Ob 13.50 je bila s Cape Canaverala na Floridi (ZDA) izstreljena raketa Atlas V proizvajalca United Launch Alliance. Proti Marsu je poslala odpravo Mars 2020, sestavljeno iz roverja Perseverance in malega vijakarja Ingenuity. Zaščitena v vesoljskem plovilu sta švignila neposredno proti sosednjemu planetu Marsu, ki je to poletje ugodno blizu Zemlji.

V varnem načinu delovanja

Izstrelitev je minila brez težav, prva in druga stopnja sta svoj del opravili z odliko in plovilo poslali Marsu naproti. Toda okoli 17.30 po našem času je Nasa iz telemetrije razbrala, da se je Mars 2020 umaknil v t. i. varni način delovanja, piše v sporočilu za javnost. To samodejno stori, če zazna kar koli nenavadnega, in čaka na ukaze z Zemlje. Inženirji domnevajo, da se je plovilo na senčni strani Zemlje preveč ohladilo, kar naj bi sprožilo varnostni protokol. Mars 2020 se je sicer vrnil iz sence in temperatura se je dvignila, Nasino osebje pa ga bo poskušalo čim prej vrniti v normalno stanje.

Video: Posnetek izstrelitve

Rover bo potoval dobrih sedem mesecev. Ob prihodu ne bo izgubljal časa z utirjanjem v kakršno koli orbito, temveč bo planil neposredno proti tlom. S hitrostjo 27.000 kilometrov na uro bo udaril v Marsovo ozračje. Takrat se bo začelo že dobro znanih sedem minut groze, ko gre lahko marsikaj po zlu. In pogosto tudi gre, čemur priča to, da so v 70 letih zgodovine raziskovanja vesolja na Marsu pristale le ZDA, enkrat deloma uspešno pa še Sovjetska zveza.*

• ^{S precej drobnjakarstva bi med delno uspešne lahko uvrstili britanski Beagle 2.}

Perseverance bo uporabil enak dostavni mehanizem kot Curiosity leta 2012. Večino hitrosti bo izgubil med prodiranjem skozi ozračje, pri čemer ga bo varoval debel toplotni ščit. Del pojemka bodo zagotovila padala, na koncu pa bo štafeto prevzel t. i. nebesni žerjav: "marionetni" nastavek, opremljen s protipotisnimi raketami, ki bo roverja, visečega na kablih, počasi spustil do tal.

Video: Predstavitev "sedmih minut groze" z vidika Curiosityja

Odprava je resnično izjemna. Perseverance je namreč najnaprednejši medplanetarni laboratorij vseh časov. S testi ključne opreme bo tlakoval pot za prihod ljudi, iskal bo sledi morebitnega preteklega življenja, opravljal geološke raziskave, nabral pristne vzorce Marsa, ki bodo prihodnje desetletje prišli na Zemljo, in vse skupaj snemal s kar 23 kamerami. S seboj pa bo imel nič manj kot prvi marsovski helikopter. Priča bomo torej prvemu poletu skozi ozračje drugega planeta v zgodovini, kar Nasa primerja s poletom bratov Wright.

Zakaj znova Mars po vseh teh misijah?

Mars je kot sosednji planet že relativno dobro pokrit s sondami. Že samo ta trenutek je tam osem orbiterjev in en rover. Pred dnevi sta bila izstreljena še dva marsovska satelita, pa še dodatno vozilce. Zakaj vesoljske agencije vztrajajo z novimi in novimi odpravami, ki stanejo stotine, pa tudi milijarde evrov (samo Perseverance je stal skoraj dve milijardi)?

Razloga sta dva. Prvi je najočitnejši: Mars je Zemlji sosednji planet, ima kamnito površje za pristajanje in robot se na njem ne stali, kot bi se na Veneri. Drugi: iskanje življenja. Človeštvo že dolgo bega vprašanje, ali smo edino življenje v vesolju – ali pa se je nemara razvilo še kje, nemara prav na Marsu?

Dozdajšnje odprave so prispevale le majhne koščke sestavljanke odgovora. Postavljale so posamezne stopničke, celoten vzpon pa še čaka. S sondami Mariner v 60. letih prejšnjega stoletja so dognali, da je Mars sicer mrzla puščava, toda prepredena s suhimi rečnimi strugami in drugimi dokazi nekdanjega obilja vode. Prva popolnoma uspešna pristajalnika Viking 1 in 2 sta leta 1976 odkrila spojine, ki bi potencialno lahko bile gradniki življenja, a pri tem sprožila več vprašanj kot dala odgovorov.

Dvajset let pozneje se je po rdečih tleh popeljal prvi rover v zgodovini, Nasin Sojourner, s čimer so bili postavljeni tehnološki temelji za slovita roverja, Spirit in Opportunity, ki sta pot začela približno takrat, ko se je začelo pokrivanje znanosti in tehnologije na MMC-ju (2003). En je deloval kar do leta 2019, ko ga je ugonobila peščena nevihta. Duh in Priložnost sta bila planetarna geologa. Pobliže sta si ogledala različne kamnine in našla minerale, ki so lahko nastali samo ob prisotnosti vode. Danes potokov in jezer ni, predvsem zato, ker je tlak Marsove atmosfere prenizek za dolgotrajen obstoj tekoče vode.

Logično je torej, da je Mars nekoč imel precej bogatejše ozračje. Kaj ga je osiromašilo, poskušata ugotoviti orbiter Maven (2013), gledajoč plinske molekule, ki bežijo v vesolje; pa pristajalnik InSight, ki posluša potrese in s tem "gleda" notranjo strukturo planeta, od koder bi moralo izvirati globalno magnetno polje, zaščitnik ozračja pred Sončevim vetrom, a ne. Že dolgo leti Mars Reconnaissance Orbiter (2006), ki spektroskopsko preučuje površje in s tem "bere" kemično sestavo. Na koncu imamo obstoječi rover Curiosity (2013), še naprednejšega geologa. Ta išče sledi nekoč ugodnih razmer za razvoj življenja in njegovih temeljnih gradnikov. Oboje je v kraterju Gale našel.

Nekaj dozdajšnjih lekcij

Vse te misije so dale koščke sestavljanke, iz katerih je mogoče marsikaj sklepati. Že skoraj neovrgljiva je ugotovitev, da je bil Mars nekoč bogat z vodo. Toliko je je bilo, da bi po ravni površini prekrila celoten planet v 137 metrov debeli plasti. Ker je seveda površje razgibano, bi najbrž prekrila večji del severne poloble, pri čemer bi največja lokalna globina znašala 1,6 kilometra. Voda se najde tudi danes: v polarnem ledenem oklepu, pod njim v obliki podmarsnih jezer, drugod v obliki zakopanih ledenikov, tudi Marsova prst, čeprav suha, še vedno skriva okoli 30 litrov vode na kubični meter. Celo na kot poper suhem površju so videli nekaj, kar je izgleda kot sveže strugice, pojav so Nasini znanstveniki interpretirali kot sledi občasnih hudournikov tekoče vode. (S tem se ne strinjajo vsi, saj bi lahko bile sledi posledica sublimiranih plinov, ki bi se valili navzdol in pri tem povlekli nekaj prahu.)

Rekonstrukcija preteklosti kaže, da je Mars imel več sto milijonov relativno toplih, vlažnih let s primerno atmosfero, in to ravno v času, ko se je na Zemlji dejansko porajalo življenje. Pozneje je ugasnilo njegovo magnetno polje, nenehen piš Sončevega vetra pa je počasi odnašal ozračje. Kot bi vsak dan ukradli belič iz blagajne – skozi čas se nabere.

