ČESKÉ VYSOKÉ UČENÍ TECHNICKÉ V PRAZE FAKULTA STAVEBNÍ OBOR GEODÉZIE A KARTOGRAFIE KATEDRA MAPOVÁNÍ A KARTOGRAFIE HISTORIE MAPOVÁNÍ A PRŮZKUMU MARSU SEMESTRÁLNÍ PRÁCE LENKA VOCHOVÁ lenkavochova@seznam.cz V Praze 11. června 2012 Geografie 2
2 Abstrakt: V úvodní části jsou popsány obecné informace o Marsu. Dále bude vylíčena historie od úplně prvních pozorování v dobách starověkých civilizací, přes období prvních pokusů o vytvoření mapy a zjišťování dalších informací díky technickému rozvoji v 16. - 19. století. Největší pozornost je věnována období posledních 50ti let, kdy se s rozvojem kosmonautiky a počítačových technologií podstatně zvýšily možnosti velice podrobného zkoumání Marsu. V závěru jsou uvedeny plánované mise. Klíčová slova: Mars, historie pozorování, kosmonautika, NASA, sondy, mapa Marsu Abstract: The beginning gives the basic information about the planet Mars. Next part contains history from the oldest civilization through the first attempts to creation maps and other survey information through technological development in the 16th 19th century. Significant attention is devoted to the last 50 years, when the development of the astronautics and computer technology substantially increased the possibility of a very detailed exploration of Mars. There are planned missions in the conclusion of this paper. Keywords: Mars, history of observing, cosmonautics, NASA,probes, map of Mars
3 Obsah Úvod... 4 Základní charakteristika Marsu... 4 Pozorování starověkých civilizací... 4 16. a 17. století... 4 18. a 19. století... 5 20. století... 5 Mars 1... 5 Mariner 4, 6, 7 a 9... 6 Mars 4,5,6 a 7... 7 Viking 1 a 2... 7 Mars Observer... 7 Mars Global Surveyor... 7 Mars Pathfinder... 8 Mars 96... 8 Mars Climate Orbiter a Mars Polar Lander... 8 Mars Odyssey... 9 Mars Express... 9 Mars Exploration Rover... 9 Mars Reconnaissance Orbiter... 9 Phoenix... 10 Mars Science Laboratory... 10 Závěr... 11 Použité zdroje:... 12 Seznam Obrázků... 13
4 Úvod Cílem této práce je seznámit čtenáře s vývojem pozorování planety Mars od dob před několika tisíciletími až do současnosti. Jsou zde uvedeny jak základní informace to této planetě, tak i její specifika a zajímavosti, kterým lidé v historii i v nedávných dobách přikládali větší význam, než ve skutečnosti měly. Základní charakteristika Marsu Mars je planeta velmi podobná naší Zemi. Její střední vzdálenost od Slunce je přibližně 1,52AU. Rovníkový průměr činí 6794 km, což je asi polovina průměru Země, jeho hmotnost je ale 0,1 hmotnosti Země. Oběžná doba kolem Slunce je přibližně 1,88 roku. Jeden den trvá na Marsu téměř jako ten pozemský 24,6 h. Na rozdíl od Země má velice řídkou atmosféru, která se skládá z 95 % z oxidu uhličitého, ostatní plyny se vyskytují v malém množství, dusík 2,7 %, argon 1,6 %. Pro porovnání je 250x méně hmotná než naše atmosféra. Pozorování starověkých civilizací Časový údaj úplně prvního pozorování Marsu není, ale s největší pravděpodobností to bylo někdy okolo roku 3000 až 4000 př. n. l. Babyloňané, Egypťané a Řekové věděli o tomto nebeském tělese. Každá civilizace jej označovala jinak, většinou to bylo kvůli jeho červené barvě, takže se objevují názvy jako Červený objekt, Nebeský oheň, Pochodeň nebo Bůh války. Také mu říkali putující hvězda. Tento objekt jim připadal zvláštní, neboť se od ostatních hvězd na obloze lišil. První odlišností je barva, podle které jej pojmenovali. Dále se hvězdy na obloze jevily jako mihotající se body, ale Mars jako svítící ploška. Mars je po Slunci, Měsíci, Venuši a Jupiteru pátý nejjasnější objekt na obloze. Poslední odlišností je jeho pohyb. Vlivem pohybu planet po eliptických drahách se mění poloha Marsu vůči hvězdnému poli. Pravidelným pozorováním bychom zjistili, že na obloze opisuje tzv. kličku. Tento pohyb je typický pro vnější planety a je právě u Marsu nejlépe pozorovatelný. 