Na Marsu gre za biti ali ne biti (FOTO in VIDEO)

Pristajanje na Marsu je zahtevno, opozarjajo pri Nasi in se, kot tudi vse nas, pripravljajo na morebiten neuspeh, čeprav so edina vesoljska agencija s pozitivno statistiko pristankov. Dan D je ponedeljek, ko bo tehnološko dovršenost (in srečo) preizkušal lander Insight.

To bodo nove minute groze za ekipo ameriške vesoljske agencije, potem ko so se te pred šestimi leti končale s huronskim veseljem, ko je rover Curiosity (Radovednost) avgusta preživel spust na rdeči planet, na katerem še danes uspešno raziskuje. Oktobra 2016 smo stiskali pesti za evropsko-ruski lander Schiaparelli, ki pa se je raztreščil ob stiku s tlemi, vendar je vseeno poslal nekatere ključne podatke za načrtovanje prihodnje misije ExoMars 2020, ki vključuje ruski lander in evropski rover. Nasa se medtem pripravlja na izstrelitev svojega roverja Mars 2020, ki bo pristal v kraterju Jezero.

Čakal bo potrese in trke meteoritov

Veliko se bodo zagotovo naučili tudi od Insighta, notranjega raziskovalca seizmičnih, geodetskih in termičnih značilnosti, ki bo, kot pove že njegovo ime, proučeval najmanj poznan del Marsa: njegovo notranjost. Znanstveniki upajo, da bodo poleg tega veliko novega izvedeli o Zemlji, Veneri, Merkurju in Luni, ki so se pred 4,5 milijarde let oblikovali iz enakega prvotnega materiala, prav tako bodo lažje določevali, kateri planeti zunaj našega osončja so primerni za življenje.



Roverji in drugi landerji so poslali neprecenljive podatke o kanjonih in vulkanih, proučili so mineralno sestavo tal, a so le popraskali po površini, Insight pa bo v dveh letih zavrtal v globino. Medtem ko je na Zemlji in Veneri tektonsko delovanje uničilo večino dokazov o davno minulih časih, je Mars že več kot tri milijarde let statičen.
Lander, ki je plod mednarodnega sodelovanja, bo operacije začel minuto po pristanku.

Začetni manevri bodo avtomatični, zato ne bo čakal na ukaze z Zemlje. Odprava bo predvidoma trajala eno Marsovo leto plus 40 Marsovih dni ali tako imenovanih solov, prevedeno v zemeljski čas, do 24. novembra 2020. Prvih deset tednov bodo potekale predvsem priprave na postavitev in pravilno delovanje znanstvenih instrumentov.



Nato bo sedem tednov vrtal v globino petih metrov, kamor bo nato spustil sondo za merjenje temperature. Zatem se bo lotil zbiranja podatkov. Čeprav se zdi, da so roverji pri raziskovanju uporabnejši, so stacionarne sonde bolj primerne za občutljive instrumente, ki več mesecev zbirajo podatke na enem mestu.

Pri Nasi navajajo dva glavna znanstvena cilja: s proučevanjem notranje strukture in procesov razumeti oblikovanje in evolucijo skalnatih planetov ter ugotoviti potresno aktivnost in zaznati trke meteoritov. Lander bo s seizmometrom SEIS, razvitim v Franciji, analiziral, kako potresne vibracije potujejo skozi notranjost planeta. Prvič so seizmometer na drugo nebesno telo postavili leta 1969, ko je Apollo 11 pristal na Luni, na Marsu sta bila s precej manj občutljivim seizmometrom opremljena tudi oba landerja Viking leta 1976, toda instrumenta sta bila na vrhu plovila, pri Insightu pa bo položen neposredno na tla.

Znanstveniki imajo kar nekaj dokazov, da tudi Mars doživlja potrese. Na Zemlji jih večinoma povzročijo premikajoče se tektonske plošče, na Marsu pa vulkanizem in razpoke, ki nastajajo v plašču. Potresno valovanje povzročajo tudi trki meteoritov. »Vsak potres je kot svetilka, ki razsvetli notranjost planeta. Študije, kako potresni valovi prehajajo skozi različne plasti, skorjo, plašč in jedro, lahko znanstvenike privedejo do natančnih debelin teh plasti in njihove sestave. Seizmologija je kot rentgensko slikanje Marsa,« so zapisali pri Nasi. Znanstveniki predvidevajo, da bodo v dveh letih zaznali od dvajset do sto potresov z največjo možno magnitudo šest.

»Krtek« bo meril temperaturo

Manjši ko je planet, hitreje izgubi toploto, in ker je Mars velik kot tretjina Zemlje, je je večino izgubil že davno. Večino geološke aktivnosti, tudi vulkanizem, je doživel v prvi milijardi let.



Z nemško sondo za merjenje temperature HP3 bo Insight meril, kako tla prevajajo toploto, koliko se je iz globin dviga in izgublja proti površju. »Krtek« se mora spustiti dovolj globoko, da nanj ne bodo vplivale temperaturne razlike na površju, tudi lastna temperatura lahko vpliva na pravilnost meritev.

»Če se bo krtek zataknil višje, kot pričakujemo, bo še vedno meril spremembe temperature, a bodo imeli podatki več šuma. V tem primeru jih bomo korigirali s primerjavo z meritvami temperature površja,« je pojasnil Tilman Spohn z nemškega vesoljskega centra DLR, kjer so HP3 razvili in od koder ga bodo tudi upravljali. Poleg tega bo sonda oddajala toplotne sunke, da bodo ugotovili, kako hitro se segrejeta prst in kamnina ter kakšna je prevodnost.

