Mars ze všech stran II

Je přirozené, že pokud chceme podrobně zkoumat nějaký objekt nebo úkaz, je nejlepším řešením jeho přemístění do špičkově vybavené laboratoře. Bohužel, ne vždy je to možné buď z důvodu rozměrů, vzdálenosti, náročnosti či prozatímní neschopnosti vědy a techniky toto učinit. Nejinak je tomu u planetárního výzkumu, kde jsme doposud získali přímé vzorky pouze z Měsíce zásluhou amerického programu Apollo a sovětských sond řady Luna. Ostatní tělesa sluneční soustavy pozorujeme pomocí pozemní techniky nebo automatických sond přilétajících do blízkosti planet, asteroidů a komet. V takovém případě je logickým krokem přistání na zkoumaném tělese a provádění experimentů a pozorování in natura přímo na povrchu. Pokud budou v budoucnosti k dispozici finanční a technické prostředky, tak se zajisté dočkáme i přivezení vzorků z Marsu a dalších planet zpět na Zemi.

V případě rudé planety se jako první o přistání pokusila sovětská sonda Mars 1962B. Ta však ani neopustila gravitační pole Země a shořela v atmosféře. Další pokus provedl o téměř deset let později opět Sovětský svaz, tentokrát se dvojice sond Mars 2 a 3 dostala až k Marsu. Přistávací pouzdra ale dosedla do oblasti, kde zuřila mohutná prachová bouře a neposkytla žádná vědecká data. Na jejich palubě byla unikátní vozítka o hmotnosti 4,5 kilogramů, která se měla po povrchu Marsu pohybovat na lyžích. Šlo tedy spíše o jakési sáňky. Po tomto neúspěchu se iniciativy chopily Spojené státy americké a úspěšně vyslaly dvě identické sondy Viking, jejichž přistávací moduly dosedly na povrch Marsu v roce 1976 (viz díl 6/26). Po dlouhé pauze se ve druhé polovině 90. let o přistání na čtvrté planetě sluneční soustavy pokusila americká sonda Mars Pathfinder. A již můžeme předeslat, že se jednalo o famózní úspěch.

Sonda s vozítkem
Start sondy proběhl již tradičně z floridského kosmodromu Cape Canaveral 4. prosince 1996 a sonda se vydala na sedmiměsíční cestu k planetě Mars. Hmotnost sondy na počátku mise byla necelých 900 kilogramů a postupně se vlivem spotřebovávání paliva snížila na 570 kilogramů. Oproti sondám Viking nebyla mise Mars Pathfinder vybavena orbitální částí, ale jednalo se pouze o přistávací modul obsahující malé vozítko Sojourner.

Pohled na vozítko Sojourner, které se svoji velikostí blíží dětské hračce|foto: NASA

Na jeho vývoji se začalo pracovat již na počátku 80. let, kdy se výzkumný tým JPL zabýval vývojem podvozku. Každé z jeho šesti kol je poháněno nezávisle na ostatních a toto řešení umožňuje velmi dobré manévrování při jízdě na povrchu Marsu. Vědecká výbava se zdá být na první pohled chudobná v porovnání s jinými misemi, ale je to dáno zejména malou hmotností vozítka, která činí 11,5 kilogramu. Na palubě Sojourneru se nacházel kombinovaný spektrometr a tři kamery. Dvě stereoskopické mířící směrem vpřed a jedna snímající krajinu za vozítkem. Nepostradatelnou součástí byl laserový dálkoměr "ohmatávající" okolí a upozorňující řídící počítač na případné překážky v cestě. Vraťme se ale ještě na chvíli do volného vesmíru a podívejme se jakým zajímavým způsobem sonda Mars Pathfinder přistávala.

Hopsavé přistání
Jsme zvyklí, a do té doby to platilo dvojnásob, že sonda vstoupila chráněna tepelným štítem do atmosféry, kde se brzděním zbavila velké částí své kinetické energie. Následovalo využití několikastupňového padákového systému a závěrečné zažehnutí brzdících raketových motorů pro měkké dosednutí. Přistání Mars Pathfinderu probíhalo zpočátku obdobně, ale ve výšce 250 metrů nad povrchem se za pouhých 0,3 sekundy nafouklo šest airbagů, které obalily přistávací modul. Sestup vzniklé koule o průměru 5,2 metrů byla následně zpomalen zážehem tří raketových motorků. Pouhé čtyři vteřiny před přistáním se sonda oddělila od hlavního padáku a rychlostí přes 14 metrů za sekundu dopadla na povrch Marsu v oblasti Ares Vallis.

Nafouknuté airbagy, které chránily sondu Mars Pathfinder při přistání na povrchu rudé planety|foto: NASA

Hodinky v tento okamžik ukazovaly 16:56:55 světového času. Chráněna airbagy se sonda odrazila do výšky několika metrů a celkem patnáctkrát na Marsu poskočila. Následně se ještě hodnou chvíli kutálela, než se zastavila přibližně kilometr od místa prvního dopadu. Následovalo ověření systémů sondy, zjištění její orientace (zda není hlavou dolů) a postupné vypouštění ochranných airbagů vyrobených z materiálu vectran. Ten je velmi odolný, podobně jako například kevlar, a používá se zejména ve vojenském a leteckém průmyslu.

