Lidstvo a Mars: bůh války, záhada i technologická výzva

Program Viking a nová éra průzkumu

Do poloviny 70. let minulého století se nepodařilo prozkoumat povrch Marsu sondou, jejíž část by na něm v pořádku přistála a dokázala dlouhodobě fungovat. Pak ale nastoupila éra sond Viking, jež začala a skončila misemi Viking 1 a 2. Tyto sondy měly jako obvykle dvě části, z nichž jedna zůstala na oběžné dráze kolem Marsu (orbiter) a byla založena na Mariner 8 a 9, přičemž druhá přistála na povrchu planety. Šlo o stejné sondy o hmotnosti 3,5 tuny včetně paliva, které byly vypuštěny 20. srpna a 9. září 1975 a jejich přistávací moduly úspěšně dosedly na Mars o necelý rok později - Viking 1 v oblasti Chryse Planitia a Viking 2 v Utopia Planitia.
Orbitery měly mimo jiné za úkol nasmímat celý povrch Marsu s rozlišením 150 až 300 metrů a vybrané oblasti v rozlišení 8 metrů, a to z minimální výšky zhruba 300 kilometrů nad povrchem. Pracovaly přitom až do roku 1980, respektive 1978 v případě Vikingu 2. A právě díky nim byly opět přiživeny spekulace o životě na Marsu, když Viking 1 pořídil fotografii skalního útvaru v oblasti Cydonia, který vypadal jako obličej. Až detailní fotografie sondy Mars Global Surveyor z roku 1998 ukázala i nenapravitelným záhadologům, že opravdu nejde o mimozemský monument, ale o hru světla a stínů, která podnítila lidskou představivost.
Přistávací moduly měly za úkol vyfotografovat povrch Marsu zblízka, v místě svého dopadu nasbírat vzorky, samy je analyzovat a pokusit se najít známky života. Stejně tak lépe prozkoumaly složení atmosféry, sledovaly počasí a do půdy zabořily své seismometry. Za roky své práce dokázaly sondy vyslat na Zemi přes 1400 fotografií Marsu (z povrchu i vesmíru). Mezi nimi byla logicky i zcela první fotografie z povrchu Marsu, když tedy zapomeneme na sovětskou sondu Mars 3, jež odvysílala pouze malou část své fotografie, než se odmlčela.
Sondy Viking nám poskytly mnoho různých informací, z nichž vědci těží dodnes. Odhalily, že na povrchu Marsu můžeme najít obrovské vulkány, lávová pole, hluboké kaňony, oblasti plné kráterů, krajinu formovanou prudkými větry a také prokázaly přítomnost bohatých a dosažitelných zásob vody. Ukázalo se také, že Mars může být rozdělen na dvě hlavní oblasti - severní nížinné pláně a jižní vrchovinu s krátery. Jasné patrné jsou také vulkanické oblasti Tharsis a Elysium.
Olympus Mons stojí osamoceně v oblasti Tharsis na severozápadě a přímo skrz ni prochází poblíž rovníku Valles Marineris - systém obrovských kaňonů. Osamocená nížinná oblast na jihu je Hellas Basin, největší známý impaktní kráter ve sluneční soustavě. V1 a V2 označují místa dosedu přistávacích modulů sond Viking.
Vikingy tedy přistály v nižinných oblastech, kde naměřily teploty od -120 °C do -20 °C a musely překonat nástrahy tamního klimatu jako prachové bouře a pozorovaly náhlé změny tlaku, ovšem známky života, jak dobře víme, nenalezly.

Vozítka nastupují

Dalším logickým krokem bylo vyslat na Mars sondu, která bude obsahovat robotické vozítko, jež může samo vyhledat zajímavá místa pro průzkum. USA i Sovětský svaz měly už řadu zkušeností z Měsíce, kde se pohybovaly Lunochody a Lunar Rovery. Rekord v ujeté vzdálenosti drží Lunochod 2 z roku 1973, který po měsíčním povrchu urazil celkem 39 kilometrů. O moc ale s necelými 36 kilometry nezaostává Lunar Rover vozící astronauty z Apolla 17. Ovšem Rusové se nikdy nepokusili na Mars vyslat sondu s vozítkem, a tak zůstali u stacionárních přistávacích modulů.
V roce 1996 tak USA i Rusové vyslali na Mars své sondy, přičemž Sovětský svaz vypustil svůj Mars 96 (známý také jako Mars 8) o několik dní dříve. Šlo o jeden z posledních ruských pokusů představující těžkou 6,2tunovou sondu založenou na sondách Phobos. Jako obvykle se skládala z části pro oběh kolem planety a pak ze dvou přistávacích modulů a dvou penetrátorů, které se měly díky své kinetické energii zabořit hluboko do půdy a analyzovat ji. Každý modul také obsahoval kompaktní disk se sci-fi povídkami, zvukovými a obrazovými materiály inspirovanými průzkumem Marsu, a to jako dárek budoucím průzkumníkům planety. Hlavním cílem však bylo analyzovat povrch Marsu, jeho atmosféru, složení půdy, magnetické pole (Mars nemá globální, ale části jeho kůry jsou zmagnetizovány) a v průběhu cesty měla sonda také sledovat gama záblesky z hlubokého vesmíru a naše Slunce.

