Historia poznawania Marsa (część 3)

Wczesne misje lat 60. udawały się rzadko. Ale powodzenia niektórych udowodniły, że istnieje techniczna możliwość precyzyjnego wysyłania statków w kierunku Czerwonej Planety. Pierwszą dobrze nakierowaną sondą był Mars 1 – borykała się ona jednak z wyciekiem w silnikach, i tylko dzięki żyroskopom udało się utrzymać jej panele w kierunku Słońca. Ostatnie dane wysłała 193 000 km od Marsa. Dzisiaj kolejny odcinek historii: lata 60. i 70.

W 1964 Rosjanie w ramach programu Zond dokonali kolejnej próby wysłania statku do przelotu obok Marsa. To była już 5. próba marsjańska w wykonaniu Związku Radzieckiego. Można ją sklasyfikować do częściowo udanych, bo choć po manewrze korekty trajektorii w połowie drogi na Marsa stracono z nią łączność i mimo awarii jednego ze skrzydeł paneli słonecznych zbliżyła się ona do Marsa na odległość 1500 km.

Kolejne misje nadeszły w 1969. Po dwa próbniki przygotowali zarówno Rosjanie jak i Amerykanie. W lutym wypuszczono w kosmos sondę Mariner 6. Była to sonda, którą objęła zasadnicza rewolucja techniczna – możliwość przeprogramowania próbnika już w trakcie misji dzięki otwarciu ogromnej anteny do bezpośredniej komunikacji ze statkami w głębokiej przestrzeni kosmicznej na pustyni Mojave (Goldstone Deep Space Communication Complex). Mariner 6 przeleciał 3500 km od planety. Druga identyczna misja została zapoczątkowana miesiąc później. Próbnik Mariner 7 zbliżył się do Marsa na tę samą odległość co jego poprzednik. Oba statki wykonały kompleksowe badania składu atmosfery Marsa, potwierdzili brak w niej azotu i warstwy ozonowej, która mogłaby chronić potencjalne organizmy przed promieniowaniem ultrafioletowym, zmierzyły również ciśnienie, temperatury i wykonały 200 bardzo dokładnych zdjęć powierzchni. (więcej informacji w jęz. angielskim tutaj: http://history.nasa.gov/mariner.html)

Amerykański statek przeleciał w pobliżu Marsa 31 lipca 1969 roku.

Amerykański statek przeleciał w pobliżu Marsa 31 lipca 1969 roku.

Jeżeli chodzi o dwie wspomniane próby rosyjskie: obie zakończyły się porażką. 5 – tonowe orbitery Mars 1969A i 1969B zostały stracone na skutek wybuchów nowo-zaprojektowanej rakiety Proton.

Kolejne okno startowe otworzyło się w roku 1971. Wtedy też Amerykanie po raz pierwszy spróbowali wysłać orbitera marsjańskiego. Sztuka ta dotychczas się nie udała nie z winy samego satelity, ale z winy rakiety (misje Mars 1969A i 1969B), tym razem zdarzyło się tak samo. Mariner 8 spadł do Atlantyku na skutek awarii nosiciela. Nie warty dłuższego wywodu jest start pierwszego potencjalnego lądownika – Kosmos 419. Statek ten nie odczepił się od rakiety i po dwóch dniach orbitowania wpadł w ziemską atmosferę.

Ale już dwa majowe, bliźniacze statki Mars 2 i Mars 3 z częściowym powodzeniem zrealizowały swoje cele. Sondy te składały się z lądownika i orbitera. O ile przy lądowaniu Mars 2 lądownik roztrzaskał się o powierzchnię (awaria rakiet hamujących), a lądownik misji Mars 3 działał przez 15 sekund i wysłał jedno zdjęcie (powodem była prawdopodobnie burza piaskowa) to już orbitery obu misji działały bez zarzutu. Okrążały Marsa długo, wykonały łącznie 60 dobrych zdjęć, wykryły obecność tlenu i wodoru w górnych partiach atmosfery, stwierdziły zmienność temperatur w zakresie od -110 do 13 stopni Celsjusza, dały też informacje o marsjańskim polu grawitacyjnym i magnetycznym.

Zdjęcie przedstawia model lądownika Mars 3. Był on pierwszym ludzkim obiektem, któremu udało się miękko wylądować na powierzchni Marsa, choć działał tylko 15 sekund.

