Popularnym motywem w produkcjach science-fiction jest inwazja Marsjan na Ziemię. Jednak rzeczywistość jest w zasadzie odwrotna. Ludzkość szykuje prawdziwą inwazję na Marsa. W najbliższym czasie w kierunku Czerwonej Planety ruszą aż trzy nowe misje: amerykańska, chińska i finansowana przez Zjednoczone Emiraty Arabskie (ZEA).

  • USA wyślą na Marsa misję, w której skład wchodzić będzie m.in. helikopter, mikrofony oraz sprzęt do zbierania próbek skał; dzięki temu mogą otrzymają dane, które pomogą w odpowiedzi na pytanie, czy na Marsie istniało kiedyś życie.

  • Chińczycy pierwszy raz w historii ludzkości chcą wysłać na Marsa misję, w skład której wejdą trzy elementy: orbiter, lądownik i łazik; władze Chin z obawy przed niepowodzeniem misji wciąż nie ujawniają jednak wielu jej ważnych szczegółów

  • Dla ZEA misja stanowi historyczną szansę na przejście do gospodarki opartej na wiedzy; dla naukowców to także ogromna szansa na poznanie globalnej pogody na Marsie

Łazik marsjański Perseverance zabierze na Marsa niewielki autonomiczny helikopter Ingenuity

W ciągu najbliższego miesiąca z Ziemi wystartują trzy rakiety, które wyniosą w kosmos roboty do eksploracji Marsa. Naukowcy mają nadzieję, że zapoczątkuje to nową erę w eksploracji naszego planetarnego sąsiada.

Każda z tych trzech misja sama w sobie jest pionierska. Stany Zjednoczone wysyłają swój piąty łazik, najbardziej złożony i nowoczesny w historii NASA, w nadziei na znalezienie dowodów dawnego życia na Marsie i zebranie zestawu skał, które przyszła misja NASA odbierze i dostarczy na Ziemię, co jest absolutną nowością w historii eksploracji Marsa. Chiny zamierzają wysłać na Marsa jeden ze swoich łazików, który sprawdził się w już w misjach na Księżyc. Z kolei dla Zjednoczonych Emiratów Arabskich będzie to pierwsza międzyplanetarna misja kosmiczna, której celem jest umieszczenie sondy na orbicie Marsa.

Nie jest wcale pewne, że wszystkie misje się powiodą. Mars nazywany jest „cmentarzyskiem” nieudanych statków kosmicznych. Ale jeśli wszystkim trzem agencjom uda się z powodzeniem wykonać swoje misje, to znacząco wzbogacą one naszą wiedzę o Marsie. Dwa łaziki będą eksplorować te części planety, które nigdy wcześniej nie były badane. Z kolei sonda ZEA będzie śledzić zmiany w atmosferze Marsa.

Zespołom, które pracują nad powodzeniem misji, udało się dotrzymać terminów mimo pandemii koronawirusa. Nie było to łatwe, z powodu epidemii o dwa lata przesunięto start misji europejsko-rosyjskiej.

NASA poluje na skały

NASA wyśle na Marsa sześciokołowy, trzymetrowy łazik o nazwie Perseverance (z j ang. wytrwałość). Jego lądowanie na powierzchni może stać się początkiem kolejnej podróży. Jeśli wszystko pójdzie zgodnie z planem, łazik wydobędzie i przechowa próbki marsjańskich skał, które przyszła misja pewnego dnia odbierze i sprowadzi na Ziemię. Badacze mają nadzieję, że stanie się to do 2031 r.

Stawka misji jest wysoka. Zadaniem czterech poprzednich łazików NASA: Sojourner (1997); Spirit i Opportunity (2004) oraz Curiosity (2012) była przede wszystkim eksploracja. Kontrolerzy misji mogli nie spieszyć się z prowadzeniem maszyn, kierowaniem ich w różnych kierunkach, do interesująco wyglądających obiektów lub na rozległe równiny. Perseverance ma jednak inne zadanie: rozpoznanie i zebranie szerokiej gamy skał, które dadzą ludzkości wgląd w geologiczną historię Marsa. Wszystkie dane, które uda się zebrać amerykańskiemu łazikowi, mogą znacząco wpłynąć na naszą wiedzę o Czerwonej Planecie.