Raketa Proton-K/D-2 sice dostala Mars 96 na oběžnou dráhu Země, ale pak v době, kdy raketa byla mimo dosah signálu z pozemní stanice, selhal její vyšší stupeň a ta pak byla nasměrována zpět do atmosféry. Místo dopadu trosek bylo známo, ale nic se z rakety a ani sondy nenašlo, i když bylo jasné, že přinejmenším penetrátory musely havárii přežít a sonda také nesla 200 gramů plutonia 238.

Svou šanci tak dostali Američané, kteří již několik dní poté vyslali na cestu sondu Pathfinder nesoucí pouze cca 11kilogramové vozítko Sojourner.
Pathfinder byl vypuštěn 4. prosince 1996 a přistál 4. července příštího roku v oblasti Chryse Planitia, tedy relativně poblíž dopadu sondy Viking 1. A právě po Vikinzích šlo o první úspěšné přistání další sondy, které zároveň znamenalo éru roverů, čili vozítek. NASA si také díky Pathfinderu vyzkoušela nový koncept pro dosednutí sond, který zahrnoval využití airbagů. Ty obklopovaly celý přistávací modul a zajistily, aby měkce dosedl v poslední fázi přistávání a měly vydržet náraz při dosednutí rychlostí až 15 metrů za sekundu při čistě vertikálním dopadu.

Modul dopadl rychlostí jen o troch nižší a pak si díky airbagům ještě asi patnáctkrát poskočil, než se zastavil. Airbagy poté splaskly a byly vtaženy zpět, aby nebránily Sojourneru ve výsadku. Jeden airbag se zprvu odmítnul nechat uklidit a mohl by představovat pro Sojourner nebezpečí, ale opětovný pokus o vtažení byl úspěšný, takže vozítko mělo volnou cestu.
K čemu Sojourner sloužil a jak byl vybaven? Jeho hlavním zdrojem energie byly solární články (přinejlepším 15 W) a vedle nich i nedobíjitelná 150Wh baterie pro noční aktivitu, díky níž byl sledován také stav vozítka při cestě na Mars. Máme tu také nějaký nám známý hardware, jako 2MHz procesor Intel 80C85 s 512 kB paměti RAM od IBM, 16 kB paměti PROM odolné vůči radiaci a 176 kB paměti pro data. Komunikoval přes 9600baudový modem se svou základnou, který měl dosah asi půl kilometr, což vozítko nakonec ani nevyzkoušelo.

Sojourner také nesl 3 fotoaparáty, dva černobílé vpředu v páru a jeden barevný vzadu, laserem si omakával okolní prostředí, vybaven byl akcelerometry a také zařízením APXS (Alpha Particle X-ray Spectrometer). To dokázalo určit základní složení hornin a prachu na Marsu pomocí jejich bombardování alfa částicemi, přičemž detekovat nedokázalo pouze vodík. To vše obsahovalo toto malé vozítko, pro jehož snadnější pohyb bylo výhodou, že na Marsu se jeho hmotnost snížila ze 11,5 kg na 4,5 kg.
Mise Sojourneru měla trvat pouze jeden týden, ovšem nakonec byla ukončena až po 83 marťanských dnech. Vozítko prozkoumalo různé kamení ve svém okolí a objevilo, že jde o různé nerosty. Našel se (samozřejmě vedle oxidu železa) živec se sodíkem, draslíkem a vápníkem, dále křemen, magnetovec, ilmenit, atd.

První vozítko na Marsu tak bylo vysoce úspěšné. Sojourner najezdil jen asi 100 metrů, ale společně s hlavní stanicí odeslal 16.500 fotografií, 15 chemických analýz a data o počasí. Právě díky němu vědci odhalili, že Mars kdysi nebýval tak nehostinnou planetou a že byl kdysi nejspíše teplejší, existovala na něm voda v tekutém skupenství a mnohem hustší atmosféra. Úkolem dalších misí bylo zjistit i to, jakým způsobem o toto bohatství přišel.