Průzkum Sluneční soustavy: Družice a roboti míří na Mars (seriál)

04.05.2014 - Petr Lála

Při průzkumu Sluneční soustavy věnovali odborníci obou kosmických velmocí, Ameriky i Ruska, velkou pozornost Marsu. Důvod byl od začátku jasný – nevylučuje se, že na něm může být, nebo alespoň v minulosti být mohl, život na mikrobiální úrovni


Reklama

První pokus o dobytí Marsu uskutečnili Sověti. Sondu Mars 1 vypustili 1. listopadu 1962, ale ve vzdálenosti 106 milionů kilometrů od Země se s ní přerušilo spojení. Další dva automaty si vedly o něco lépe. Mars 2 startoval 19. května 1971 a k Marsu se dostal 27. listopadu 1971, kdy se ve vzdálenosti 60 tisíc kilometrů od planety oddělilo přistávací pouzdro. Zřejmě dosáhlo povrchu, ale jeho rádiové vysílání se nepodařilo na Zemi zachytit. Zbytek sondy byl naveden na dráhu druhé umělé družice Marsu, která snímkovala povrch a monitorovala vlastnosti okolí planety.


Seriál o dobývání Sluneční soustavy:


Mars 3 se odlepil od kosmodromu Bajkonur 28. května 1971 a k cíli doletěl 2. prosince 1971, kdy se oddělilo přistávací pouzdro. Tato aparatura šťastně přistála, což potvrdilo vysílání v délce dvaceti sekund. Kratičkou relaci předala družicová část, mezitím navedená na oběžnou dráhu. Oba automaty dorazily k Marsu v období globální prachové bouře, která zřejmě způsobila problémy.

Tip: Jak dlouho trvá cesta na Mars? Kdo se tam dostal nejrychleji?

Celoroční snímkování

První průzkum Marsu včetně detailních snímků části povrchu a objevu kráterů se 15. července 1965 podařil americké sondě Mariner 4 při průletu ve vzdálenosti 9 846 km. Ve výzkumech pokračoval Mariner 6, který kolem planety prolétl 31. července 1969 ve vzdálenosti 3 200 km, a Mariner 7 na podobné dráze 5. srpna 1969.

První družicí Marsu se stal 14. listopadu 1971 Mariner 9. Na dráze ve výšce 1 397–17 916 km (později 1 653–16 915 km) zmapoval značnou část povrchu, především po utichnutí prachové bouře, která snímkování ztěžovala. Předal i první snímky povrchu měsíců Phobos a Deimos. Družice fungovala do 27. října 1972, kdy ji pozemní středisko vypnulo, protože se vyčerpaly zásoby plynu pro stabilizační trysky. Celkem předala 7 329 snímků.

Stometrové detaily

V červenci 1973 vypustili Sověti sondy Mars 4 a Mars 5, které se měly stát družicemi Marsu, a Mars 6 a Mars 7 s přistávacím pouzdrem. Měli však smůlu, zřejmě kvůli nízké úrovni palubní elektroniky, v bývalém SSSR tradiční. Na Marsu 4 špatně fungoval palubní telemetrický systém, takže těleso nereagovalo na povel k zapnutí raketového motoru pro navedení na dráhu kolem planety. Mars 5 se 12. února 1974 stal umělou družicí této planety, v pořadí čtvrtou. Z výšky 1 760–32 500 km při periodě obletu 25 hodin a se sklonem 35 ° k rovníku planety pořídil snímky jejího povrchu s rozlišením až sto metrů.

Mars 6 dorazil k cíli 13. března 1974, kdy se od něho oddělilo přistávací pouzdro a pomocí vlastního motoru se dostalo na sestupnou dráhu. Při sestupu na padáku vysílalo atmosférické údaje, které jako obvykle předával na Zemi vysílač mateřského tělesa, když pouzdro pokračovalo v letu po heliocentrické dráze. Sestup na padáku trval asi pět minut, ale těsně před přistáním se přenos přerušil. Mars 7 selhal – 12. března 1974 proletěl ve vzdálenosti 1 300 km od planety. Přistávací pouzdro se oddělilo, ale nepodařilo se zapnout jeho brzdicí motor. Obě části proto pokračovaly v letu po původní dráze.