Podatki bodo pokazali, kako so na Marsu nastali vulkanski velikani, med njimi najvišji v osončju Olympus Mons, ki se nad ravnico dviga kar 26 kilometrov visoko. Tako visoki so lahko postali, ker je bila tektonika plošč očitno minimalna in se je material lahko nabiral samo v višino. Na Zemlji zaradi premikanja tektonskih plošč nastajajo nižji vulkani v verigah.

Vulkani poleg oblikovanja površja z bruhanjem plinov iz notranjosti planeta ustvarjajo tudi atmosfero. Znanstveniki predvidevajo, da so se nekatere suhe rečne struge oblikovale med izbruhi vulkanov gorovja Tharsis, saj so plini vsebovali vodno paro, ki je kondenzirala in nastale so močne padavine.

Z radijskim instrumentom RISE bo lander zaznaval rahle spremembe oblike planeta ob rotaciji in hitrosti rotacije okoli osi in po orbiti, na kateri ga sem ter tja rahlo premika privlačnost Sonca.

Drugi instrumenti, med njimi tudi robotska roka ter dve barvni kameri, so bolj ali manj podporni. Z dodatnimi senzorji bo lander spremljal vetrove, spremembe v šibkem magnetnem polju in zračnem pritisku.

Najprej je treba pristati

Vse to bo seveda počel, če mu bo po potovanju, dolgem več kot šest mesecev in pol, uspelo pristati. »Šestindvajsetega novembra okoli 11.47 po pacifiškem času (ob 20.47 po našem) bomo pristali ne glede na vse. Imamo balistični vstop, ne moremo ga spremeniti, ne moremo narediti še enega kroga,« je pojasnil Tom Hoffman, vodja projekta pri Nasinem laboratoriju za reaktivni pogon JPL.

Manever tako imenovanega vstopa, spusta in pristanka je izredno tvegan, načrtovan pa je glede na velikost plovila. Ker je Mars znan po prašnih viharjih, so toplotni ščit in padalo prilagodili pristajanju v neugodnih vremenskih razmerah.

»Okoli tisoč korakov je od vrha atmosfere do površja in vsak mora biti izpeljan popolno,« je povedal glavni inženir pri JPL Rob Manning. Pogledate ga lahko v spodnjem videu (v angleščini).



Kritični del odprave se začne približno sedem minut pred vstopom v atmosfero, ko se plovilo loči od potovalne stopnje. Usmeriti se mora v natančno lego, da bo toplotni ščit lahko opravil svojo nalogo. Proti sicer zelo tanki atmosferi bo plovilo letelo s hitrostjo okoli 21.000 km/h (5800 m/s) pod kotom 12 stopinj. Pri večjem kotu vstopa bi plovilo zgorelo, pri manjšem bi se odbilo od atmosfere, je razložil Manning.

Po vstopu v atmosfero bo šlo hitro; vsega bo konec v slabih sedmih minutah groze. V atmosfero (višina 125 km) bo vstopil s hitrostjo 5500 m/s (19.800 km/h), toplotni ščit se bo segrel krepko čez tisoč stopinj Celzija. Po slabih štirih minutah se bo odprlo skoraj 12 metrov široko padalo, toplotni ščit bo odletel, lander bo pretegnil noge, zagnal se bo radar, ki bo meril hitrost in višino. Po dobri minuti in minuto pred pristankom se bo na višini okoli 1600 metrov padalo odcepilo, hkrati se bodo prižgali motorji, ki bodo lander pognali stran od padala in zaščitne lupine. Ob pristanku mora 358-kilogramsko plovilo motorje ugasniti natančno ob stiku s tlemi, sicer se bo prevrnilo, je še povedal Manning.

Nestrpno čakanje na prve podatke

In kako bomo vedeli, ali je šlo vse kot po maslu? Kar nekaj orbiterjev in zemeljskih teleskopov bo usmerjenih v dogajanje, od nas oddaljeno 146 milijonov kilometrov, od koder signal potuje 8,1 minute. Insight bo, če bo lahko, takoj po pristanku zaklical Uspelo mi je!, a to bo šibek signal. Sedem minut kasneje bo to ponovil bolj jasno in glasno, saj bo takrat že zagnal anteno, teleskopi bodo lahko dobili nekatere podatke o stanju plovila, inženirji pa se bodo precej načakali, preden bodo dobili potrditev, ali so se pravilno razprostrli solarni paneli. Pristajanje bosta neposredno spremljala obiterja Mars Reconnaissance in 2001 Mars Odyssey, prek katerih bosta potekala tudi vsa nadaljnja komunikacija in sporočanje podatkov.



Pri Nasi bodo pristajanje prvič spremljali s satelitoma Mars Cube one, ki sta si pot proti Marsu prištopala z Insightom. Kmalu po vzletu sta se sicer ločili od raziskovalnega plovila in zdaj nadaljujeta pot neodvisno. Eksperimentalni kockasti plovili v velikosti kovčka iz družine plovil Cubesat bosta celotno fazo pristajanja predvajali skorajda v živo. Morda bosta posredovali tudi fotografijo takoj po pristanku na Elizejski ravnici (Elysium Planitia). Območje na zahodnem delu ravnice brez velikih skal so izbrali iz varnostnih razlogov, saj je misija usmerjena v proučevanje notranjosti, ne v zanimivosti površja. Od mesta pristanka roverja Curiosity v kraterju Gale je kraj oddaljen okoli 600 kilometrov. Ker je območje tako popolnoma ravno, ga je ekipa landerja poimenovala kar »največje parkirišče na Marsu«.

Ali bo res parkirišče ali pa kraj strmoglavljenja, bomo izvedeli že čez nekaj dni. Nasa, za katero je to dogodek leta, bo dogajanje iz nadzornih centrov predvajala v živo na spletni strani, pripravili pa so tudi več javnih dogodkov, med drugim na znamenitem newyorškem trgu Times square.