16. a 17. století Dánský astronom Tycho Brahe po dobu 20let vizuálně pozoroval Mars a pečlivě zaznamenával jeho polohu. Přestože ve své době ještě neměl žádné dalekohledy, pouhým vizuálním pozorováním dokázal určit polohu Marsu s přesností do 4obloukových minut. Z těchto měření vycházel jeho student Johannes Kepler a díky kterým vyslovil 3 zákony o pohybu planet. Po objevení dalekohledu roku 1600 jej jako první použil k astronomickým účelům Galileo Galilei, když roku 1609 pozoroval Mars. Dalším pozorovatelem byl Christian Huygens. Pozorováním Marsu přes
5 dalekohled objevil tmavou skvrnu a planetu nakreslil. Zjistil také, že se skvrna (pravděpodobně se jednalo o útvar Syrtis Major) se na povrchu pohybuje s periodou přibližně 24 hodin. V roce 1666 Giovanni Cassini zpřesnil hodnotu rotace Marsu na 24 h 40 min. Huygens jako první objevil světlá místa na jižním pólu Marsu pravděpodobně polární čepičku. V roce 1698 vydal knihu Cosmotheros ve které jako první publikoval myšlenku existence života mimo naši Zemi. 18. a 19. století Pozorování Marsu se věnoval také William Herschel, který na základě svých pozorování světlých a tmavých oblastí stanovil periodu rotace. Také prokázal změny polárních čepiček a pomocí zákrytů hvězd touto planetou zjistil přítomnost atmosféry. Polární čepičky jsou vrstvy ledu, prachu a písku. Během marsovského roku se velikost čepiček mění, protože se střídají roční období. To je způsobeno tím, že sklon rotační osy je přibližně stejný jako u Země. V zimě se utváří další vrstva zmrzlého oxidu uhličitého, který vymrzá z atmosféry. Když se na jaře oteplí, tato vrstva začne sublimovat a dostává se do atmosféry, na opačné polokouli nastává podzim a uvolněný oxid uhličitý se začíná usazovat na opačném pólu. Takhle se stěhuje celá třetina objemu atmosféry, což způsobuje změny atmosférického tlaku, které se projevují pouze na Marsu. V roce 1867 vydal R. A. Proctor první mapu Marsu s kontinenty a oceány. Jeho volba kartografického zobrazení a volba nulového poledníku se používá dodnes. V roce 1877 byly objeveny satelity Marsu panem Asaphem Hallem. Tyto měsíce byly pojmenovány Phobos a Deimos, v překladu to znamená Strach a Hrůza. Ve stejném roce bylo vytvořeno názvosloví pro povrchové útvary. Názvy pocházely z mytologie, historie nebo to byla různá jména. Giovanni Schiaparelli pro podlouhlé útvary použil název canalli, což se překládalo jako kanály. To způsobilo velké zvýšení zájmu o pozorování Marsu kvůli možnosti existence života na Marsu. Nejslavnějším pozorovatelem této doby byl Percival Lowell, který na své hvězdárně intenzivně pozoroval Mars. Vydal o něm tři knihy Mars, Mars and its Canals a Mars as the Abode of Life ve kterých popsal vyspělou civilizaci a ony kanály jako stavby, čímž se mu podařilo zpopularizovat myšlenky o osídleném Marsu. Později bylo dokázáno Eugénem M. Antoniadim, že šlo pouze o optický klam. 20. století Mars 1 Jako první sondu k Marsu vyslali Rusové. Jednalo se o sondu Mars 1, která byla vypuštěna v roce 1962. V červnu 1963 se přiblížila na vzdálenost 193 000 km od povrchu, ale rádiové spojení s družicí bylo přerušeno již o tři měsíce dřív.
