OTKRIVANJE MARSA

Dragan Lazarević

Tajne Crvene planete

Nove sonde

Istraživanje Marsa kosmičkim sondama koje su se uspešno spustile na njegovu površinu i slale snimke i naučne podatke o svojoj okolini traje od sondi „viking 1 i 2“, tj. preko 45 godina. Slika o Marsu je posle svake misije sondi postajala potpunija - ali su ostala brojna pitanja o njegovoj prošlosti i planetološko-fizičkoj evoluciji. Da li je u ranoj istoriji Sunčevog sistema Mars bio topliji, sa znatno većom atmosferom i tekućom vodom na površini? Da li je na njemu nastao život, makar i u najprimitivnijem jednoćelijskom obliku i da li je možda i opstao do sadašnjeg vremena?
Dosadašnja istraživanja (neke misije su još u toku) nisu dala direktan i nedvosmislen odgovor na ta pitanja pa su nove kosmičke sonde upućene ka susednoj planeti sa ciljem da se bar približimo nalaženju odgovora.

Približno svakih 780 dana, Zemlja i Mars se, pri svojim okretanjima oko Sunca, nađu sa iste strana i na najmanjoj međusobnoj udaljenosti. Nekoliko meseci pre toga je tzv.“vremenski prozor“, period u toku kojeg je najpogodnije lansiranje kosmičke letelice sa Zemlje koja bi sa najmanjim utroškom energije stigla do Marsa. Uleto 2020, iskorišćena je ova vremenska mogućnost i - tri kosmičke sonde su upućene ka ovoj susednoj planeti.

„Istrajnost“ u krateru Jezero

Sva dosad uspešna istraživanja na osam različitih mesta Marsove površine obavila je sletnim modulima-lenderima i robotizovanim vozilima-roverima američka NASA. Iako se misija rovera „kjurioziti“, spuštenog u krater Gale 2012. još uvek aktivno i uspešno odvija (zahvaljujući i nuklearnom pogonu),NASA je na osnovu iskustva te misije preduzela novu misiju slanja rovera-naučne laboratorije slične osnovne konstrukcije - ali tokom devet godina razvoja usavršenog gotovo u svim tehničkim komponentama, posebno u pogledu naučnih instrumenata. Novi rover je nazvan perseverance (istrajnost),veće je mase od prethodnika (1025 kg prema 899 kg) a njegov energetski sistem je, na osnovu radio-termoelektričnog izotopskog generatora sa oksidom Pu238, izlazne snage 110W koji puni dva litijum-jonska akumulatora. Koristi sistem pokretanja na šest točkova ali su oni, na osnovu iskustva sa prethodnika (kojem je točak napukao), ojačani i sa zakrivljenim prečkama od titanijuma na spoljnoj povšini radi efikasnijeg odupiranja o rastresitu podlogu.
Na roveru se nalazi 19 kamera i 7 instrumentalnih kompleksa.
Hemijski sastav tla na osnovu spektrometrije X zraka isptivaće se instrumentalnim blokom PIXL, a sistem SuperCam od 4 spektometra i 2 lasera (koji će isparavati stene i regolit Marsa) tragaće za organskim jedinjenjima i tragovima života.
Stereoskopska snimanja vrlo udaljenih objekata obavljaće sistem istem Mastcam-Z. Na mehaničkoj ruci dugoj 2,1m nalazi se sistem instrumenata SHERLOC zasnovan na UV spektrometriji, koji će takođe tragati za organskim jedinjenjima u tlu. Meteorološka merenja i ispitivanje Marsovih aerosola vršiće skup instrumenata MEDA, španske proizvodnje, a radarsko skeniranje tla ispod rovera do dubine od 10 m obavljaće sistem instrumenata RIMFAX norveške proizvodnje. Na mehaničkoj ruci nalazi se mehanizam za vađenje uzoraka iz tla i njihovo smeštanje u hermetički zatvorene cevaste kontejnere koje će stavljati na tlo da bi ih druga mehanička ruka (SHA), smeštena ispod rovera, skupljala i stavljala unutar sistema ACA za prihvatanje i hermetičko skladištenje uzoraka u roveru.

