Istraživanje Marsa

Sojourner svojim Alpha Proton X-ray Spectrometerom mjeri stijenu Yogi.

Istraživanje Marsa se vrši već stotinama godina, počevši od izuma teleskopa 1600-tih. Znatno veća mogućnost detaljnijeg posmatranja površine planete je izazvala špekulacije o njenom sastavu, okruženju, pa čak i postojanju života i inteligentnih civilizacija. Misije koje su kasnih 1990-tih upućene na Mars su dovele do znatnog povećanja znanja o njemu. Ove misije su, primarno, imale za cilj geološka, a dijelom i biološka, istraživanja.

Istraživanje Marsa je zauzimalo važno mjesto u svemirskim programima SAD, SSSR-a, Evrope, Rusije; uz određene pokušaje Kine, Japana, Finske i Indije. Desetine letjelica su upućivane na planetu od 1960-tih. Neke od njih su bili lenderi, druge orbiteri a treće roveri. Sve ove misije su imale za cilj prikupljanje podataka o historiji Marsa, ali dijelom i pripremu za eventualno upućivanje brodova s ljudskom posadom. Ova istraživanja treba da pomognu i u predviđanju budućnosti Crvene planete, a dijelom o budućnosti Zemlje.

Zbog kompleksnih inžinjerskih zahtjeva jednog međuplanetarnog leta, misije su imale visoku stopu neuspješnosti, naročito u samim počecima. U početku je otprilike dvije trećine svih misija doživjelo neuspjeh prije kompletiranja zadataka posmatranja (neče čak i prije samog polijetanja sa Zemlje). S druge strane pojedine od njih su označene izuzetno uspješnim, naročito dvojac blizanaca rovera Spirita i Opportunitya koji su radili još dugo nakon vremena predviđenog od strane istraživača.

U aprilu 2012, na površini Marsa je aktivan jedan rover (Opportunity) koji šalje podatke o svojim istraživanjima nazad na našu planetu, a tri orbitera kruže oko Marsa i vrše određena snimanja (Mars Odyssey, Mars Express, i Mars Reconnaissance Orbiter); uz još jedan dodatni rover (Curiosity) na putu.

Marsov sistem

Mars je dugo bio subjektom ljudske fascinacije. Rana teleskopska posmatranja su otkrila promjene u boji površine, što je u početku smatrano vegetacijskim promjenama; kao i određene linearne formacije pripisivane inteligentnom dizajnu. Ova početna nagađanja su pobudila široko interesovanje za Crvenu planetu. Kasnija teleskopska posmatranja su dovela do otkrića Fobosa i Deimosa, polarnih kapa te Olympus Monsa, najveće planine u Sunčevom sistemu. Dodatna posmatranja su ukazala da je Mars, poput Zemlje, stjenovita planeta, formiran otprilike u isto vrijeme kao i ona, te sa samo polovinom njenog prečnika i sa znatno tanjom atmosferom. Površina mu je hladna i podsjeća na pustinju. Bitno je napomenuti da, iako ima samo jednu četvrtinu površine Zemlje, ima površinu kopna gotovo jednaku Zemljinoj. Ovo s obzirom na to da je oko 71% Zemljine površine pokriveno vodom, a tek 29% je kopno.

Količina podataka dobivenih misijama je s poboljšanjem tehnologije rapidno rasla. Na primjer, Mariner 4 je poslao natrag 21 sliku 1960-tih, Mariner 9 7329 slika u 1970-tim.

Pregled

Mars 1M letjelica

Rane sovjetske misije

Program Mars 1M je bio prvi Sovjetski interplanetarni program, koji se sastojao od dvije misije Mars 1960A i Mars 1960B, lansirane u oktobru 1960. Letjelice poslije lansiranja nisu uspjele dostići ni stabilnu orbitu oko Zemlje, tako da je Program završio neuspjehom. Slično su prošle i sljedeće misije Mars 1962A i Mars 1962B.

Mars 1 je predstavljao prvu misiju Sovjetskog programa istraživanja Marsa. Lansiran 1. novembra 1962. godine bio je usmjeren prema Marsu sa namjerom da preleti planetu na udaljenosti od 11.000 km, načini njene fotografije kao i izvrši određena fizikalna mjerenja. Dana 21. marta 1963,na udaljenosti 106.760.000 km od Zemlje izgubljena je komunikacija sa letjelicom zbog kvara na antenskom sistemu.

Slijedile su neuspješne misije Zond 1964A i Zond 2 u 1964. godini, te pokušaj slanja 5-tonskog orbitera u 1969. koji je propao zbog problema sa novodizajniranom Proton raketom.

U 1970-tim Sovjeti su pokušali misijom Kosmos 419 preteći planirane misije iz američkog Mariner programa. Kosmos 419 je trebao biti prvi vještački satelit Crvene planete, ali je i on pretrpio neuspjeh pri lansiranju 1971. Uslijedile su Mars 2 i Mars 3 misije koje su, pored toga što su bile orbiteri, nosile i lendere. Ovi lenderi su postali prvi ljudskom rukom dizajnirani objekti koji su dotakli površinu Marsa. Zbog tehničkih problema nisu uspjeli poslati povratne podatke na Zemlju.