6 Mariner 4, 6, 7 a 9 Další vypuštěnou sondou byl americký Mariner 4, který 15. července 1965 proletěl kolem planety ve vzdálenosti 10 000 km a pořídil 22 snímků. Jejich odeslání do řídícího střediska fungovalo na principu podobném faxu. Přenos jednoho obrázku o velikosti 200x200 bodů trval 8 hodin. Aby mohly být obrázky na Zemi přijaty, běželo rádiové zařízení na Marineru celých 10 dní. Fotografie byly velkým úspěchem, ale zároveň i zklamáním. Sice se úplně nepředpokládalo, že by byly na snímcích Lowellovo slavné kanály, ale přesto krajina plná kráterů podobná měsíčnímu povrchu byla překvapením. Největším zklamáním bylo, že nebyly zaznamenány žádné stopy po vegetaci. Původně byly tmavé oblasti kolem rovníku vysvětlovány porostem lišejníkovitých rostlin, které měly pokrývat dna vyschlých oceánů. Tyto tmavé oblasti jsou pouze rozdíly ve zbarvení geologických struktur, jak bylo zjištěno později. Během roku 1969 odstartovaly k Marsu hned dvě sondy agentury NASA Mariner 6 a 7. Ty poslaly na Zem celkem asi 170 snímků. Fotografie odhalily, že na povrchu jsou velké plochy rovného terénu a potvrdily existenci polárních čepiček. Z nevýrazných oblaků v atmosféře byl zjištěn podnební systém a Mars se ukázal být dynamickou planetou, na které se střídají roční období. Mariner 6 a 7 zmapovali téměř celou planetu. Všechny tyto sondy byly aktivní pouze několik dní, dokud se jejich dráhy neodchýlily z dosahu přístrojů na palubě. NASA proto vyvinula nové Marinery, které pomocí malých raketových motorů byly schopny sondu zpomalit a navést na oběžnou dráhu kolem Marsu, kde by mohly obíhat a pracovat tak delší dobu. Takto byly v květnu 1971 vypuštěny dva Marinery. První sonda bohužel po startu selhala a skončila v moři. Mariner 9 dosáhl Marsu 14. listopadu 1971 a byl naveden na jeho oběžnou dráhu. Tato mise byla velice úspěšná i přes počáteční potíže, všechny systémy fungovaly, přesto ale zpočátku nebylo vůbec nic vidět. V té době na Marsu probíhala obrovská prachová bouře. Osvědčila se technologie, kdy sondu mohli navádět přímo z řídícího střediska. Protože ruská sonda Mars 3, která k Marsu letěla v této době, měla již v době startu naprogramované přistání, které nebylo již možné odložit. Kontrolní středisko mohlo pouze sledovat, jak při přistání sondu smetla bouře. Mariner 9 dostával takové instrukce, aby pravidelně snímal povrch, ale pouze pro zjišťování stavu bouře. Na oběžné dráze takto fungoval dva měsíce, než bouře přešla. Během celé této doby se na snímcích objevovaly pouze čtyři eliptické skvrny, vzhledem k tomu, že byly nehybné, usuzovalo se, že to budou nejvyšší vrcholky hor. Po ustálení prachu bylo potvrzeno, že na místech oněch skvrn byly viditelné ohromné sopky. Největší z nich se nazývá Olympus Mons, tyčí se do výšky 27 km a je nejvyšší horou Sluneční soustavy. Kolem ní jsou ještě menší sopky Arsia Mons, Pavonis Mons a Ascraeus Mons. Kromě vysokých sopek v oblasti Tharsis Mariner 9 objevil ještě sousední oblast, která byla později pojmenována Údolí Marinerů (Valles Marineris). Toto údolí je obrovské, táhne se po jedné pětině celkového obvodu planety téměř 4 000 km. V některých místech je až 600 km široké a až 9 km hluboké.
