Historia poznawania Marsa (część 4)

Nie jest przesadą powiedzieć, że gdyby nie było misji Viking nie byłoby również teraz łazika Curiosity na Marsie. Wielki krok w eksploracji Czerwonej Planety poczyniono właśnie na przełomie lat 70. i 80. Misja Viking – jedna z najambitniejszych dotychczasowych misji, pozwoliła sięgać dalej i odkrywać więcej. Dziś o misji Viking.

Misja Viking dzieliła się na dwa loty. Każdy ze statków Viking 1 i Viking 2 składał się z orbitera i lądownika. Jakkolwiek orbitery korzystały z technologii Marinera, to już lądowniki były konstrukcją tworzoną od nowa. Sondy te były o wiele masywniejsze od swoich poprzedników i już konfiguracja rakiety Atlas – Centaur nie wystarczyła do ich wyniesienia (dużo paliwa bowiem wymagały lądowniki i samo hamowanie dużej masy podczas dotarcia w pobliże Marsa). Zastosowano więc kombinację Titan IIIE – Centaur.

Lądowniki Viking miały bazę aluminiową, wspieraną przez trzy rozkładane nogi. Instrumenty naukowe były przymocowane do górnej podstawy lądowników. Energię do każdego z nich dostarczały radioizotopowe termogeneratory elektryczne (RTG) (podobnie jak w misji MSL, o czym można przeczytać tutaj)

Na tej marsjańskiej mapie czerwonym prostokątem zaznaczony został obszar lądowania VIkinga 2 - Utopia Planitia.

Na tej marsjańskiej mapie czerwonym prostokątem zaznaczony został obszar lądowania VIkinga 2 – Utopia Planitia.

Zdjęcie przedstawia wygląd orbitera misji Viking - projekt zaczerpnięty z wcześniejszych Marinerów.

Zdjęcie przedstawia wygląd orbitera misji Viking – projekt zaczerpnięty z wcześniejszych Marinerów.

dostarczające energii o mocy 30 W i pod napięciem 4.4 V. RTG zasilał izotop Pluton 238. Generatory umieszczone zostały po przeciwnych stronach, osłonione wiatrochronami. Dodatkowym wyposażeniem były niklowo-chromowe baterie wielokrotnego ładowania.

Napęd orbitera składał się z rakiet na hydrazynę (N2H4) umieszczonych w 4 klastrach wokół lądownika po 3 dysze w każdym. Jednostką napędową lądownika były trzy 6-dyszowe zestawy silników na hydrazynę.

Viking 1 wystartował 20 sierpnia 1975 roku, Viking 2 natomiast 9 września tego samego roku. Viking 1 dotarł do planety 19 czerwca 1976 i pierwszy miesiąc przeznaczył na fotografowanie powierzchni by znaleźć odpowiednie miejsca dla lądowania swojego lądownika i tego już dolatującego z misji Viking 2. 20 lipca lądownik Viking 1 osiadł na Złotej Równinie. Viking 2 wszedł na marsjańską orbitę 7 sierpnia. Wylądował 3 września po drugiej stronie marsjańskiego globu na Utopia Planitia (grafika obok).

Głównymi celami misji było dostarczenie zdjęć wysokiej rozdzielczości z powierzchni Marsa, zbadanie składu i struktury marsjańskiej gleby, kompozycji chemicznej atmosfery oraz puszukiwaniu śladów życia. Oba lądowniki były wyposażone w sejsmometry (w Vikingu 1 zawiódł) i przyrządy pomiarów meteorologicznych.

Misja ta była przełomem, gdyż dostarczyła najbardziej w tym czasie kompletnego obrazu Marsa. Nie należy nie docenić misji orbiterów. One bowiem wysłały tysiące zdjęć odkrywając wiele charakterystycznych struktur: wulkany, kaniony, ogromne kratery, obiekty uformowane przez wiatr, dowody na istnienie niegdyś wód powierzchniowych, równiny lawowe. Zdjęcia wyraźnie podzieliły obszar planety na równinną północ i wysokie, kraterowe południe.

Lądowniki zmierzyły temperatury od -123 C do -23 stopni Celsjusza. Zaobserwowały sezonowe burze piaskowe, zmiany ciśnienia atmosferycznego, i przepływ gazów atmosferycznych między biegunami.

Głośnym i do dziś spornym odkryciem był wynik jednego z eksperymentów, który odkrył życie na Marsie. Do dziś naukowcy nie są zgodni co do niego. Wielokrotnie podważane wyniki, zostały w końcu oddalone oficjalnie przez NASA. Dziś jasno stwierdza się, że żaden z lądowników Vikinga śladów życia nie wykrył.

W następnych odcinkach serii lata 80. i 90. W tym pierwszy marsjański łazik.

Na podstawie:

3 kroki w kierunku życia

5 lat obserwacji Marsa przez orbitującego go satelitę MRS (Mars Reconnaissance Orbiter) i analiza danych dostarczonych przez tą sondę pozwoliły wybrać obszar do lądowania i prowadzenia badań na powierzchni planety.