Co najistotniejsze, Perseverance może dać odpowiedź na pytanie, czy na Marsie istniało kiedyś życie. Jeśli łazikowi uda się zebrać odpowiednie rodzaje skał, to naukowcy w laboratoriach na Ziemi będą mogli potem wykryć ewentualne ślady marsjańskiego życia.

– Ta misja daje nam pierwszą okazję do odpowiedzi na fundamentalne pytania o to, czy na Marsie istniało życie, czy też nie – mówi Sherry Cady, astrobiolog z Northwest National Laboratory w Waszyngtonie.

Będzie to możliwe dzięki zestawowi instrumentów do wbijania się i sondowania marsjańskich skał. Wygląd Perseverance jest w zasadzie taki sam, jak łazika Curiosity, który bada krater Gale od ośmiu lat. NASA chciało w ten sposób zaoszczędzić pieniądze przez zastosowanie sprawdzonej już konstrukcji z pewnymi ulepszeniami. Są wśród nich system do przechowywania próbek, czy modernizacja kół. Łączny koszt misji wyniósł 2,7 mld dolarów, czyli o 360 mln więcej, niż zakładano poprzednio.

Łazik jest wyposażony w bardziej zaawansowane wersje czujników znanych z Curiosity, w tym analizator chemiczny, który za pomocą lasera może identyfikować skład skał. Wyposażono go także w system najwyższej jakości kamer, które potrafią wykonywać ogromne zbliżenia oraz obrazy 3D. Misja to także eksperyment. Naukowcy zainstalowali na pokładzie Perseverance instrumenty, które mają produkować tlen z bogatej w dwutlenek węgla atmosfery Marsa. Łazik wyposażony jest również w spektrometry rentgenowskie i ultrafioletowe do szczegółowej analizy minerałów, w mikrofony do słuchania marsjańskich dźwięków, a także w zasilany energią słoneczną helikopter.

System pobierania próbek marsjańskich skał zaprojektowano od zera. Perseverance wyposażono w 43 tuby o długości 6 cm i średnicy 13 mm każda. Gdy łazik natrafi na skałę, z której naukowcy będą chcieli pobrać próbkę, wyciągnie swoje ramię o długości 2,1 m., wwierci się w powierzchnię i schowa próbówkę z zawartością w swoim wnętrzu. W przyszłości kolejna misja NASA, być może we współpracy z Europejską Agencją Kosmiczną, wyśle na Marsa robota, którego zadaniem będzie odbiór próbek i dostarczenie ich na Ziemię. Badacze mają nadzieję, że próbki trafią na nasza planetę w 2031 r.

Perseverance wyląduje w 45-kilometrowym kraterze Jezero, na północ od równika marsjańskiego, w miejscu, w którym kiedyś znajdowało się jezioro i delta rzeki. – Ta starożytna delta oferuje bogatą różnorodność geologicznych krajobrazów, dzięki czemu łazik zbierze wiele próbek, w których mogą znajdować się ślady dawnego życia – mówi Kennda Lynch naukowiec z Lunar and Planetary Institute w Houston w Teksasie, która badała lądowisko Jezero.

Naukowcy wyznaczyli już kilka tras, którymi łazik może pokonać deltę. Najprawdopodobniej badacze najpierw skierują go na rekonesans po regionie, a dopiero potem zdecydują, które próbki skał ma pobrać.

Perseverance ma wystartować ze Cape Canaveral na Florydzie między 30 lipca a 15 sierpnia. Lądowanie na Marsie planowane jest 18 lutego 2021 roku.

 

Tianwen-1 – chiński debiut na Marsie

Chiny mają ambitne plany dotyczące ich pierwszego łazika na Marsie. Orbiter, lądownik, łazik oraz 13 instrumentów naukowych, mają zostać wystrzelone pod koniec lipca. Misja o nazwie Tianwen-1, co oznacza „poszukiwanie niebiańskiej prawdy”, będzie najnowocześniejsza w historii podboju kosmosu przez Chiny. Po planowanym na luty 2021 r. dotarciu na Marsa, naukowcy planują przeprowadzenie kompleksowych badań atmosfery, struktur wewnętrznych i powierzchni planety – w tym poszukiwanie obecności wody i oznak życia.