7 Pomocí spektroskopů na Marineru 9 bylo potvrzeno složení atmosféry. Tato sonda vytvořila celkem 7 329 snímků a zmapovala tak téměř celý povrch Marsu. Mars 4, 5, 6 a 7 V roce 1973 vyslalo Rusko k Marsu hned 4 sondy Mars 4, 5, 6 a 7. Ale ani jedna se nedala považovat za úspěšnou. S Marsem 4 bylo ztraceno spojení při sestupu na povrch planety a sonda 7 minula planetu o více než 1 300km a Mars 6 se roztříštil o povrch Marsu. Pouze Mars 5 přistál bezpečně na povrchu, ale po odeslání několika snímků s ním bylo ztraceno spojení. Viking 1 a 2 Po úspěchu s Marinerem 9 vyslala NASA v roce 1975 dvě sondy Viking 1 a 2. Součástí obou sond byly sestupné moduly, které měly podrobně zkoumat povrch. Po dosažení oběžné dráhy Marsu byly vypuštěny přistávací moduly. Místa přistání obou modulů byla pečlivě vybrána. Moduly byly konstruovány tak, že mohly přistát pouze na svahu do 30. Prvotní myšlenka prozkoumat dno Údolí Marinerů nebo úbočí sopek v oblasti Tharsis by byla jistě velice lákavá a přínosná, neboť na dně hlubokého kaňonu by byly nejlepší podmínky pro život, ale vzhledem k riskantnosti přistání bylo zvoleno území poblíž rovníku, které je rovinaté. Pro přistávací modul Viking 1 byla zvolena Planitia Chryse a pro Viking 2 Planitia Utopia. Družicové části obou sond snímaly z oběžné dráhy Planetu i po odpoutání modulů. Viking 1 odesílal měřená data Zemi až do 13. listopadu 1982, kdy mu byl ze Země odeslán chybný příkaz a následně ztracen kontakt. Družicová část Vikingu 1 zaznamenala na jednom ze svých snímků také známý útvar v oblasti Cydonia pojmenovaný jako obličej. Pozdější mise se na tento objekt zaměřily a zjistily, že se jednalo o nevýrazný kopec, který se vlivem nasvícení jevil jako lidská tvář. Viking 2 ukončil svůj provoz 29. května 1980. Družicová část Vikingu 2 byla po vypuštění modulu převedena na polární dráhu a pokračovala ve snímkování planety. Velkým vědeckým přínosem byly fotografie polárních čepiček. Mars Observer 25. září 1992 z letecké základny na mysu Canaveral odstartovala vědecká sonda NASA Mars Observer. Tato sonda měla hned několik cílů, mezi které patřilo zjistit rozložení prvků a minerálů na povrchu, globálně zmapovat povrch a gravitační pole, detekovat magnetické pole, sledovat sezónní změny množství, zdroje a spad prachových částic a zkoumat strukturu a cirkulaci atmosféry. Cena tohoto projektu byla odhadována na 980 milionů dolarů. Po startu byla fáze letu mezi Zemí a Marsem využita ke kontrole a kalibraci přístrojů a zařízení. Probíhal i experiment s výzkumem gravitačních vln. Ale 21. srpna 1993, tři dny před plánovaným vstupem na oběžnou dráhu Marsu, byl se sondou ztracen kontakt, který již nebyl znovu obnoven. Spekulovalo se o explozi v palivovém potrubí při přípravě spuštění motoru sondy, který měl korigovat vstup na oběžnou dráhu. Tuto explozi mohla způsobit závada ventilů. Došlo ke smíchání okysličovadla a paliva mimo spalovací komoru. Po neúspěchu takto nákladné mise, se v NASA uspíšil vývoj jednoduchých, lehkých a finančně méně nákladných sond, které na sobě nesly kopie ztracených zařízení nesených na Mars Observer. Mars Global Surveyor Jedním z nich byl Mars Global Surveyor, který odstartoval v listopadu 1996. Sonda byla vytvořena ve spolupráci NASA a JPL (Jet Propulsion Laboratory). Přestože se nepodařilo zcela vyklopit sluneční panely, sonda fungovala až do roku 2006, kdy se s ní nepodařilo navázat spojení, zřejmě právě
