To, co jeszcze kilka lat temu uważano za niebezpiecznie ambitne marzenie, dziś jest już konkretną rzeczywistością. Misja na Marsa jest obecnie w zasięgu ludzkiej technologii i jest jednym z najważniejszych przedsięwzięć kosmicznych wszechczasów. Jeśli obecność ludzkości na marsjańskiej ziemi wciąż wydaje się odległym celem, to jej eksploracja za pomocą łazików i sond jest już w pełnym toku, przy czym wykop, jak to się powszechnie określa w środowisku naukowym, przebiega według procedury bardzo podobnej do tej, która zaprowadziła nas na Księżyc w 1969 r..
W każdym razie czwarta planeta Układu Słonecznego fascynuje różne populacje od czasów starożytnych, które z ciekawością obserwowały pozornie nieregularny ruch tego szczególnego źródła światła o intensywnie czerwonej barwie. Ares dla Greków, Mars dla Latynosów, Augakuh dla Inków i Nirgal dla Babilończyków, ciało niebieskie związane z bogiem wojny weszło na celownik NASA wraz z misją Mars 2020, która została wystrzelona 30 lipca 2020 roku. I która wiele zawdzięcza tym wszystkim obserwacjom, które pojawiły się wcześniej, jeszcze w erze przedastronomicznej, które będziemy wspólnie zgłębiać, zanim dojdziemy do futurystycznego scenariusza, którego "głodna" jest Narodowa Agencja Działań Kosmicznych i Aeronautycznych.
Pierwsze teleskopowe obserwacje Marsa
Misja marsjańska NASA jest równie "zacięta" jak jej planeta odniesienia, również dzięki wcześniejszym badaniom skupionym na czerwonej planecie. Pierwsze obserwacje Marsa za pomocą teleskopu zostały niewątpliwie dokonane przez piskiego astronoma Galileusza, który w latach 1609-1610 był zafascynowany tym, co wówczas wyglądało jak słabo zarysowany dysk o jaskrawych czerwonych i pomarańczowych kolorach. Następnie pojawili się Christiaan Huygens i Gian Domenico Cassini, którzy po raz pierwszy zobaczyli lodowe bieguny planety.
W latach 1777-1783 William Herschel obliczył nachylenie orbity Marsa pod kątem około 30° i prawie 25-godzinny okres obrotu. W 1840 roku Johann Heinrich von Mädler i Wilhelm Beer opublikowali pierwszą mapę Marsa, wykorzystując lepszą widoczność planety podczas bliskiego przejścia między Marsem a Ziemią. W późniejszym czasie powstały inne opisy szczegółów powierzchni Marsa, a obecnie stosowana nomenklatura opiera się na mapie Włocha Giovanniego Schiaparellego z 1877 roku.
Kosmiczna fala i era wikingów
Musimy jednak wykonać duży skok w czasie między 1962 a 1972 rokiem, aby być świadkami fundamentalnej fali zainteresowania eksploracją Marsa i późniejszym ewentualnym lądowaniem. To właśnie w tym okresie, co nie powinno dziwić, sonda Mariner 4 przeprowadziła tzw. przelot nad planetą, co umożliwiło również wykonanie pierwszych zdjęć Marsa z bliska i przesłanie na Ziemię sygnału radiowego przez jego atmosferę, który obecnie jest ostatecznie analizowany przez dane satelitarne. Zdjęcia, których było w sumie 22, opisywały powierzchnię Marsa jako pustynię głębokich kraterów, co było dalekie od tego, co wyobrażali sobie badacze z poprzedniego stulecia, gotowi postawić na sztuczne kanały, roślinność, a nawet istnienie marsjańskiej populacji.
Mariner 9 był później pierwszym prawdziwym marsjańskim sztucznym satelitą: w 1971 roku udało mu się wejść na orbitę wokół planety, w samym środku globalnej burzy pyłowej, badanej tak dokładnie po raz pierwszy. Kiedy burza ucichła, ludzkość mogła przyjrzeć się bliżej szczegółom powierzchni Marsa i zbudować znacznie dokładniejszą jego mapę, złożoną z sieci dolin, wulkanów i czap polarnych.
Aby mówić o pierwszej misji na Marsa, oczywiście bezzałogowej, musimy zakreślić w kalendarzu rok 1975, kiedy to dwie sondy Viking 1 i Viking 2 zostały wystrzelone, by dotrzeć do powierzchni planety. Celem było znalezienie śladów marsjańskiego życia, ale się nie udało. Pozorna awaria miała w rzeczywistości fundamentalne znaczenie dla naszej wiedzy o ciele niebieskim i kontynuowała zbieranie danych aż do listopada 1982 roku, kiedy to utracono również kontakt z Viking Lander 1, ostatnim modułem wysłanym z naszej atmosfery.
Były to niezwykłe dane, a pomiędzy zdjęciami i filmami zrewolucjonizowały wizję Marsa powszechnie uznawaną przez społeczność uczonych. Na przykład, udało się zrozumieć, że powierzchniowe formacje geologiczne są niczym innym jak wyraźnym znakiem obecności wody na Marsie w przeszłości, co zostało potwierdzone.