Mapa oblasti přistání sondy Mars Pathfinder, šipkou je označeno skutečné místo dosednutí|foto: NASA

První dny na Marsu
Již první den na Marsu provázely sondu Mars Pathfinder a zejména vozítko Sojourner technické problémy. Jeden z balónů airbagu se plně nevyfoukl a bránil sjezdu vozítka na povrch. Vědci neponechali nic náhodě o po dohodě s odborným týmem se jim podařilo následující den výjezdovou rampu spustit až na povrch Marsu. Rover Sojourner opatrně sjel na její hranu a nejdříve velmi pečlivě prozkoumal její bezprostřední okolí. Byla by nesmírná škoda aby mise v hodnotě 300 miliónů dolarů skončila neúspěchem kvůli uspěchanosti a nedočkavosti. Nakonec se vše podařilo a 5. července 1997 sonda sjela na marsovský povrch. Stejného dne byla základna Mars Pathfinder přejmenována na počest významného amerického astronoma Carla Sagana, který zemřel v roce 1996.

Parametry mise sondy Mars Pathfinder

Datum startu	4. prosince 1996 v 06:58:07 UT
Nosná raketa	Delta II 7925A
Kosmodrom	Eastern Test Range
Přistání na Marsu	4. července 1997 v 17:01 UT
Ukončení činnosti	27. září 1997 ve 22:23 UT
Životnost na povrchu Marsu	83 solů
Hmotnost sondy	890 kg
Hmotnost přistávací části	360 kg
Hmotnost vozítka	11,5 kg
Rozměry vozítka	0,60 x 0,48 x 0,30 m
Zdroj: Space 40 a MPF

Zkoumání okolí
Základním posláním celé mise byl přímý chemický rozbor regolitu a hornin v blízkosti místa přistání. K tomu je vozítko velmi dobrým nástrojem, neboť je možné s ním prozkoumat několik kamenů s různým složením a účinky větrné eroze. Už první výprava k 25 centimetrů vysokému kamenu Barnacle Bill byla velkým překvapením. Vědce udivilo složení starého námořníka Billa, který ze dvou třetin obsahoval křemík a dal by se přirovnat k pozemské magmatické hornině andezitu.

Vozítko Sojourner u kamene Barnacle Bill, které jako první z blízka zkoumalo|foto: NASA

Mnoho kamenů v blízkosti místa přistání dostalo pro lepší zapamatování své jméno, k těm známějším patří třeba Yogi (Méďa Béďa), Indiana Jones nebo Lamb (Jehňátko). Na většině kamenů byly patrné známky eroze způsobené větrem a drobnými částečkami regolitu, které jsou unášeny při prachových bouřích. Ty mohou dosáhnout celoplanetárních rozměrů a zahalit kompletně celý Mars. Z prachového příkrovu vykukují pouze nejvyšší vulkány a ostatní povrchové útvary jsou zvědavému oku ukryty.

Jedna z nejznámějších fotografií, na níž je zachycena Sojourner u kamene česky pojmenovaného jako Méďa Béďa|foto: NASA

Nejenom vlastní vozítko Sojourner, ale i domovská základna Mars Pathfinder prováděla výzkum. Šlo zejména o měření meteorologických podmínek v okolí a pořizování snímků jak pracujícího robota Sojourner, tak i okolní krajiny. Na těchto snímcích bylo objeveno i několik zajímavých úkazů. Několikrát byly při západu nebo východu Slunce pozorovány v infračervené oblasti cirrusovité mráčky nacházející se ve výšce asi 16 kilometrů nad povrchem. Pravděpodobně se skládají z krystalků oxidu uhličitého.

Řídké mraky pozorované v atmosféře Marsu|foto: NASA

Velká výdrž
Podle původních předpokladů měl rover po povrchu Marsu jezdit jeden marsovský týden. Jak to již v kosmonautice bývá došlo k prodloužení mise a do oficiálního ukončení pracoval Sojourner, na tu dobu, neuvěřitelných 83 solů (1 marsovský den = 24 hodin, 39 minuty a 35,244 sekund). Bylo pořízeno několik tisíc fotografií a milióny měření. Později, vlastně až po ukončení mise byla uveřejněna nádherná barevná panoramata okolí místa přistání. Prodleva je celkem logická, zaprvé byly pořízené fotografie malé a bylo jich potřeba několik set k poskládání úchvatných barevných panoramat a zadruhé byla kapacita komunikačního kanálu omezena a ne vždy využívána k přenosu fotografií.

Nádherné panorama složené z několika set snímků. V pravé části snímku je vidět dvojice vrcholků Twin Peaks|foto: NASA

Mimo vědecký přínos v podobě chemických rozborů marsovského regolitu a hornin byl Sojourner obrovskou ukázkou technické zdatnosti. Přece jenom vyžaduje řízení robota na dálku, se zpožděním 25 minut od vydání příkazu po ověření jeho provedení, jistou dávku autonomie. Ta byla ještě více rozšířena při právě probíhajících misích MER (Mars Exploration Rovers), které volně navazují na úspěšnou misi Mars Pathfinder a o kterých bude řeč v některém z příštích dílů seriálu o nejvýznamnějších kosmických sondách.