8 z důvodu nedostatku energie z chybějících nevyklopených panelů. MGS na sobě nesl několik přístrojů, kameru pro širokoúhlé i detailní snímky s rozlišením až 50 cm/pixel Mars Orbiter Camera, laserový výškoměr pro měření výšky hor a hloubek údolí, spektrometr pro průzkum atmosféry a povrchu a magnetometr pro výzkum slabého magnetického pole Marsu. Svoji primární misi MGS dokončil již v lednu 2001. Mars Pathfinder Mars Pathfinder byl vyslán k Marsu jen měsíc po MGS. Přistál stejně jako Viking 1 na Chryse Planitia. Složené sluneční panely v sobě ukrývaly malé vozítko Sojourner, které se následně pohybovalo po okolí povrchového modulu. Hlavním cílem této mise bylo prozkoumat složení půdy a kamenů. Předpokládalo se, že složení hornin není tak jednolité, jak ukazovaly vzorky ze sond Viking 1 a 2, které vzorky nasbírali pouze v nejbližším okolí přistávacího modulu. Mars Pathfinder zkoumal vzorky hned několika přístroji, povrchový modul je zkoumal stereoskopickým zobrazovacím systémem a nástrojem pro meteorologická pozorování. Vozítko bylo pro tyto účely vybaveno spektrometrem a černobílou a barevnou stereoskopickou kamerou. Sojourner sbíral a analyzoval vzorky v okolí modulu, urazil téměř 80 m a nasbíral 550 snímků a vyhodnotil 16 chemických analýz vzorků. Ze vzorku bylo možno určit spektrometrem přítomnost většiny prvků, pokud jejich koncentrace byla vyšší než 0,1 %. Mateřská sonda mezitím snímkovala okolí. Sonda i vozítko nakonec překonaly plánovanou životnost a poskytly více dat, než bylo původně plánováno. V březnu 1998 byla mise oficiálně ukončena. Mars 96 V roce 1996 byl pokus o vypuštění ruské sondy Mars 96, která byla vyrobena ve spolupráci 22 států. Cílem této velice nákladné sondy bylo zkoumání povrchu a hledání známek případných forem života. Tato sonda měla silně radioaktivní energetické plutoniové články. Skládala se z orbitální části, dvou přistávacích pouzder, penetrátorů a motorové jednotky. Dále na sondě bylo mnoho přístrojového vybavení pro měření např. slunečního větru a dalších parametrů okolí a povrchu Marsu. Po startu se sice dostala na orbitu Země, ale zřejmě selhal čtvrtý stupeň nosné rakety Proton, který ji měl nasměrovat k Marsu. Sonda se vrátila do atmosféry a zřítila se do oceánu poblíž Velikonočních ostrovů. Byl vyhlášen poplach, kvůli obavě ze silně radioaktivních plutoniových článků, které zřejmě nerozbité skončily na dně oceánu. Mars Climate Orbiter a Mars Polar Lander Mars Climate Orbiter byla jednou ze dvou kosmických sond z programu Mars Surveyor 98, druhá byla Mars Polar Lander. Obě dvě sondy měly za cíl studovat počasí a klima na Marsu, pátrat po vodě a oxidu uhličitém v atmosféře a na povrchu. Z nasbíraných dat se měly sestavit profily atmosféry a určit dlouhodobé změny klimatu. Pro tyto účely byla sonda vybavena přístroji pro fotografování atmosféry a povrchu ve vysokém rozlišení a radiometrem pro měření teploty atmosféry a měření výskytu vodní páry a koncentrace prachu. Dále tato sonda měla sloužit pro přeposílání údajů z povrchové sondy Mars Polar Lander. Po několika korekčních manévrech dorazila sonda 23. září 1999 k Marsu, kde byl zažehnut motor, ale jedno řídící středisko používalo pro instrukce anglické míry, zatímco sonda je očekávala v metrických mírách. Kvůli této chybě se sonda dostala místo plánované vzdálenosti 140 až 150km od povrchu do vzdálenosti pouhých 57 km. Ačkoliv má Mars řídkou atmosféru, Mars Climate Orbiter v ní shořel. Mars Polar Lander také neuspěl, protože stejně jako Mars Climate Orbiter, protože také dostal instrukce v anglických mírách, kvůli této chybě se roztříštila o povrch Marsu.
