Mars jako cíl budoucnosti: Kdo už zanechal stopy na rudé planetě?

Al-Amal: Jaké je tam počasí? 

• Země/agentura: SAE | Přílet k Marsu: 2021

Spojené arabské emiráty si nejspíš mnoho lidí s výzkumem vesmíru nespojí. Ještě méně pak bude těch, kdo vědí, že mají SAE v současnosti vlastní sondu obíhající okolo Marsu. Automat Al-Amal, česky „naděje“, je známý i pod anglickým názvem Hope a tvoří součást programu EMM neboli Emirates Mars Mission. 

Poměrně nedoceněná a málo mediálně známá mise přitom zahrnuje vědecky plnohodnotnou sondu, studující dynamiku marsovské atmosféry a její interakci s vesmírným prostředím i slunečním větrem. Cílem je hlavně hledat souvislosti mezi současným počasím a dávným klimatem planety, studovat mechanismy úniku atmosféry do vesmíru i propojení spodních a horních vrstev ovzduší, vytvořit globální mapu atmosféry, ale také sledovat, jak se v průběhu dne a roku mění. Díky sondě Al-Amal bychom měli být schopni odhadnout, jak nebezpečné budou dlouhodobé pilotované mise na rudé planetě. Emiráty se takto snaží přispět ke globální snaze o zajištění všech potřebných dat o Marsu a vyzkoušení nutných technologií. Zároveň jde o investiční příležitost a v neposlední řadě získal tým přibližně 200 vědeckých pracovníků cenné zkušenosti, protože sonda vznikala v USA.

Zhruba 8 metrů dlouhé solární panely poskytují automatu u Marsu až 600 W, zatímco anténa o průměru necelých 2 metry umožnuje komunikaci rychlostí 1,6 Mb/s v minimální vzdálenosti od Země a 250 kb/s v nejvzdálenějším bodě. K dispozici jsou také tři antény s nízkým ziskem a celkově se již podařilo odeslat na Zemi přes 5,4 TB dat.

Startovní hmotnost sondy činila 1 350 kg, včetně 800 kg hydrazinového paliva. Al-Amal dorazila k cíli 9. února 2021, načež zpomalila na 18 000 km/h a postupně se usadila na dráze 20 000–43 000 km se sklonem okolo 25°. Poté na ní strávila jeden marsovský rok, jenž trvá asi 687 dní, a její mise stále pokračuje. (ilustrace: NASA/MDSCC, CC BY 4.0)

Tchien-wen 1: Kompletní čínské trio

• Země/agentura: Čína | Přílet k Marsu: 2021

Zvláštní kapitolu v našem výčtu tvoří čínská mise Tchien-wen 1 (Tianwen): Země draka při ní totiž vyslala k Marsu zároveň družici, rover i přistávací modul. Ovšem zatímco vozítko Ču-žung (Zhurong) ani lander už na povrchu nepracují, sonda na oběžné dráze zůstává aktivní. Čína jako teprve třetí země po SSSR a USA dokázala na rudou planetu dostat vlastní vědecké zařízení a jako druhá po Spojených státech tam dopravila funkční rover, a to na první pokus.

Při startu sestava vážila necelých 5 tun, což dělá z Tchien-wen 1 jednu z nejtěžších planetárních sond. Na palubě nesla čtrnáct vědeckých přístrojů, z toho osm na orbitální části. Po příletu k Marsu v únoru 2021 studovala celé tři měsíce místo pro přistání, jež se pak uskutečnilo 14. května. Po několika dnech sjelo z modulu po rampě vozítko Ču-žung, načež jej jedno z malých zařízení s kamerou odhozené na povrch vyfotografovalo spolu s přistávacím modulem. Obdobné zařízení TDC-1 zachytilo sondu během cesty na Mars a TDC-2 ji zvěčnilo na oběžné dráze planety.

Vědecká část mise cílila na rozbor hornin, telekomunikaci v hlubokém kosmu, geologii, distribuci vodního ledu, detekci magnetického pole a snímkování. Roveru se na povrchu podařilo nafotit odhozený tepelný štít a padák pro přistání. Splnil přitom všechny plánované úkoly, včetně rozboru hornin. Jeho mise trvala déle, než bylo v plánu, nicméně bližší informace tradičně scházejí. Projekt Tchien-wen 1 v každém případě představoval i technický demonstrátor pro mnohem složitější „trojku“, kterou už Číňané chystají. Stejně jako Američané se pokusí o odběr vzorků a jejich dopravu na Zemi, zvolili však odlišný způsob a vše by chtěli uskutečnit v rámci dvou startů krátce po sobě. (ilustrace: CNSA, CC BY 4.0)

Rover Curiosity: Pozor na kola!

• Země/agentura: USA/NASA | Přílet k Marsu: 2012

Dnes už legendární vozítko brázdí marsovské duny od roku 2012 a snaží se zjistit, zda na planetě jsou, nebo tam někdy byly vhodné podmínky pro vznik života. Srdce Curiosity tvoří radioizotopový termoelektrický generátor využívající přirozený rozpad plutonia-238, jenž se uplatnil už na sondách Viking 1 a 2 v roce 1976. Jeho odhadovaná životnost však činí čtrnáct let, a lze tedy předpokládat, že nadcházející roky mohou být pro rover poslední. Jeho největší slabinu ovšem tvoří kola, která již mají to nejlepší za sebou: Jsou v nich patrné velké díry a nikdo vlastně neví, jak dlouho ještě vydrží. Díky zkušenosti s nimi však mohl pozemní tým vylepšit konstrukci kol nástupnické laboratoře Perseverance, jež dnes úspěšně křižuje kráter Jezero.