Zdjęcie przedstawia model lądownika Mars 3. Był on pierwszym ludzkim obiektem, któremu udało się miękko wylądować na powierzchni Marsa, choć działał tylko 15 sekund.

Gdy na Marsie panowała potężna burza piaskowa z wiatrami dochodzącymi do prędkości 180 km/h, na jej orbitę po udanym starcie i tylko jednej korekcie kursu dotarł Mariner 9. Stał się on pierwszym amerykańskim orbiterem innej niż Ziemia planety. Mariner 9 był ogromnym sukcesem amerykańskiej inżynierii. Z uwagi na panującą burze piaskową, został przeprogramowany, by mógł rozpocząć badania po jej ustąpieniu. Przesłał łącznie prawie 7 500 zdjęć. Odkrył systemy kanionów, suche koryta rzek, wulkany i zrobił pierwsze wysokiej rozdzielczości zdjęcia księżyców Marsa.

Lato roku 1973 należało do Związku Radzieckiego. Pierwszy, Mars 4 doleciał do Marsa, ale nie wszedł na orbitę z powodu awarii silników. Mars 5 był misją przygotowawczą pod Mars 6 i 7. Wykonał serię zdjęć dla następnych misji. W sierpniu wysłana została misja Mars 6. Statek zgodnie z planem wszedł na orbitę marsjańską i wypuścił lądownik. Ten jednak zdołał jedynie wysłać trochę danych z fazy wejścia w atmosferę. Mars 7 to kolejne niepowodzenie – z powodu błędu w chipie komputerowym statek 4 godziny za wcześnie wypuścił swój lądownik. Oba elementy zostały na orbitach heliocentrycznych.

Po roku 1973 nastąpiła przerwa w misjach marsjańskich. Trwała aż do 1978 roku. Warto było jednak czekać, gdyż na przełomie dekad doczekaliśmy się przełomowej misji lądowników Viking – najdroższej i skończonej ogromnym sukcesem. O tym napiszemy w kolejnym odcinku.

źródła:

Historia poznawania Marsa (część 2)

Mars był traktowany w starożytnym Rzymie jako bóg upraw, później stał się bogiem wojny. Tak samo diametralnie zmienił się obraz Marsa jako planety wskutek stopniowego poznawania i odkrywania na przestrzeni lat. Od XVII wieku na Czerwoną Planetę zwrócono lunety, od XX wieku odpalono rakiety z aparaturą. Poznajemy Marsa coraz dokładniej i coraz szybciej. W tym odcinku poznamy wczesne etapy marsjańskiej astronautyki.

O pierwszych krokach w poznawaniu Marsa można przeczytać w tym artykule.

Rozpęd astronautyczny zapoczątkowany po I Wojnie Światowej przerwała kolejna. A może trafniej powiedzieć, że nie przerwała, a skierowała na inne tory. To w czasie wojny powstały pociski V2 i technologia nazistowska, z których korzystali Rosjanie i Amerykanie. Po wojnie praca nad techniką rakietową nabrała rozpędu z uwagi na wyścig zbrojeń. Kennedy w swoim przemówieniu deklarującym postawienie stopy na Księżycu do końca lat 60. wspomniał także o dalszej eksploracji z wykorzystaniem rakiet jądrowych, miał na myśli załogowe misje na same krańce Układu Słonecznego. Rzeczywistość szybko zweryfikowała te zamierzenia, rakiety jądrowe nigdy nie powstały, a odległość do Marsa i niebezpieczeństwo związane z odkrytym promieniowaniem kosmicznym odłożyły załogową eksplorację Marsa do dalekiej przyszłości.

Ze spuścizny nazistowskiego programu rakietowego korzystali po wojnie zarówno Amerykanie jak i Rosjanie. (źródło: niemieckie archiwum Bundesarchiv http://www.bundesarchiv.de/index.html.de)

Ze spuścizny nazistowskiego programu rakietowego korzystali po wojnie zarówno Amerykanie jak i Rosjanie.
(źródło: niemieckie archiwum Bundesarchiv http://www.bundesarchiv.de/index.html.de)

Po pierwszych sukcesach Związku Radzieckiego (pierwszy satelita, pierwszy człowiek na orbicie) to Związek Radziecki rozpoczął bezzałogowe loty w stronę Marsa. Pierwsze próby wystrzelenia próbników rozpoczęły się w 1960. Dwa półtonowe próbniki, które miały przelecieć w pobliżu Marsa i sfotografować jego powierzchnię nie opuściły nawet orbity okołoziemskiej, a by być bardziej precyzyjnym, nawet do niej nie dotarły. Dwa lata później Rosjanie przygotowali kolejną satelitę do przelotu obok Marsa. Mars 1962A (znany też jako Sputnik 22) – wystartował w październiku 1962 i eksplodował na orbicie ziemskiej w trakcie zapłonu trzeciego stopnia przeznaczonego do skierowania go na trajektorię marsjańską.