9 Mars Odyssey Další americkou sondou byl v roce 2001 Mars Odyssey. Cílem této mise bylo zkoumání složení povrchu, zkoumání výskytu vody a průzkum polárních čepiček pomocí spektrometru. Pro provedení odpovídajících experimentů je sonda vybavena skenerem zobrazujícím tepelné emise pro snímkování povrchu ve vysokém rozlišení ve viditelné a infračervené oblasti, převážně pro detekci minerálů, Spektrometrem gama záření pro průzkum chemického složení povrchu, pro měření radiace spektrometrem ionizujícího záření, neutronovým spektrometrem a detektorem rychlých neutronů. Svojí primární misi splnila během let 2001 2004. Mars Express První planetární sondou evropské kosmické agentury ESA byla v roce 2003 Mars Express. Úspěšnost tohoto projektu vedla k vytvoření sesterského projektu Venus Express, který má za úkol průzkum Venuše z oběžné dráhy. Mezi přístroji nesenými na sondě byla stereokamera kombinovaná s kamerou s vysokým rozlišením, dlouhovlnný radar určený k průzkumu podpovrchových struktur do hloubky cca 5 km. Pro výzkum atmosféry a ionosféry Marsu byly neseny další spektrometry a analyzátor neutrálních částic. Po navedení na oběžnou dráhu Marsu provedla sonda několik testů ke zjištění funkčnosti přístrojů a následně začala s vlastním výzkumem. Na konci listopadu 2005 ukončila plánovanou misi a vstoupila do fáze prodloužené mise. Sonda obsahovala přistávací modul Beagle, kterému se bohužel nepodařilo bezpečně přistát na povrchu. Beagle byl určen k biologickým experimentům. Mars Express provedl více než 4 000 oběhů a neustále mapuje povrch planety s vysokým rozlišením. Sondou byly zjištěny polární záře, přítomnost hydrátů síry, křemíku a dalších minerálů v půdě. A v atmosféře poblíž rovníku byl nalezen metan, což by mohlo znamenat přítomnost některých forem aktivního vulkanismu nebo činnost podpovrchových mikroorganismů. Dále byl potvrzen výskyt podpovrchového vodního ledu. Stereokamerou byla nasnímána oblast Cydonia, kde sonda Viking 1 před lety objevila masiv vypadající jako lidská tvář. Mars Exploration Rover V roce 2003 odstartovaly k Marsu hned dvě identické sondy Mars Exploration Rover (MER-A a MER- B). Vozítka byla pojmenována Spirit a Opportunity. Obě přistála bez problémů, na opačných stranách planety. Jejich hlavním cílem bylo pátrat po důkazech výskytu vody na Marsu. Proto byla místa přistání podle toho vybírána kráter Gusev, možná bývalé jezero na dně tohoto impaktního kráteru a druhým místem byla planina Meridiani, kde obsah hematitu v horninách naznačuje možnou přítomnost vody. Během své mise pořídila vozítka tisíce snímků, které svým rozsahem a kvalitou předčily veškerá dosavadní snímkování. Původně bylo plánováno, že vozítka budou v provozu jen 90dní. Spirit se odmlčel 22. března 2010 a Opportunity stále ještě funguje. Největším úspěchem Opportunity byl objev minerálu jarositu, který se v té době stal nejpřesvědčivějším důkazem existence vody na Marsu v minulosti. Velikost snímků odeslaných roboty Spirit a Opportunity překročilo 36 GB. Vozítka jsou vybavena panoramatickými kamerami pro stereoskopické snímkování terénu, spektrometry, mikroskopickým zobrazovačem pro detailní snímky hornin a bruskou pro očištění a obroušení zkoumaných kamenů. Spirit za dobu svého provozu urazil na povrchu Marsu 7,5 km a Opportunity již překonal vzdálenost 34 km. Mars Reconnaissance Orbiter Mars Reconnaissance Orbiter (zkráceně MRO) je další americkou sondou vyslanou na oběžnou dráhu Marsu. Byla vypuštěna 12. srpna 2005 a stala se třetí aktivní družicí Marsu (společně s Mars Express a Mars Odyssey) a celkově pátou aktivní sondou (dvě vozítka z mise Mars Exploration Rover 2003).