Naposled je postal rdeča, prašnata, negostoljubna Antarktika. A kaj se je dogajalo v uvodnem, ugodnem obdobju? Dozdajšnje stopničke vodijo v smer, da bi se življenje na Marsu nekoč lahko razvilo, in ne le to, se morda tudi ohranilo. V zemeljskih jamah so našli mikrobe, ki so se v skrajnih razmerah, brez kisika, brez hrane ohranili skozi eone. Tudi Mars ima jame in podpovršne rove ... Še več, prav pred kratkim je završala znanstvena raziskava, ki nakazuje, da naj bi mikrobi globoko v glini brez hrane preživeli kar 100 milijonov let.

Vse to so delovne hipoteze, vredne obravnave.

Perseverance, najnaprednejši rover do zdaj

Na tej točki v zgodbo vstopi Nasin najnovejši rover. Njegov ključni cilj bo najti biomarkerje oziroma neposredne kazalnike življenja. Sicer se bo ukvarjal tudi s preučevanjem nekdanjih razmer, a sveti gral je najti neposredno sled biološkega. Kraj, kjer bo pristal, je za to več kot primeren. Gre za krater Jezero, kjer je nekoč dejansko obstajalo jezero, vanj pa se je izlivala tudi reka.

Perseverance bo pohajkoval prav po nekdanjem izlivu reke oziroma delti. Zemeljsko življenje naj bi nastalo na dnu morja, o čemer pričajo mineralne strukturice, ki jih je za sabo pustilo. Marsovska geneza bi se lahko dogodila na dnu takšnega vodnega telesa, ki naj bi obstajalo okoli 400 milijonov let. Dodaten plus je prisotnost reke, ki je v krater prinašala usedline, te bi lahko prekrile in potemtakem ohranile morebitne fosilne ostanke ali pa organske ogljikovodike. Krater ima veliko gline.

Rover jih bo iskal (pa še marsikaj drugega) s sedmimi znanstvenimi instrumenti. Površje bo premerjal s številnimi kamerami, skupno jih je kar 19. Z radarjem, ki bo prodiral vsaj deset metrov v tla, bo preverjal njihovo strukturo: plasti, gostoto, kamne, pa morebitne nanose ledu ali celo kakšne slanice. V okolico bo vrtal, robotska roka pa bo vzorce nosila v notranjost. Imel bo spektroskope, s katerimi bo na daljavo preverjal kemijo okoliškega površja, iščoč biomarkerje; pa laser, s katerim bo zanimivejše točke lahko sežgal, kar bo razkrilo še več.

Priprave na kolonizacijo

In tu pridemo do drugega ključnega cilja odprave: ne preteklo, temveč prihodnje življenje. Nasa že dolgo bobna, da bo poslala človeka proti Marsu v prihodnjem desetletju. Če naj človek tam preživi ali celo ostane zdrav, se bo treba še marsikaj naučiti, marsikatero tehnologijo razviti. Za začetek je dobro vedeti, kakšno je tam – vreme. Perseverance je zato opremljen z malo meteorološko postajo, ki bo merila temperaturo, vlago, hitrost in smer vetra ter sevanje z neba. Marsovo ozračje in neobstoječe globalno magnetno polje pomenita manko zaščite pred škodljivimi delci Sonca in treba je vedeti, koliko jih je, kako energizirani so. Na roverju bodo pritrjeni štirje različni vzorci materiala za obleke in kos vizirja, ki jih bodo nosili marsovski kolonisti. Skozi čas bodo razkrili svojo odpornost na sevanje, prah in temperaturne spremembe.

Nadalje bo na vozilu nič manj kot mala tovarnica kisika. To je instrument MOXIE, pravzaprav "obrnjena" gorivna celica. Gorivne celice navadno pretvarjajo vodik in kisik v vodo, pri tem pa proizvajajo električno energijo. MOXIE pa bo s pomočjo električne energije ogljikov dioksid (CO₂) ločeval na ogljik in kisik. Ta je priročen za dihanje in gorenje. Napravo so preizkušali na Mednarodni vesoljski postaji, kjer je dobro služila, ne pa nujno na tem planetu. Če bo MOXIE učinkovit, namerava Nasa na Mars poslati precej večjo različico, ki bo polnila rezervoarje kisika za prišleke.

