglądu, jakoby życie pochodziło z Marsa. William Schopf z Uniwersytetu Stanu Kalifornia w Los Angeles oświadczył: „Wydaje mi się bardzo mało prawdopodobne, by naprawdę znaleziono ślady jakiejś aktywności biologicznej”. Podobnie wypowiedział się Ralph P. Harvey z Case Western Reserve University: „Chociaż pogląd, iż na Marsie istniało życie, dla wielu z nas jest bardzo pociągający, wydaje się, że ALH[84001] wcale nie dostarcza na to dowodów”.b

[Przypis]

[Ramka i ilustracje na stronach 16, 17]

Czterdzieści lat badań Marsa

◼ W roku 1960 Związek Radziecki po raz pierwszy wystrzelił próbniki, które miały dotrzeć do Marsa. Nie udało się jednak wprowadzić ich na orbitę.

◼ Dnia 14 lipca 1965 roku amerykańska sonda Mariner 4 przeleciała niedaleko Marsa, przekazując na Ziemię zdjęcia i wyniki pomiarów.

◼ W roku 1971 radziecki próbnik Mars 3 wypuścił kapsułę, która dokonała pierwszego miękkiego lądowania na Marsie. W tym samym roku dotarła tam amerykańska sonda Mariner 9, która sfotografowała większą część powierzchni planety oraz dwa małe księżyce Marsa: Phobosa i Deimosa.

◼ W roku 1976 na Marsie wylądowały dwie amerykańskie sondy: Viking 1 i Viking 2. Działały przez wiele lat, prowadząc skomplikowane badania.

◼ W roku 1988 radzieccy uczeni wysłali w kierunku Marsa dwie sondy: Fobos 1 i Fobos 2. Pierwsza z nich miała awarię w trakcie lotu, ale druga dotarła do Marsa i przez kilka dni transmitowała dane.

◼ W roku 1992 USA wystrzeliły próbnik Mars Observer, ale misja ta zakończyła się niepowodzeniem.

◼ Dnia 4 lipca 1997 roku na Marsie wylądowała sonda Mars Pathfinder z pojazdem badawczym o nazwie Sojourner. Z Czerwonej Planety zostały przesłane na Ziemię piękne kolorowe zdjęcia.

[Ilustracje]

Mariner 4

Jeden z lądowników Viking

Fobos 2

[Ilustracja na stronie 15]

Mars Climate Orbiter

[Ilustracja na stronie 15]

Mars Polar Lander

[Ilustracja na stronach 16, 17]

Panorama Marsa, zdjęcie wykonane przez sondę Mars Pathfinder

[Prawa własności do ilustracji, strona 14]

Strona 15: Meteoryt: zdjęcie NASA; tło: NASA/U.S. Geological Survey; sondy: NASA/JPL/Caltech

Strony 16 i 17: Panorama, Mariner 4, lądownik Viking: NASA/JPL/Caltech; planeta: zdjęcie NASA; Fobos 2: NASA/National Space Science Data Center