10 MRO měla za úkol zkoumat gravitační pole a profil hustoty atmosféry během atmosférického brzdění. Pro tyto účely byla vybavena polychromatickou kamerou HiRISE s vysokým rozlišením (30 cm/pixel), dále monochromatickou kamerou se širokoúhlým objektivem s nízkým rozlišením pro snímky větších území pro lokalizaci snímků z HiRISE, spektrometrem pro zkoumání složení povrchu, radiolokátorem pro zjišťování přítomnosti vodního ledu v hloubce do 1 km pod povrchem. Základní mise skončila v prosinci 2008, od ledna 2009 byla sonda využívána jako retranslační družice pro zajištění spojení mezi jinými sondami a automatickými laboratořemi na povrchu Marsu. Phoenix V srpnu 2007 byla vypuštěna sonda Phoenix, na které se podílela Arizonská univerzita pod dohledem NASA. Byl to společný projekt univerzit z USA, Kanady, Švýcarska a Německa, NASA a Kanadské kosmické agentury. Phoenix přistál poblíž severní polární čepičky v oblasti Vastitas Borealis. Jeho cílem bylo analyzovat zmrzlou půdu. Pro splnění tohoto úkolu byla sonda vybavena robotickým ramenem, které bylo dlouhé přes dva metry. Pomocí tohoto ramena je sonda schopna odebírat vzorky až z hloubky 50cm. Vzorky byly po odebrání vyhodnocovány v analyzátorech TEGA a MECA. TEGA je kombinací vysokoteplotní pece a hmotnostního spektrometru. Vzorek se zahřeje a odpařené látky jsou odvedeny do spektrometru, kde jsou analyzovány. MECA je soubor přístrojů pro vyhodnocení vzorků na základě jeho elektrochemických a vodivostních charakteristik. Dále byla sonda vybavena několika kamerami pro snímkování povrchu. Poslední data byla z Phoenixu získána v listopadu 2008, od té doby se s ní nepodařilo navázat spojení. Zajímavostí je, že sonda s sebou nesla speciální DVD vyrobené ze speciálních křemenných skel, ty odolají nepříznivým marsovským podmínkám po mnoho let. DVD mimo jiné obsahuje text Wellsovy Války světů a Marsovské kroniky od Raye Bradburyho. Jsou tam také nahrány vzkazy osobností astronoma Carla Sagana nebo spisovatele Arthura C. Clarka. Mars Science Laboratory Aktuálně probíhajícím projektem NASA je Mars Science Laboratory (MSL) alias Curiosity. V překladu zvědavé vozítko se od předchozích liší hned v několika ohledech. Na první pohled velikostí jeho hmotnost je 899 kg což je pro představu asi pětkrát více než Spirit nebo Opportunity. Pro přistání na vzduchovém polštáři je tedy sonda příliš těžká. Bylo nutné tedy vytvořit zcela novou techniku přistání. Po oddělení sestupového modulu se po odhození tepelného štítu zbrzdí padákem, zažehnou se raketové motory a po stabilizaci přistávacího modulu bude samotné vozítko spuštěno na lanech na povrch. Při přistání se Curiosity musí trefit do oblasti o rozloze 500 kilometrů čtverečních, což je pětkrát menší cíl než u dosavadních misí. Jinak hrozí, že se při dopadu rozbije. Sonda s sebou nese také více přístrojů pro výzkum. Kromě kamer a mechanických nástrojů pro získávání vzorků má i plynový chromatogram, hmotnostní spektrograf nebo zařízení pro měření rozptylu rentgenových paprsků jsou to tedy přístroje sloužící k určení chemického složení hornin. Laserový paprsek dokáže vzorky odpařovat a z uvolněných plynů získat další informace. Curiosity není vybaven přímo k hledání fosilních mikroorganismů, ale měl by získat informace o podmínkách, jaké na Marsu v minulosti panovaly. Stejně jako předchozí projekty i tady je jedním z cílů pořizovat snímky a videosekvence z povrchu Marsu v dosud nevídaném rozlišení. Tato mise by měla zjistit, zda vůbec někdy vznikl na Marsu život, charakterizovat klima Marsu a charakterizovat geologii Marsu. Na tyto otázky se pokusí odpovědět pomocí osmi konkrétních cílů, které jsou zjištění povahy a množství organických uhlíkových sloučenin, hledání chemických stavebních kamenů života (uhlík, vodík, dusík, kyslík, fosfor a síra), identifikaci prvků, které se mohou účastnit biologických procesů, zjištění
11 chemického izotopového a mineralogického složení povrchu Marsu, zjištění procesů, které vytvořily a upravily horniny a půdy, stanovení vývoje atmosféry během posledních 4miliard let, zjištění současného stavu, distribuci a koloběh vody a oxidu uhličitého a měření širokého spektra povrchového záření. Další odlišností oproti jiným sondám je způsob napájení, u dřívější se používaly solární panely. Vzhledem k vysoké hmotnosti Curiosity byly pro pohon zvoleny radioizotopové termoelektrické generátory, protože solární panely by musely být příliš velké a navíc by nemusely účinně fungovat ve vysokých zeměpisných šířkách Marsu, v zastíněných oblastech nebo v prašných podmínkách. Vozítko se bude po povrchu pohybovat rychlostí asi 30m za hodinu. Očekává se, že MSL urazí během své dvouleté mise alespoň 19 km. Vývoj této sondy byl v přepočtu 47 miliard korun. Závěr Již před mnoha tisíciletími se vzbuzovala planeta Mars zájem lidí. Postupným zkoumáním se o ní běžní lidé i vědci dozvídají nové a nové informace. S přísunem nových poznatků se studují nové jevy a procesy, které probíhají, nebo mohly probíhat v minulosti na povrchu Marsu. Stále je co zkoumat. Americká NASA již vyvíjí další sondu, která by měla zkoumat vnější část atmosféry. Sonda MAVEN (Mars Atmosphere and Volatile EvolutioN) by měla odstartovat v roce 2013. NASA také zpracovala koncept výzkumné základny nazvané Mars Base 10. Tento koncept je navržen pro 10 astronautů a je založen na současných technologiích. Tento projekt je nezávazně naplánován na rok 2035. Zatím nejbližším přistáním na Marsu bude 3. srpna tohoto roku zvědavé vozítko Curiosity z právě probíhající mise.