Już teraz prawie na pewno wiemy po jakim terenie Curiosity będzie się poruszał. Mamy dokładną mapę tego terenu oraz wiemy jakich skał się tam spodziewać. Z całą pewnością obszar ten był bogaty w siarczany, krzemiany, glinki i inne substancje wspierające proces powstawania życia.
Misja Curiosity została zaprojektowana, pod kątem zebrania jak największej ilości danych na temat tego procesu. 3 priorytety jakim kierowali się naukowcy NASA to:

  1. Follow the water – Poprzednie misje na powierzchni planety potwierdziły występowanie wody na powierzchni Marsa w przeszłości. Przypuszcza się, że cała wilgoć, w jakiej formowały się perchloratyi odnalezione inne skały znikła około 3 miliardów lat temu. Badanie śladów w warstwie młodszych skał przyczyni się do lepszego zrozumienia zjawisk, jakie zmieniły Marsa w tak suchą pustynię. Łazik prawdopodobnie odkryje niewielkie ilości wody w starszych skałach płytko pod powierzchnią planety.
  2. Follow the carbon – Istnieje szansa, że Curiosity odnajdzie proste związki węgla, tak niezbędne życiu. Są to cząsteczki składające się z jednego albo dwóch atomów węgla,połączonych z wodorem i innymi elementami. Mogą one występować samoistnie, natomiast nie mamy dowodów żeby życie mogło istnieć bez nich. Rozpoznane przez Curiosity aminokwasy mogą, ale nie muszą mieć biologicznego pochodzenia. Pod lupę brane będą również związki azotu, fosforu, siarki i tlenu, również istotne dla życia na Ziemi.
  3. Follow energy – O pochodzeniu wspomnianych związków będziemy mogli tylko spekulować, natomiast informacje zawarte w skałach i minerałach dadzą nam stuprocentową pewność co do procesów jakie zachodziły na Marsie w przeszłości. Poznamy wcześniejsze i obecne warunki atmosferyczne, ilość energii jaką Mars otrzymywał ze słońca oraz składniki mineralne mogące służyć za „pożywienie” dla pierwszych proto-organizmów.

Jest możliwe, że warunki marsjańskie nigdy nie pozwalały życiu przetrwać (a nawet narodzić się) na tej planecie. Bardzo rzadka atmosfera Marsa może być spowodowana ubytkiem w przeszłości,  a może nigdy nie była gęstsza. Analiza zawartości izotopów węgla pozwoli stwierdzić jak było w rzeczywistości. Zbyt duża ilość promieniowania kosmicznego jest zabójcza dla życia. Laboratorium na powierzchni planety sprawdzi czy chroni ona w jakikolwiek sposób przed zabójczą radiacją oraz zmierzy jej ilość na powierzchni. Z kolei potwierdzenie obecności metanu w atmosferze oraz jego analiza izotopowa pozwoli z całą pewnością określić czy jest on pochodzenia biologicznego. Jest bardzo dużo czynników, o których dowiedzieć się możemy tylko przez „dotknięcie” warunków jakie występują na innej planecie.

Curiosity a życie pozaziemskie

Misja ma określić, czy warunki na obszarze badanym przez Curiosity kiedykolwiek nadawały się do powstania i utrzymania życia.

NASA nie ukrywa, że poszukiwanie życia poza Ziemią jest jednym z głównych celów większości misji, również Mars Exploration Program. Jednak laboratorium na pokładzie Curiosity nie jest zaprojektowane do poszukiwania życia sensu stricte. Curiosity nie ma możliwości namierzenia i dostarczenia danych na temat procesów wskazujących na jakąkolwiek trwającą bilogiczną aktywność na powierzchni Marsa. Nie będzie poszukiwał mikroorganizmów ani skamieniałości. Misja Curiosity skupia się na w a r u n k a c h sprzyjających powstaniu życia.

Informacje o tym, czy obszar krateru Gale’a wykazuje lub kiedykolwiek wykazywał warunki sprzyjające istnieniu życia będą istotne przy planowaniu kolejnych misji. W przypadku ich potwierdzenia następny robot będzie miał za zadanie dostarczenie próbek marsjańskich z powrotem na Ziemię, ewentualnie wysłane zostanie laboratorium badające zdalnie życiodajne warunki.

W związku z tym misja Curiosity jest tylko (i aż) kolejnym krokiem w długofalowym procesie poszukiwania odpowiedzi na pytanie o Życie poza Ziemią. NASA nie ukrywa za to, że jest to bardzo znaczący krok, mający dostarczyć odpowiedzi na kluczowe pytania.

Astrobilogia wymienia trzy kluczowe warunki dla powstania życia: istnienie ciekłej wody, związków chemicznych przyswajanych przez żywe organizmy oraz źródeł energii. Mars Science Laboratory kontynuuje strategię badań „podążaj za wodą”, będącą w użyciu od wczesnych lat 90tych. To najlepszy sposób dotarcia do danych wskazujących na ślady życia. Każda kropla wody znaleziona na Ziemii w dowolnych naturalnych warunkach jest nośnikiem elementarnych związków organicznych lub mikrobów. Przez zdecydowaną większość historii Ziemi organizmy te dominowały w przyrodzie. Astrobiologowie są zdania, że jeśli na Marsie istnieje lub istniało kiedykolwiek życie to właśnie w tej prostej formie.