Video: Nasin pregled instrumentov

Prvi marsovski vijakar

Odprava Mars 2020, katere del je Perseverance, vključuje še en element zgodovinske narave. To je dvokilogramski helikopterček Ingenuity. Z njim namerava Nasa opraviti prvi polet v ozračju katerega koli drugega planeta v zgodovini. Nameščen je na dnu roverja, Perseverance ga bo spustil na tla in se odpeljal stran, nakar bo helikopter pognal dva vijaka, ki se vrtita v nasprotni smeri s hitrostjo 2400 obratov na minuto, in se odpravil naokoli. Če bo seveda šlo. Ozračje Marsa ima le odstotek gostote Zemljinega pri morski gladini in nudi le malo vzgona. Letenje tam ni mačji kašelj. Na JPL-ju razmere primerjajo z višino 30 kilometrov pri nas, tja pa ne more noben zemeljski helikopter. Vijakar je opremljen s 13-megapikselsko kamero, kakršno najdemo v prenosnih telefonih, s katero bo ovekovečil okolico. Zmožen bo le krajših, predvidoma največ petminutnih poletov, in se redno vračal k roverju. Ker je zgolj preizkusni prototip, nima nobenih znanstvenih instrumentov.

Takšni troti bi človeškim priseljencem še kako koristili.

Video: Nasina predstavitev

Ušesa na Marsu

Perseverance je opremljen z dvema mikrofonoma, kar pomeni, da bomo Mars prvič slišali. Mikrofona sicer nista tam zgolj zaradi radovednosti, temveč sta prvenstveno namenjena snemanju spusta skozi ozračje in pristanka, kar so dragocene informacije za inženirje in načrtovalce vesoljski misij. Pravzaprav bo celoten spust ovekovečen tudi na videu, česar do zdaj nismo uzrli. Seveda bo Nasa mikrofon uporabljala tudi na tleh, s čimer bo človeštvo imelo stalna "ušesa" na Marsu.

Približek zvoka je sicer posredno zagotovil pristajalnik InSight. Opremljen je z občutljivim seizmometrom za tresljaje tal, zazna pa lahko tudi tresenje panelov sončnih celic zaradi vetra, kar se "sliši" takole:

Mikrofon je bil nameščen v sklopu dveh vesoljskih odprav, obeh marsovskih, a nobenkrat ni bil koristen. Mars Polar Lander je leta 1999 propadel ob pristanku z mikrofonom vred, primerek na Phoenixu iz leta 2008 pa so preventivno izključili zaradi napake v programski opremi, ki bi lahko ogrozila napravo kot celoto.

Zvok je valovanje medija, denimo zraka ali kakšne druge vmesne snovi, zato seveda obstaja tudi na Marsu. Kako bi zvenel človek, če bi snel čelado in spregovoril besedo ali dve, so pred leti poskušali simulirati na angleški Univerzi v Southamptonu. Če povzamemo, bi tudi huronski krik deloval kot šepetanje. Znižal bi se tudi ton, glas bi bil globlji – kot bi govorili "pošastni Smrkci".

Priprava na vrnitev vzorcev

Perseverance je – kot rečeno – del dolgoročnega načrta za raziskovanje Marsa, ki vključuje dostavo prvih pristnih vzorcev tega planeta na Zemljo. Na našem planetu sicer že imamo koščke Marsa, kamne, ki so iz tega ali onega razloga treščili na naš planet. A ti so spremenjeni in kontaminirani. Perseverance bo zagotovil boljše. Z vrtalno roko bo vzel predvidoma 31 vzorcev prsti in kamnin in jih zapečatil v vsebnike. Slednje bo več let hranil v svoji notranjosti, na neki točki pa jih razdelil po površju. Tam bodo počakali na naslednjo veliko marsovsko odpravo, skupen projekt Ese in Nase Mars Sample Return, ki bo vsebnike pobrala (s pomočjo malega roverja), jih dala v raketo in poslala proti Zemlji enkrat v prihodnjem desetletju. Ni ga čez zemeljski laboratorij.