12 Použité zdroje: [1] BIZONY, Piers. Řeky na Marsu: Hledání vesmírných zdrojů života. Praha: PRÁH, 1998. ISBN 80-85809-92-3. [2] POKORNÝ, Zdeněk. Planety. Praha: AVENTINUM s. r. o., 2005. ISBN 80-868558-07-3. [3] Týden: Curiosity, pojízdná laboratoř za 47 miliard, vyrazila k Marsu [online]. 2011 [cit. 2012-06- 11]. Dostupné z: www.tyden.cz [4] Vtm: Vozítko Curiosity: zvědavý tulák rudou planetou [online]. 2010 [cit. 2012-06-11]. Dostupné z: www.vtm.zive.cz [5] Mars. [online]. [cit. 2012-06-11]. Dostupné z: www.planety.astro.cz [6] Wikipedia. [online]. [cit. 2012-06-11]. Dostupné z: www.wikipedia.org
13 Seznam Obrázků Obrázek 1: Pohyb Marsu - klička... 14 Obrázek 2: Náčrt Marsu - Huygens... 14 Obrázek 3: Náčrt Marsu - Cassini... 14 Obrázek 4: Náčrt Marsu Herschel... 15 Obrázek 5: Schiaparelliho mapa... 15 Obrázek 6: Mapa R. A. Proctora... 15 Obrázek 7: Mariner 4... 16 Obrázek 8: Snímek pořízený Marinerem 4... 16 Obrázek 9: Snímek kanálů pořízený Marinerem 9... 16 Obrázek 10: Snímek Olympus Mons pořízený z Marineru 9... 17 Obrázek 11:Snímek pořízený po přistání z Vikingu 1... 17 Obrázek 12: Snímek pořízený po přistání z Vikingu 2... 17 Obrázek 13: Mars Express... 17 Obrázek 14: Mars Exploration Rover 2003 Spirit... 18 Obrázek 15: Mars Exploration Rover 2003 Opportunity... 18 Obrázek 16: MRO... 18 Obrázek 17: Phoenix... 19 Obrázek 18: Porovnání vozítek Spirit, Sojourner a Curiosity... 19 Obrázek 19: Přistání Curiosity... 19
14 Obrázek 1: Pohyb Marsu - klička Obrázek 2: Náčrt Marsu - Huygens Obrázek 3: Náčrt Marsu - Cassini
15 Obrázek 4: Náčrt Marsu Herschel Obrázek 5: Schiaparelliho mapa Obrázek 6: Mapa R. A. Proctora
16 Obrázek 7: Mariner 4 Obrázek 8: Snímek pořízený Marinerem 4 Obrázek 9: Snímek kanálů pořízený Marinerem 9
17 Obrázek 10: Snímek Olympus Mons pořízený z Marineru 9 Obrázek 11:Snímek pořízený po přistání z Vikingu 1 Obrázek 12: Snímek pořízený po přistání z Vikingu 2 Obrázek 13: Mars Express
18 Obrázek 14: Mars Exploration Rover 2003 Spirit Obrázek 15: Mars Exploration Rover 2003 Opportunity Obrázek 16: MRO
19 Obrázek 17: Phoenix Obrázek 18: Porovnání vozítek Spirit, Sojourner a Curiosity Obrázek 19: Přistání Curiosity