Już jednak tydzień później przyszedł pierwszy sukces. Z powodzeniem wyniesiona i skierowana na trajektorię bliskiego przelotu została sonda Mars 1. Była to pierwsza udana próba wystrzelenia statku w stronę Marsa. Prawie tonowa międzyplanetarna stacja badawcza wyposażona w nadajniki, systemy kontroli termicznej, kamerę, systemy do nawigacji, system kierowania, panele słoneczne oraz aparaturę naukową do pomiaru promieniowania, pola magnetycznego, badań właściwości atmosfery i wielu więcej. Niestety w odległości prawie dwustu tysięcy kilometrów od Marsa, zawiódł system sterujący antenami i utracono łączność z satelitą, a ten pozostał na orbicie heliocentrycznej. Misja stanowiła jednak dowód na możliwość techniczną wysłania statku w kierunku Czerwonej Planety. Bowiem te 200 000 pozostałych do pokonania kilometrów wydają się niczym w porównaniu do ponad stu milionów, jakie dzieliły w momencie misji Mars i Ziemię.

Trzy dni po starcie Mars 1 odpalono rakietę do wyniesienia Mars 1962B – drugi ze statków serii Mars 1962 nie uciekł podobnie jak poprzednik z orbity okołoziemskiej.

Okolicznościowy znaczek prezentujący projekt marsjańskiej sondy Mars 1.

Okolicznościowy znaczek prezentujący projekt marsjańskiej sondy Mars 1.

Dopiero w listopadzie 1964 ze swoją pierwszą próbą gotowi byli Amerykanie. Sonda Mariner 3 stanowiła sama w sobie cud ówczesnej techniki elektronicznej. Została zbudowana przez JPL i jej celem miało być – podobnie jak poprzedników – zbliżenie się do Marsa i wykonanie naukowych obserwacji. Statek został wystrzelony 5 listopada 1964 na rakiecie Atlas-Agena. Sonda nie weszła jednak na trajektorię ku Marsowi, gdyż nie udało się jej odrzucić owiewki osłaniającej ją podczas lotu rakietowego w atmosferze ziemskiej. Zasilanie sondy padło na skutek braku możliwości rozłożenia paneli słonecznych. Jednakże już w trzy tygodnie po porażce, zdublowana wersja Mariner 4 pojawiła się na wyrzutni. Tu wszystko poszło zgodnie z planem i w 1965 roku Mariner 4 stała się pierwszą sondą, która sfotografowała kratery na Marsie z bliskiej odległości. Łącznie wysłała 22 zdjęcia, potwierdziła przeważanie dwutlenku węgla w cienkiej i rzadkiej atmosferze oraz wykryła niewielkie pole magnetyczne wokół planety. Przedstawiła więc Mars jako obiekt podobny swym krajobrazem do Księżyca, co było zaskoczeniem dla ludzi oczekujących tam śladów cywilizacji. Jako ciekawostkę warto dodać, że zdjęcia nadesłane zostały nie z kilkunastominutowym opóźnieniem, na które narzekaliśmy podczas misji MSL, ale z opóźnieniem tygodniowym – szybkość bowiem transmisji wynosiła 1 bajt na sekundę. Mariner 4 choć zepsuł legendę o Marsjanach to właściwie dopiero zapoczątkował piękną przygodę odkrywania tajemnic Marsa.

Tak wyglądał Mariner 3 i Mariner 4. Temu drugiemu udało się przelecieć 900 km nad Marsem.

Tak wyglądał Mariner 3 i Mariner 4. Temu drugiemu udało się przelecieć 900 km nad Marsem.

O kontynuacji programu Mariner, osiągnięciach radzieckich programów i historii sond Viking przeczytacie w następnym odcinku serii.

źródła: