Nadzieja, Wytrwałość i Pytania do nieba. Trzy misje już u progu Marsa

Jako pierwsza w bieżącej turze lotów dotarła w pobliże Marsa sonda wysłana przez Zjednoczone Emiraty Arabskie. Misja Al Amal, znana także pod angielską nazwą Hope (czyli „Nadzieja”) weszła pomyślnie na orbitę wokół Marsa we wtorek 9 lutego ok. godz. 17.15 czasu polskiego (CET).

Sonda ta została wystrzelona z Ziemi 19 lipca chwilę przed północą z japońskiego kosmodromu Tanegasima. Ładunek został zbudowany przez Centrum Kosmiczne im. Mohammeda bin Rashida w Dubaju, we współpracy z uczelniami amerykańskimi. Jej głównym zadaniem będą badania atmosfery Marsa - ma analizować dzienne i sezonowe cykle pogodowe, zjawiska w niskiej atmosferze (np. burze pyłowe), a także różnice pogodowe pomiędzy różnymi obszarami na planecie. Być może arabska sonda dostarczy nowej wiedzy na temat tego, dlaczego Mars traci ulatujące w przestrzeń kosmiczną wodór i tlen.

Al Amal pod względem celów misji budzi skojarzenia z amerykańskim projektem MAVEN i europejskim ExoMars (obie sondy nadal działają). Na swoim pokładzie sonda posiada trzy instrumenty naukowe: multispektralną kamerę wysokiej rozdzielczości z zakresu widzialnego i ultrafioletowego, spektrometr działający w dalekim ultrafiolecie oraz spektrometr podczerwieni.

Rozmiary sondy Al Amal to 2,9 na 2,4 na 2,4 metra, a jej masa sięga 550 kg (bez paliwa). Zasilana jest poprzez panele słoneczne (moc 1800 watów). Ma krążyć po orbicie o parametrach 20 tys. Na 43 tys. km.

Z kolei już dzień później - w środę 10 lutego na orbitę wokół Marsa wejdzie chińska sonda Tianwen-1 (nazwa odwołująca się do historycznego poematu "Pytania do Niebios"). Do jej wysłania Chińczycy posłużyli się własną rakietą nośną Długi Marsz-5 (Chang Zheng-5). Start nastąpił 23 lipca 2020 r. z kosmodromu Wenchang.

Misja ta jest bardziej rozległa - obejmuje orbiter i łazik. Ten pierwszy ma działać przez cały marsjański rok, czyli 687 dni ziemskich. Orbita Tianwen-1 ma być polarna, z wysokością 265 km w punkcie najbliższym względem powierzchni planety i 12 tysięcy km w punkcie najdalszym.

Na pokładzie sondy zamontowano siedem instrumentów naukowych. Są to kamery (dające rozdzielczość z orbity o wysokości 400 km na poziomie 100 metrów oraz 2 metrów), radar, spektrometr, magnetometr i analizatory cząstek.

Poza tym orbiter będzie też przesyłać sygnały z łazika, którego czas misji przewidziano na 90 dni marsjańskich. Na pokładzie pojazdu znalazły się radar, detektor pola magnetycznego, kamera multispektralna, kamera nawigacyjna, instrument do pomiarów meteorologicznych oraz instrument do badania składu skał. Wymiary łazika to 2,6 na 3 na 1,85 metra, a jego masa wynosi 240 kg. Będzie eksplorował obszar o nazwie Utopia Planitia.

Wśród naukowych celów projektu znajdziemy poszukiwania dowodów na istnienie obecnie lub przeszłości życia na Marsie, wykonane map powierzchni planety, badanie składu gruntu, analiza rozmieszczenia lodu wodnego, badania atmosfery (w szczególności jonosfery). Misja ma być też testem technologii przed przyszłą chińską misją, która ma przywieźć na Ziemię próbki gruntu marsjańskiego.

Sam łazik nie otrzymał jeszcze nazwy. Aktualnie trwa publiczne głosowanie na jedną z dziesięciu propozycji (wśród nich jest np. Hongyi, która oznacza to samo co nazwa amerykańskiego łazika Perseverance, czyli „Wytrwałość”).

Największe doświadczenie w badaniach Marsa ma amerykańska NASA. Jej nowy łazik dotrze do celu 18 lutego w ramach misji o nazwie Mars 2020. To następca łazika Curiosity, który nadal jeździ po Marsie. Celem badań Perseverance będzie krater Jezero. Jest to duży krater uderzeniowy o średnicy 49 km. Naukowcy sądzą, że dawno temu znajdowało się w tym miejscu jezioro ciekłej wody.

Wymiary Perseverance wynoszą 2,7 na 2 na 2,2 metra, a jego masa startowa to 1025 kg. Zasilany jest generatorem radioizotopowym o mocy 110 watów.

Jako naukowe cele misji wskazano badania przyjazności dla życia i możliwości zasiedlenia Marsa (identyfikacja dawnych środowisk zdolnych do podtrzymywania aktywności mikrobiologicznej), poszukiwanie biosygnatur (oznak potencjalnego życia), badania próbek gruntu, analizy dla przyszłej misji załogowej (test produkcji tlenu ze składników marsjańskiej atmosfery). Perseverance ma też przetestować drona – sprawdzić czy można efektywnie latać tymi urządzeniami w rzadkiej atmosferze planety.

W okresie przygotowywania misji otrzymano prawie 60 propozycji instrumentów naukowych do zamontowania na łaziku, z których wybrano siedem. Są to spektrometr fluorescencyjny w zakresie rentgenowskim, radar obrazujący obszar podpowierzchniowy, zestaw czujników do pomiarów meteorologicznych, urządzenie do eksperymentalnej produkcji tlenu, kamera do wykonywania zdjęć, analiz chemicznych i mineralogicznych z odległości, stereoskopowa kamera z możliwością przybliżania obrazu, spektrometr ultrafioletowy. Są też dodatkowe kamery oraz – po raz pierwszy w przypadku próbników marsjańskich – dwa mikrofony.

Łącznie w ramach misji Mars 2020 na Marsie znajdzie się aż 25 kamer - 19 z nich będzie pracować na łaziku, 3 na osłonie podczas lądowania, 1 na module lądowania oraz dodatkowo 2 na bezzałogowym systemie latającym (pierwszym tego typu śmigłowcowym dronie na Marsie).

Do łazika przytwierdzono także czip, zawierający prawie 11 milionów imion, które można było nadsyłać w ramach kampanii promocyjnej NASA.

W komunikacji z Ziemią łazikowi pomogą sondy orbitalne MAVEN i Mars Reconnaissance Orbiter (MRO). Projekt Mars 2020 kosztował 2,4 mld USD, a dalsze koszty jego prowadzenia szacowane są na 300 mln USD. Podstawowy czas misji to jeden rok marsjański (687 dni ziemskich).

Opracowanie: PAP/Krzysztof Czart