Program Mariner

NASA-in Jet Propulsion Laboratory je 1964. dizajnirao dvije letjelice sa namjerom da iste stignu do planete. Mariner 3 je pretrpio neuspjeh, ali je njegova kopija Mariner 4 uspješno lansiran i preletio 7½-mjesečni put do Marsa. Letjelica je došla do planete 14. jula 1965. i uputila na Zemlju prve fotografije neke druge planete izbliza. Također je dobiveno mnogo drugih podataka; o površinskom pritisku od oko 1% zemaljskog i dnevnim temperaturama od oko 100 stepeni Celzijusa. Nisu detektovana magnetna polja , niti radijacioni pojasevi . Novi podaci su ukazali na potrebu redizajna budućih misija, te pokazali da su uslovi za postojanje života na ovoj planeti puno nepovoljniji od onoga što se ranije mislilo .

U 1969. lansirani su sljedeći u nizu Mariner 6 i Mariner 7. Ovaj put je došlo do problema s Marinerom 7, ali nakon što je to uspješno riješeno (dok je letjelica bila na putu) ovaj je poslao ček i više fotografija nego njegov blizanac Mariner 6. Nakon toga upućeni su sljedeći Mariner 8 i Mariner 9. Pošto je Mariner 8 izgubljen druga letjelica je stigla do Marsa te, zajedno sa sovjetskim Mars 2 i Mars 3 misijama, utvrdila da se odvija planetarna pješćana oluja. Dok je čekao da se oluja smiri Mariner 9 je sačinio snimke Fobosa, a po okončanju oluje snimio je slike Marsa, detaljnije nego ijedne do tada. Neke od ovih fotografija su pružile detaljnije dokaze da je nekada tekuća voda bila prisutna na površini planete.

Program Viking

U okviru Viking programa 1975. su lansirane letjelice Viking 1 i Viking 2. Program se sastojao od dva orbitera i dva lendera. Orbiteri su otkrili da su drevne bujice načinile duboke doline i erodirana područja. Bujice su tekle hiljadama kilometara. Područja ispunjena koritima potoka, ne južnoj hemisferi ukazivala su na to da su na Marsu nekada padale kiše. Primarni cilj misije je bio traganje za dokazima o prisustvu života, te posmatranja meteorološkaih, seizmoloških i magnetnih karakteristika Marsa.

• 
  Aerodinamična ostrva u Lunae Palus kvadratu.
• 
  Ostrva u obliku suza u Oxia Palus kvadratu.
• 
  Saprani obrasci u Lunae Palus kvadratu.
• 
  Lunae Palus kvadrat erodiran velikim količinama tekuće vode.

Mars Pathfinder

Mars Pathfinder je američka letjelica lansirana 4. decembra 1996. godine a sletio je na Mars na Dan nezavisnosti 4. 7. 1997. Sastojao se od lendera i rovera (imena Sojourner), koji je bio prvi rover koji je radio na površini Marsa . Rover je radio samo dva mjeseca, ali je prikupio mnogo podataka i slika značajnih, kako za potragu za životom na Marsu, tako i za eventualnu ljudsku misiju prema toj planeti.

Mars Global Surveyor

Ova slika sa Mars Global Surveyora pokriva površinu prečnika oko 1500 m. Odvodi, slični onima formiranim na Zemlji, vidljivi su iz Newton Bazena u području Sirenum Terra (NASA).

Nova NASA-ina misija, letjelica imena Mars Global Surveyor (ili MGS), je lansirana 1996. godine, a orbitu Marsa je dostigla 1997. Njen primarni zadatak je bio mapiranje Marsa s male visine i započela je u martu 1999. godine, a trajala je gotovo punu marsovsku godinu. Prikupljeni su podaci o površini planete, njenoj unutrašnjosti i atmosferi. Pokazalo se da je MGS prikupio više podataka nego sve ranije misije zajedno. NASA je omogućila pristup ovim podacima svim zainteresovanim .

Pored drugih bitnih saznanja misija je načinila slike usjeka i korita, naizgled načinjenih djelovanjem vode na površini, kao i nekih obilježja koji bi mogli predstavljati rezervoare vode (akvifere). Marsova temperatura je preniska, a atmosfera pretanka da bi voda mogla slobodno teći površinom, ali pojedini naučnici su postavili hipotezu da, u određenim uslovima, voda može teći i načiniti određena obilježja na površini, prije nego što ispari ili se zaledi.

Magnetna mjerenja su pokazala da magnetno polje planete nije globalno smješteno u jezgru, već je lokalno raspoređeno na pojedinim tačkama u kori. Slike mjeseca Fobosa ukazuju na to da mu je površina prekrivena slojem prašine, bar 1 m debelim, što je posljedica čestih meteoritskih udaraca. Također je laserskim snimanjem napravljena prva 3-D slika polarnih kapa planete.

Dana 5. novembra 2006. izgubljen je kontakt sa MGS. NASA je okončala pokušaje za ponovnu uspostavu komunikacije 28. januara 2007.

Odyssey i Express

Loša sreća s misijama je zaustavljena 2001. kada je NASA-in Mars Odyssey orbiter stigao so planete. Misija mu je bila da, upotrebom spektrometra i kamere, traga za prošlim i sadašnjim prisustvom vode i vulkanskih aktivnosti na Marsu. 2002. je objavljeno da je spektrometar gama zraka i neutronski spektrometar detektovao veliko prisustvo hidrogena, što je dalje ukazivalo na prisustvo ogromnih naslaga vodenog leda u gornja tri metra Marsovog tla, unutar 60 ° geografske širine na južnom polu.