Ve své době měl rover Curiosity na palubě víc moderních přístrojů než kterákoliv dřívější marsovská mise, a to včetně vybavení umožňujícího analýzu vyvrtaných vzorků přímo na místě. V roce 2014 tak například detekoval na povrchu rudé planety metan, když pozoroval jeho postupný nárůst a pokles mezi jednotlivými měřeními, a současně i přítomnost organických sloučenin. My však už víme, že vyspělejší sonda Trace Gas Orbiter s citlivými přístroji výskyt zmíněného prvku nepotvrdila, takže otazníky v daném ohledu trvají. Curiosity už každopádně na Marsu ujel přes 32 kilometrů a dál pokračuje ve své zvídavé cestě. (ilustrace: NASA, CC BY 4.0)

Rover Perseverance: Příprava na odlet k Zemi

• Země/agentura: USA/NASA | Přílet k Marsu: 2021

Modernější bratříček roveru Curiosity – i tak by se dala nazvat pojízdná laboratoř, která na povrchu rudé planety přistála v roce 2021 za velkého zájmu médií. Perseverance si však veškerou pozornost zaslouží, protože opět významně zvedl laťku planetárního průzkumu. Jeho mise přitom ještě zdaleka nekončí: Původně měla trvat pouze jeden marsovský rok, tedy asi 687 pozemských dní, ale dočkala se prodloužení. Primární vědecké cíle se již v každém případě podařilo splnit.

Perseverance váží celkem 1 025 kg a má téměř totožný vzhled jako jeho předchůdce. Nese 23 kamer, dva mikrofony i sedm vědeckých přístrojů, jejichž pomocí zkoumá geologii Marsu, a to zejména v kráteru Jezero, kde před třemi roky přistál. Na jeho palubě se tehdy nacházel rovněž autonomní vrtulníček Ingenuity, který následně uskutečnil neuvěřitelných 72 letů, což dalece předčilo očekávání. Malý stroj jednak pomáhal vozítku hledat zajímavá místa k prozkoumání a jednak testoval technologie nutné k létání na Marsu. Jeho mise skončila 25. ledna 2024, po zjištění poškození jedné z vrtulí.

Hlavní cíl roveru ovšem spočívá v hledání stop minulého života. Proto padla volba právě na kráter Jezero, který pravděpodobně před 3,6 miliardy let vyplňovala voda. Podle poznatků získaných v deltě Mississippi existuje v sedimentech zmíněného kráteru vyšší šance na zachování biologické hmoty než v ostatních horninách.

Mezi primární úkoly roveru pak patří odebrat vzorky určené pro přesun na Zemi a uložit je na určené místo, kde budou časem vyzvednuty. K loňskému 26. říjnu se podařilo naplnit 23 kapslí z celkových 38, jež má vozítko k dispozici: 88 % z toho tvoří vzorky pevné skály, 8 % regolit a 4 % atmosférické vzorky. Daná mise tak představuje první článek plánovaného projektu dopravy marsovského materiálu na Zemi v režii NASA. (foto: NASA/JPL-Caltech/MSSS, CC BY-SA 4.0)

Budoucnost na Marsu

Kosmické agentury se nechtějí spokojit pouze se vzdáleným studiem rudé planety, ale hodlají také přímo na Zemi zkoumat vzorky hornin z tamního povrchu a složení místní atmosféry. Nejen NASA společně s Evropskou kosmickou agenturou, ale také Čína proto plánují dopravu materiálu z Marsu. V rámci projektu Tchien-wen, určeného k průzkumu Sluneční soustavy, chystá lidová republika misi zahrnující dva starty plánované na rok 2028: První vynese družici s návratovým modulem, zatímco při druhém se vydá na cestu modul pro odběr vzorků spolu s odletovou částí, jež se pak na marsovské orbitě spojí s návratovým modulem.

Poněkud komplikovanější situace panuje v již probíhajícím společném programu NASA a ESA nazvaném Mars Sample Return. Rover Perseverance sbírá vzorky určené pro návrat, konečná podoba mise ovšem zůstává neznámá. Projekt totiž čelí kritice za vysokou cenu, odhadovanou podle předběžných kalkulací na jedenáct miliard dolarů. Šlo ostatně o důvod, proč jej NASA předloni na několik měsíců pozastavila, aby zvážila další postup. V současné době se tak především řeší, jak projekt zlevnit, a ve hře je například spoluúčast soukromých společností. 

O průzkum čtvrté planety stojí i jiné země. Například indická agentura ISRO chystá druhou misi Mangalaján 2 se spoluúčastí Francie, tentokrát už se sestupovým modulem, průzkumným vozítkem a vrtulníčkem. Nicméně na architektuře i termínech se teprve pracuje a v Indii má nyní prioritu pilotovaný program. 

Mnohem reálněji se jeví pokračovaní evropského programu ExoMars, kde se ve spolupráci s NASA chystá v nové podobě pojízdná laboratoř Rosalind Franklin. Vozítko ponese na palubě skládací vrták schopný proniknout až do hloubky dvou metrů a tzv. Ramanův spektroskop. Uvedený typ přístroje se na Mars dostane vůbec poprvé, přičemž obrovská výhoda spočívá také v možnosti analýzy odebraných vzorků přímo na místě. Prakticky všichni důležití hráči na poli kosmonautiky pak po roce 2030 směřují k vysněnému přistání člověka na rudé planetě. (ilustrace: NASA, CC BY 4.0)