Mars 2020: misja marsjańska, która patrzy w przyszłość
Po programie Viking zainteresowanie czerwoną planetą osłabło na kilka lat. Aż do niedawna, kiedy Mars 2020 stał się główną misją NASA na Marsa. Podczas gdy Elon Musk i jego SpaceX również przyglądają się marsjańskiej ziemi z niebywałym zainteresowaniem, rząd gwiazd i pasów potwierdził swoje zaangażowanie w zrozumienie, a w przyszłości kolonizację, najbardziej wojowniczej planety w Układzie Słonecznym.
Jak już wspomniano, misja została pomyślnie rozpoczęta w lipcu 2020 roku, natomiast przybycie łazika Perseverance i drona Ingenuity miało miejsce 18 lutego 2021 roku o godzinie 21:55 według czasu włoskiego. Główne cele projektu Mars 2020, którego pomiary rozpoczęły się 19 kwietnia 2021 roku, to zbadanie możliwości zamieszkania Marsa, zbadanie jego przeszłości i poszukiwanie śladów ewentualnego życia biologicznego.
Nie tylko to, planowane jest późniejsze przechowywanie próbek geologicznych w celu przesłania ich z powrotem na Ziemię, aby poddać je niezwykle dokładnej analizie.
Misja Mars 2020 jest technicznie częścią programu eksploracji Marsa NASA, który obejmuje Curiosity, dwie sondy Mars Odyssey i Mars Reconnaissance Orbiter obecnie orbitujące wokół planety, a także orbiter MAVEN, który przybył na powierzchnię Marsa we wrześniu 2016 roku, aby zbadać jego górną atmosferę. Ponadto w maju 2018 r. wystrzelono lądownik o nazwie InSight, aby po raz pierwszy przyjrzeć się najbardziej niedostępnym głębinom czerwonej planety.
Cele misji Mars 2020
Rząd USA i NASA postawiły sobie kilka ambitnych celów do osiągnięcia w ramach programu Mars 2020, a także szerzej programu eksploracji Marsa. Przede wszystkim misja marsjańska nowego tysiąclecia może i powinna ustalić, czy na tej planecie kiedykolwiek istniało życie, wykorzystując technologię i niesamowite możliwości łazika Perseverance. Instrument skupi się na obserwacji i badaniu marsjańskiej powierzchni w poszukiwaniu śladów życia mikrobiologicznego zachowanych na skałach, które tworzyły marsjańskie środowisko w zamierzchłych czasach.
Naukowcy skupiają się również na określeniu klimatu Marsa w jakiś sposób, rekonstruując przeszłość jego warunków klimatycznych ponownie dzięki instrumentom łazika, które szukają dowodów na istnienie starożytnych środowisk, w których prawie na pewno mogło istnieć życie mikrobiologiczne. Nie do przecenienia jest chęć opisania geologii marsjańskiej w znacznie dokładniejszy sposób, poprzez badanie za pomocą łazika formacji skalnych i procesów geologicznych, które stworzyły i zmodyfikowały marsjańską skorupę i powierzchnię w czasie.
Ponadto Perseverence został zaprojektowany do pobierania i przechowywania próbek marsjańskich skał i gleby dla ewentualnej przyszłej misji, której głównym celem będzie sprowadzenie ich na Ziemię w celu przeprowadzenia wszystkich niezbędnych analiz. Ostatecznie Mars 2020 to testowanie gruntu pod przyszłą eksplorację przez człowieka. Ponownie wykorzystując łazik, będziemy mogli naukowo zademonstrować, w jaki sposób możemy wykorzystać zasoby naturalne obecne w środowisku marsjańskim, jednocześnie monitorując warunki środowiskowe planety. W ten sposób, prowadzeni przez robotyczną eksplorację, chcemy zrozumieć, jak ostatecznie ochronić pierwszych ludzkich odkrywców, z myślą o przyszłych wyprawach załogowych zaplanowanych na 2030 rok.
Instrumenty misji marsjańskiej
Przy całkowitym koszcie 2,1 miliarda dolarów, misja NASA na Marsa opiera się, jak już wspomniano, na dwóch głównych instrumentach: łaziku Perseverance i dronie Ingenuity. Zwłaszcza łazik Perseverance i dron Ingenuity mogą liczyć na najlepszą z obecnych technologii, z siedmioma instrumentami wybranymi spośród 58 propozycji: Mastcam-Z, Supercam, PIXL (Planetary Instrument for X-Ray Lithochemistry), SHERLOC (Scanning Habitable Environments with Raman & Luminescence for Organics & Chemicals), MOXIE (Mars Oxygen In-Situ Resource Utilization Experiment), MEDA (Mars Environmental Dynamics Analyzer) i RIMFAX (The Radar Imager for Mars' subsurFAce eXploration). Są też 23 kamery: dziewięć z nich to tzw. kamery inżynieryjne, siedem to kamery naukowe, a kolejne siedem służy do fazy zejścia i lądowania na marsjańskim gruncie.
Perseverance jest też wyposażony w dwa mikrofony do rejestrowania dźwięków otoczenia podczas zejścia, lądowania i pracy samego łazika na niegościnnej glebie czerwonej planety. Całkowita masa amerykańskiego łazika wynosi około 29 kg, a jego maksymalny pobór mocy, czyli moment, w którym absurdalnie wszystkie jego instrumenty pracują jednocześnie, to 436 W. Podsumowując, najwyższe kierownictwo NASA oficjalnie stwierdziło, że całkowity koszt rozwoju oprzyrządowania naukowego wynosi około 130 milionów dolarów.