Neretva, Sava i Pliva

Minijaturnim tehnološkim kompleksom MOXIE na roveru će se demonstrirati proizvodnja kiseonika iz ugljendioksida Marsove atmosfere, što bi moglo da se primeni u budućim naseobinama na Marsu. Na roveru se nalaze i dva mikrofona koji bi trebalo da nam prenesu zvuke hučanja vetra na Marsu i zvukove koje prozvodi sam rover. Svim radnjama rovera upravljaće kompjuter otporan na radijaciju a radio-veza sa Zemljom obavljaće se posredno preko sondi u Marsovoj orbiti preko 3 antene, glavne UHF i dve antene sa sporijim komunikacijskim prenosom.
Poseban novitet je što rover nosi i minijaturni dron-helikopter nazvan „ingenuity“ mase svega 1,8 kg sa koaksijalim kontrarotirajućim elisama i električnim pogonom koji se puni solarnom energijom. Moći će da leti oko 3 minuta ali će, osim demonstracije leta u atmosferi druge planete, svojom kamerom snimati teren i tako pomoći da se planira putanja rovera.
Krater nazvan Jezero (na osnovu značenja u nekoliko slovenskih jezika i mestu u BiH) je odabran za spuštanje i istraživanja rovera „istrajnost“. Razlog izbora je u tome što se pretpostavlja da je u ovom krateru, prečnika oko 45 km, nastalom udarom asteroida,  zaista bilo jezero pre oko 3,7 milijardi godina. Nekoliko dolina nalik na isušena rečna korita (tzv. vallis) idu ka njemu i nazvane su po rekama Neretva, Sava i Pliva. Na mestu ulaska korita Neretva vallis u krater Jezero su naslage nanosa koji veoma liče na nanose u rečnim deltama na Zemlji pa se smatra da su i nastali istim procesom vodene erozije i sedimentacije. Sledi da bi, ako je na Marsu bilo vodenih mikroorganizama, u tim rečnim nanosima ostali tragovi organskih jedinjenja.

Spuštanje kao sunovrat

Kosmička sonda sa kapsulom u kojoj je rover lansirana je raketom „atlas 5“ sa kosmodroma Kejp Kenediju, 30. jula 2020. Sonda je stigla do Marsa 18. februara 2021. da bi 10 minuta posle odvajanja od kosmičkog odseka kapsula sa sletnim modulom i roverom ušla u Marsovu atmosferu brzinom od 5,6 km/s i započela tzv. EDL (Entry, Descent and Landing) procedure. U toku aerodinamičkog kočenja, kapsula je tokom 4 min postupno smanjivala brzinu i visinu da bi, na oko 12 km od tla, pri brzini od 418m/s, oslobodila padobran. Njegovo otvaranje snimile su dve kamere na vrhu kapsule. Potom je odbačen donji deo, termički štit kapsule, pri brzini od 160 m/s i kamere sa rovera počinju da snimaju teren. Na visini od 2 km i pri vertikalnoj brzini od 89 m/s odvaja se sletni odsek sa roverom od kapsule na padobranu i, paljenjem i radom 4 para raketnih motora, smanjuje brzinu i poništava ubrzanje usled Marsove gravitacije.
Primenom sistema navođenja TRN (Terrain Relative Navigation), zasnovanog na poređenju trenutnih snimaka terena sa prethodno pripremljenim mapama, sletni modul sa roverom prišao je mestu određenom za spuštanje da bi, na 21 m visine, prešao u lebdenje. Rover perseverance se konačno odvojio od sletnog modula i sistemom za spuštanje (nazvanog skajkren), viseći na tri užeta polako spustio i konačno dodirnuo površinu Marsa. Potom se ta užad i kabl prekinuta i sletni deo, oslobođen tereta, naglo otišao uvis da bi potom pao na površinu (naravno na bezbednoj udaljenosti od rovera).
Kamera na sletnom odseku je snimila spuštanje rovera na užadima a kamera na gornjoj strani rovera odlazak sletnog odseka posle prekida spojnih veza. Kamere na roveru snimile su i oblak prašine na mestu pada sletnog odseka a sonda orbiter MRO (koja je služila kao relej za vezu sa roverom) snimila je kamerom HiRISE i kapsulu na padobranu tokom spuštanja a kasnije i rover i ostale delove na površini. Kamere rovera su snimile njegove delove i okolinu mesta spuštanja a isproban je i njegov pogonski sistem pri čemu je prešao oko 170m.
Prema planu misije, rover će se uputiti ka 2 km udaljenoj strmoj ivici nanosa nazvanog Delta i popeti na njen plato vršeći previđena istraživanja i uzimanja uzoraka da bi kasnije ušao i korito davno presahle Marsove Neretve. Kraj misije bi bio da se popenje na obod kratera Jezero. Prethodno bi pronašao odgovarajuće mesto za spuštanje lendera sa stepenom koji treba da poleti sa Marsa. Po spuštanju lendera, rover perseverance bi mu prišao i stavio u odgovarajuću kapsulu cevaste kontejnere sa uzorcima tla koje je u toku svoje misije prikupio. Potom bi uzletni stepen poleteo u Marsovu orbitu, susreo se sa kosmičkom letelicom na jonski pogon i predao joj uzorke da ih odnese na Zemlju. Ako bi se u njima našli tragovi davno nestalog života, misija rovera perseverance bi predstavljala veći naučni napredak nego što je bilo koja naučna fantastika mogla da zamisli.