Poprzednia próba wysłania orbitera na Marsa, podjęta przez Chiny w 2011 r., zakończyła się zaginięciem sondy. Ale po tej porażce Chiny świętowały już same sukcesy. W 2013 r. stały się trzecim krajem, który wylądował na Księżycu, a rok temu jako pierwszy kraj na świecie posłały sondę na niewidoczną z Ziemi stronę Księżyca.

Naukowcy z Chin zdają sobie jednak sprawę, że wysłanie sondy na Marsa to zupełnie inna liga, jeśli chodzi o eksplorację kosmosu. Podróż na Czerwoną Planetę jest 1000 razy dłuższa, niż na Księżyc, grawitacja jest większa, a powierzchnia zaśmiecona skałami.

Rząd chiński nie przedstawia pełnych danych na temat misji. Władze pomijają kluczowe szczegóły dotyczące budżetu, dokładnej daty startu i miejsca lądowania sondy na planecie. Naukowcy zaangażowani w misję, odrzucają prośby o udzielenie wywiadu do czasu uruchomienia sondy. Ale Wang Chi, fizyk i dyrektor generalny Narodowego Centrum Nauk Kosmicznych (NSSC) w Pekinie, przekazał, że misja posuwa się naprzód zgodnie z planem. „Nasz zespół pracuje teraz w centrum startowym Wenchang i wszystko idzie gładko” – wyjaśnił. Wang jest odpowiedzialny za naukową stronę misji, która jest prowadzona przez Chińską Narodową Administrację Kosmiczną.

Jeśli wszystko pójdzie zgodnie z planem, Tianwen-1 będzie pierwszą udaną misją, w której udział wezmą jednocześnie orbiter, lądownik i łazik. Gdy statek dotrze na orbitę, sześciokątna sonda wypuści w atmosferę lądownik i łazik. Zgodnie z wcześniejszymi chińskimi deklaracjami, naukowcy z Pekinu zidentyfikowali dwa potencjalne lądowiska na północ od równika na równinach Utopia Planitia.

Lądownik ma opaść na spadochronie i osiąść na czterech nogach. Łazik, ważący około 200 kilogramów, wyciągnie następnie swoje panele słoneczne, zjedzie w dół rampy i zacznie samodzielnie badać otoczenie przez około 90 dni marsjańskich, z których każdy trwa 24 godziny i 37 minut. Podczas misji łazika orbiter będzie pełnił funkcję łącza komunikacyjnego, a następnie zejdzie na niższą orbitę w celu prowadzenia badań przez kolejny rok.

Chińscy naukowcy chcą m.in. poszukać na Marsie wody i lodu. Kamery średniej i wysokiej rozdzielczości będą zbierać obrazy takich obiektów jak wydmy, lodowce i wulkany, dostarczając wskazówek o tym, jak przebiegało ich formowanie. Wśród aparatury znajdą się spektrometry do badania składu gleby i skał, które mają poszukać dowodów na to, jak woda zmieniła cechy geologiczne powierzchni. Zespół planuje również zebrać dane atmosferyczne na temat temperatury, ciśnienia powietrza, prędkości i kierunku wiatru, a także zbadać pola magnetyczne i grawitacyjne na Marsie.

– Podobne instrumenty były już wcześniej wysyłane na Marsa – mówi Raymond Arvidson, geolog planetarny z Uniwersytetu Waszyngtońskiego w St. Louis w Missouri. – Ale Mars jest duży i ma skomplikowaną historię geologiczną, więc dane wygenerowane z Tianwen-1 mogą pomóc naukowcom w zrozumieniu miejsc nieobjętych istniejącymi obserwacjami – dodaje. Jak zaznacza, jeśli chińscy naukowcy udostępnią swoje dane podobnie jak zrobili to Amerykanie, to mogą się one okazać bardzo przydatne.

 

Międzyplanetarna nadzieja Zjednoczonych Emiratów Arabskich

Zjednoczone Emiraty Arabskie realizują swoje wielkie marzenia o kosmosie przez sondę o nazwie Hope (z j. ang. nadzieja). Ma ona zostać wystrzelona w kosmos z Centrum Kosmicznego Tanegashima w Kagoshimie, w Japonii, w ciągu trzytygodniowego okna rozpoczynającego się 15 lipca.