Stopy života s otazníkem

První komplexní měření na povrchu Marsu brilantně zvládl americký automat Viking 1, který přistál v oblasti Chryse. Po příletu k Marsu 19. června 1976 bylo nejprve celé těleso navedeno na předběžnou dráhu ve výši 1 500–49 600 km, s periodou obletu 42,6 hodin a se sklonem 38 ° k rovníku planety. Později řídicí středisko snížilo maximální výšku na 32 000 km, aby perioda 24,66 hodin odpovídala délce dne na Marsu (tzv. sol). Na této dráze dostal automat povel k sestupu pouzdra do cílové oblasti. Viking 2 byl vypuštěn 9. září 1975, dvacet dní po „čísle 1“. K Marsu se dostal 7. srpna 1976. Výsadková aparatura přistála v oblasti Utopia, blízko severní polární čepičky, složené ze zmrzlého oxidu uhličitého a vody; družice dlouhodobě zaznamenávala její sezonní změny.

Vybavení i průběh letu obou sond byly obdobné. Přistávací moduly nesly kromě aparatury pro monitorování fyzikálních a chemických vlastností povrchu a atmosféry i chemickou laboratoř, která měla zjistit stopy po životě. Jednou sice zaregistrovala určitou reakci, vědci se však neshodli na tom, zda byla čistě chemická, nebo biochemická. Obě družice i přistávací moduly fungovaly mnohem delší dobu než plánovaných 150 dní. Družicová část Viking 1 vyčerpala zásoby stabilizačního plynu 7. srpna 1980, fungování družice Viking 2 ukončili povelem ze Země 25. července 1978. Chemické laboratoře na povrchu vypnuli operátoři 30. a 28. května 1977, ale ostatní pozorování pokračovala ještě několik měsíců.

Nešťastné fobosy

Po úspěchu mezinárodního programu Vega (průzkum Venuše a Halleyovy komety) začali sovětští odborníci připravovat další náročný mezinárodní program, tentokrát pro zkoumání měsíce Marsu Phobos, většího ze dvou přirozených satelitů planety. Program Fobos využíval dosud nevyzkoušené sondy třetí generace. Při jejich vývoji se objevila řada komplikací, které program poškodily.

Sondu Fobos 1 vypustili 7. července 1988, ale již 29. srpna s ní řídicí středisko na Krymu ztratilo spojení. Fobos 2 startoval 12. července 1988 a 29. ledna 1989 byl naveden na dráhu kolem Marsu. Než se 27. března také přestal ozývat, vyslal několik detailních snímků z blízkosti Phobosu. Vzorky horniny z povrchu měsíce měla k Zemi dopravit návratová část sondy Fobos-Grunt. Připravilo ji Rusko opět v mezinárodní spolupráci. Start sondy z parkovací dráhy se však v listopadu 2011 nezdařil, takže neopustila sféru aktivity Země a nakonec po několika dnech zanikla v zemské atmosféře.

Mars v obležení družic…

Zatímco ruský program omezoval nedostatek peněz a série havárií, americký výzkum Marsu pokračoval z oběžné dráhy i z povrchu. Sonda Mars Observer opustila kosmodrom na mysu Canaveral na Floridě 25. září 1992. Bohužel spojení s ní se přerušilo 21. srpna 1993, pouhé tři dny před plánovaným navedením na dráhu kolem planety.

Na oběžné dráze kolem Marsu pracuje od 24. října 2001 Mars Odyssey a od 10. března 2006 Mars Reconnaissance Orbiter. Obě družice podrobně zkoumají planetu a její okolí. V roce 2012 sledovaly přistání nejnovějšího roveru Mars Science Laboratory, známého jako Curiosity, a předaly první údaje, které vyslal po přistání. Mars Global Surveyor, který se dostal na dráhu kolem Marsu 12. září 1997, tam fungoval několik let.

Tip: Nový rekord pokořen. Družice Mars Odyssey odhaluje záhady Marsu už 13 let

Dlouhodobě zkoumá planetu i družice Evropské kosmické agentury (ESA) nazvaná Mars Express. Slovo Express se do názvu dostalo proto, že vývoj a výroba družice trvaly neobvykle krátkou dobu a vyžádaly si poměrně malé náklady. Pro evropskou agenturu ji 2. června 2003 vypustili Rusové z Bajkonuru a okolo Marsu začala kroužit 25. prosince 2003. Mapuje oblasti možného výskytu vody, které se skrývají pod povrchem.

…i průzkumných vozítek

Americká NASA připravila rovněž několik průzkumných vozítek, která mají neobyčejný úspěch. Prvním byl minirover Sojourner, dopravený na Rudou planetu 4. července 1997 v programu Mars Pathfinder. Dosedl na planinu Ares Vallis, kterou zřejmě v minulosti zaplavovala voda. Ke konečnému snížení přistávací rychlosti použili technici poprvé systém nafukovacích airbagů.