Novi učesnici istraživanja Marsa

Oko Marsa se trenutno nalazi osam sondi orbitera. Pored onih koji su tu od ranije - 3 američke, 2 evropske i 1 indijske - ove godine njima se pridružuju i kineska sonda i sonda koja je projekt Ujedinjenih arapskih emirata.
Ohrabrena uspešnim misijama svojih sondi u istraživanju Meseca, Narodna republika Kina je 23.jula 2020. lansirala svoju sondu nazvanu „tianven-1“(nebeska pitanja) raketom „dugi marš 5“.
Sonda ukupne mase oko 5 t sastoji se od orbitera mase 3125 kg i kapsule sa lenderom i roverom na solarni pogon mase 240 kg.
Sonda je ušla u eliptičnu orbitu oko Marsa 10. februara 2021. i postepeno će se približavati do udaljenosti od njega od 265 km.
Na orbiteru se nalaze kamere srednje i visoke rezolucije, spektrometar za analizu minerala Marsove površine, magnetometar i instrumenti za detekciju i analizu elementarnih čestica u prostoru oko Marsa. Posebno je važan radar OSR za podpovršinska  skeniranja sedimentnih slojeva na Marsu.

Na roveru se nalaze multispektralna i navigaciona i topografska kamera, detektor za određivanje sastava tla na osnovu IC spektroskopije i zračenja izazvanog laserskim isparavanjem (francuske proizvodnje) i instrument za meteorološka merenja i magnetometar. Rover nosi i radarski uređaj za podpovršinsko skeniranje tla, do dubine od 100 m. Za sada, mesto spuštanja lendera sa roverom nije određeno a odluka će biti donesena verovatno u maju, posle proučavanja snimaka mogućih lokacija sa orbitera. Komunikacija sa sondom i praćenje misije se obavljaju i preko kineskog komunikacionog centra u Argentini.
Prva kosmička sonda koja je projekt jedne arapske zemlje,UAR, je lansirana japanskom raketom nosačem H-IIA sa kosmodroma Tanegašima, 19.jula 2020. Nazvana je Misabar al Amal (Nada).
U eliptičnu orbitu udaljenosti 20000-43000 km od Marsa je stigla 9.februara 2021. Ova sonda, ukupne mase sa gorivom 1350 kg, je nastala saradnjom kosmičke agencije UAE sa institutima SAD u Arizoni, Koloradu i Kaliforniji koji su izradili propulzivne sisteme, solarni energetski sistem i sisteme orijentacije i upravljanja sondom. Komunikacija sonde sa Zemljom ide preko mreže NASA. Misija se odvija u saradnji i sa indijskom kosmičkom agencijom ISRO.
Na sondi se nalaze tri kamere koje su projekti UAE, kamera visoke rezolucije EXI i kamere za IC i UV spektroskopiju. Cilj misije je proučavanje Marsove klime i atmosfere, kretanje vodene pare, nastajenje ozona, odlazak vodonika iz nje...
U svim misijama istraživanja Marsa medjunarodna saradnja je vrlo primetan faktor jer nijedna zemlja ne može sama da razvije baš sve a i najbolje naučne instrumente. Vodeća sila u istraživanju Marsa  su svakako SAD, ali entuzijazam i hrabrost novih učesnika u istraživanju Marsa može da se nazove i istrajnošću čitavog čovečanstva, što je u skladu i sa motivom kreatora ideje da se novi rover NASA nazove baš tim imenom - perseverance.

Dragan Lazarević

Kompletni tekstove sa slikama i prilozima potražite u magazinu
"PLANETA" - štampano izdanje ili u ON LINE prodaji Elektronskog izdanja
"Novinarnica"