Jeśli misja Emirates Mars Mission (EMM) zakończy się sukcesem, nie tylko będzie oznaczać pierwsze międzyplanetarne przedsięwzięcie zorganizowane przez Arabów, ale także stworzy pierwszą globalną mapę pogody Marsa. Chociaż poprzednie sondy zbudowały obraz atmosfery z orbit, które pozwoliły im monitorować każdą część Marsa w ograniczonych porach dnia, to ogromna eliptyczna orbita Hope pozwoli na obserwację dużych fragmentów Marsa w warunkach dziennych i nocnych, pokrywając prawie całą planetę.

– Będziemy w stanie obserwować cały Mars, przez wszystkie pory dnia, przez cały rok marsjański – mówi Sarah Al Amiri, liderka naukowa projektu i minister ds. zaawansowanych nauk w kraju. Kamera światła widzialnego i spektrometr podczerwony sondy będą badać marsjańskie chmury i burze pyłowe w dolnej części atmosfery. Jej spektrometr ultrafioletowy będzie monitorował gazy w górnej części atmosfery. – To pierwsza misja, która da nam globalny obraz dynamiki marsjańskiej atmosfery – przekonuje Hessa Al Matroushi, członek zespołu naukowego EMM.

Podczas swojej dwuletniej misji, Hope będzie śledzić dzienne zmiany pogody i zmieniające się pory roku. Oprócz pomocy w przygotowaniach do przyszłych załogowych misji, naukowcy spodziewają się odkryć, w jaki sposób warunki atmosferyczne przyczyniają się do ucieczki wodoru i tlenu w przestrzeń kosmiczną. Może to pomóc naukowcom zrozumieć klimat Marsa i to, jak stracił on swoją gęstą atmosferę.

– Zespół współpracował ze światowej klasy ekspertami, aby wyznaczyć swoje cele naukowe. Zebrane dane zostaną udostępnione społeczności międzynarodowej bez okresu embarga – mówi Al Amiri. – Zależało im bardzo na tym, aby nie była to tylko demonstracja technologii, ale aby przyczynili się do lepszego, naukowego zrozumienia Marsa – mówi Richard Zurek, który jest głównym ekspertem w Mars Program Office w Jet Propulsion Laboratory NASA.

Międzyplanetarny statek kosmiczny jest znaczącym skokiem dla ZEA, które zatrudniły doświadczonych inżynierów z poprzednich misji NASA, głównie z Uniwersytetu Colorado w Boulder. Wyraźnym celem partnerstwa jest przekazanie know-how zespołowi w Centrum Kosmicznym Mohammeda Bin Rashida, z którym inżynierowie pracowali nad każdym elementem misji. – Rzeczywistość jest taka, że jesteśmy młodym krajem i nie moglibyśmy nic zrobić bez partnerów i współpracy międzynarodowej – mówi Ahmad Belhoul, minister szkolnictwa wyższego i przewodniczący Agencji Kosmicznej ZEA.

Pomysł na misję wyszedł nie od naukowców, ale od samego rządu i to z niepodlegającym negocjacjom terminem do 2 grudnia 2021 r., kiedy to przypada 50. rocznica powstania kraju. To niezwykłe w przypadku misji międzyplanetarnej. – Wybór tak śmiałego zadania ma na celu nie tylko zainspirowanie młodych ludzi w regionie, ale także rozpoczęcie procesu przechodzenia ZEA do gospodarki opartej na wiedzy – mówi Omran Sharaf, dyrektor projektu EMM.

Misja ma już swój wpływ – uniwersytety w kraju oferują pięć nowych kierunków studiów w zakresie nauk ścisłych, co wpływa na rosnący entuzjazm dla badań kosmosu wśród mieszkańców Zjednoczonych Emiratów Arabskich. – Z wielu względów, nawet jeśli Hope wybuchnie na wyrzutni, misja zakończy się sukcesem – mówi Al Amiri, który szybko jednak dodaje, że ma nadzieję, iż taki scenariusz nie nastąpi.

 

 

 

ŹródłoNature

 

5 1 vote
Article Rating