Minirover měl hmotnost pouze 11 kg a pohyboval se na šesti kolech o průměru 13 cm maximální rychlostí 60 cm za minutu. Zastavil se během 83. solu, když prozkoumal terén do vzdálenosti 9,3 m od místa přistání. Naposled se ozval v 87. solu 27. září 1997, kdy vyslal poslední z 550 snímků. Obě aparatury předaly dohromady 16 520 snímků a množství dalších měření. Přistávací část překonala plánovanou dobu činnosti na povrchu třikrát, minirover dvanáctkrát.

Podrobnější průzkum okolí místa přistání dostaly za úkol rovery Spirit a Opportunity v rámci programu Mars Exploration Rover. Sondy startovaly 10. června a 8. července 2003 na podobné dráhy, ale přistály 4. a 25. ledna 2004 na opačných stranách planety – v kráteru Gusev a v oblasti Meridiani Sinus. V konečné fázi přistání je opět zbrzdily nafukovací balony (airbagy), ale kvůli větší hmotnosti roverů (asi 180 kg) jich bylo potřeba více.

Spirit urazil do srpna 2009 asi 7,5 km a prozkoumal nejrůznější druhy terénu. Postupně se jeho pohyblivost zhoršovala, až nakonec uvízl v sypkém materiálu. Vědecká a technická data přijímalo řídicí středisko do 22. března 2010, pak se spojení už nepodařilo navázat. Robot tak mnohonásobně překonal plánovanou dobu činnosti. Opportunity pracuje dosud. Kromě desítek tisíc snímků se mu podařilo získat unikátní chemické a geologické informace včetně monitorování sezonních změn vlhkosti a objevu miniaturních geologických útvarů.

Od 25. května 2008 do 27. října 2008 fungovala stacionární laboratoř Phoenix (program byl v přípravné fázi zrušen, ale nakonec se jako bájný pták Fénix znovu zrodil z vlastního popela). Laboratoř měla zjistit, zda je v malých hloubkách pod povrchem u severní polární čepičky zmrzlá voda. A to se podařilo.

Tip: Potíže při cestě na Mars: Dostanou se lidé zpět?

Co nového u Curiosity?

Vysoká hmotnost (asi 900 kg) roveru Curiosity umožnila ve srovnání s předchozími roboty jeho dokonalejší vědecké vybavení, ale vyžádala si i použití nové, efektivní, ale náročnější technologie závěrečné fáze přistání. Tzv. nebeský jeřáb (Sky Crane), na němž byl rover nad povrchem zavěšen na třech lanech a jednom datovém kabelu, nejen ušetřil palivo brzdicích motorů, ale také zabránil kontaminaci povrchu jejich činností.

Problematické bylo v minulosti i použití slunečních panelů roveru pro získávání elektrické energie. Jednak je na planetě následkem její větší vzdálenosti od Slunce čtyřikrát nižší intenzita osvětlení než na Zemi, jednak se tam také střídá den a noc i roční období (v noci a v zimě byly panely prakticky nepoužitelné); situaci komplikovaly rovněž prachové bouře. Proto místo sluneční elektrárny pohání Curiosity elektrárna radioizotopická – v hermetickém pouzdru se rozpadá malé množství radioaktivního plutonia 238, což dodává potřebnou energii.

RNDr. Petr Lála, CSc., astronom, původně pracoval v Astronomickém ústavu AV v Ondřejově, od začátku 90. let byl zástupcem vedoucího kosmického oddělení OSN

  • Zdroj textu:

    Tajemství vesmíru 11/2012

  • Zdroj fotografií: NASA, Wikipedie

Reklama

Další články v sekci

Reklama

Reklama

Aktuální články

Pařížskou katedrálu Notre-Dame zachvátil v polovině dubna mohutný požár. Střecha svatostánku se následně propadla a oheň se rozšířil i do jedné z hlavních věží.

Zajímavosti

Nejnebezpečnější nepřítel - japonské Micubiši A6M Zero bylo rychlé a obratné.

 

Válka
Věda
Vesmír
Revue

Karel Ludvík (vlevo) s bratry

Historie

Nové časopisy Extra Publishing

RSSInzerceO serveru (Redakce)Partnerské weby
© Extra Publishing, s. r. o. 2007–2011. ISSN 1804-9907