Razlika med Radovednostjo in Vztrajnostjo

Rover Perseverance je na videz zelo podoben Curiosityju. Narejen je namreč na enaki platformi oziroma vozilu. Nasa je zadovoljna z obnašanjem Curiosityja, in ker ni bilo treba razvijati novega, je prihranila več sto milijonov dolarjev. Spremenjena je predvsem notranjost, saj ima drugačen nabor znanstvenih instrumentov, ki tehta 40 kilogramov v primerjavi s 75 kilogrami na Radovednosti. Povečali in okrepili so dvometrsko robotsko roko. Menjali so tudi aluminijeva kolesa, povečali so jih za 2,5 centimetra in jih drugače strukturirali, da so bolj vzdržljiva. Tista na Curiosityju so se namreč obrabljala hitreje od pričakovanj, v njih so že molele luknje zaradi prečkanja ostrih kamnov.

Iz misije Curiosity so pobrali tudi rezervni plutonijev element in s tem dodatno prihranili. Element bo s pretvorbo toplotne energije jedrskega razpada v električno Perseverance poganjal vsaj 15 let.

Nekaj izboljšav so naredili tudi na pristajalnem sistemu. Digitalni sistem bo pregledoval površje med spustom in sam izbral točno mesto pristanka, temu primerno pa prilagodil trajektorijo.

Videli bomo predvidoma 18. februarja 2021.

Marsoletje

Sorodna novica Arabska sonda leti Marsu naproti

V preteklem tednu sta proti sosednjemu planetu Marsu krenili kar dve robotski odpravi. Prvo so v nedeljo izstrelili Združeni arabski emirati, sicer na japonski raketi H-IIA. Imenuje se Mars Hope oziroma Marsovsko upanje. Gre za relativno enostaven orbiter, ki so ga razvili v tesnem sodelovanju s številnimi zahodnimi institucijami in s pomočjo velikih kupov denarja. Do Marsa bo prispel predvidoma februarja in se utiril v dokaj ohlapno orbito med 22.000 in 44.000 kilometri oddaljenosti. V nasprotju s številnimi drugimi, pri Marsu že prisotnimi sateliti, bo poskušal planet gledati s celovite, globalne perspektive in tako dopolniti človeško poznavanje Marsa. Če bo seveda uspešno prispel in izpolnil svojo misijo. Arabci so se je lotili iz dveh razlogov. Prvi je izključno politični, saj želijo v slogu proslaviti 50 let obstoja države, drugi pa je strateški. Zavedajo se, da naftna ekonomija ni večna, zato poskušajo svoje gospodarstvo narediti bolj raznoliko, predvsem v smislu visokih tehnologij.

Sorodna novica Kitajci začeli drzno odpravo na Mars

Kot drugi so v četrtek prejšnji teden krenili Kitajci. Na raketi Dolgi pohod 5 so izstrelili trojno misijo Tianven-1, sestavljeno iz orbiterja, pristajalnega modula in roverja. Podvig je drzen, saj noben drug narod še ni poskusil vsega trojega opraviti že v prvem poskusu marsovske misije. Navadno se gre po korakih, najprej oblet, nato orbiter, nato pristajalnik, šele tedaj pa rover. Toda Kitajci se lahko že pohvalijo z dvema precej podobnima misijama na Mesec, razvito tehnologijo pa so prilagodili za marsovske razmere, zato je verjetnost uspeha višja. Na Mars nosijo 13 znanstvenih instrumentov, ki bodo iskali morebitne sledi življenja, iskali vodni led in podobno. Če jim podvig uspe, bodo prispevali k poznavanju Marsa, planeta, kjer so nekoč obstajale življenju primerne razmere, in ki ga človeštvo vidi kot najverjetnejši cilj za kolonizacijo.