Prieskum Marsu kozmickými sondami

Mars sa stal jednou z prvých planét, ktorá bola skúmaná v začiatkoch vesmírneho prieskumu. Okolo tejto planéty už obiehali, dopadali na jej povrch, pristávali a jazdili po nej, aby získali dáta o jej geologickom zložení, vlastnostiach povrchu, hľadali vodu a skúmali klímu americké, ruské, európske, arabské, čínske a japonské sondy.
V poslednej dobe sa Mars dostáva do veľkej pozornosti. Dokazujú to aj posledné misie vesmírnych sond k tejto planéte. Dôvodom je hlavne relatívne malá vzdialenosť Marsu od Zeme (v porovnaní s inými planétami), pevný povrch, a prítomnosť riedkej atmosféry, čo veľmi uľahčuje výskum automatickými sondami. Už v minulosti sa venovalo jeho výskumu veľa vedcov, v minulom storočí dokonca prevládalo presvedčenie, že na Marse je vyspelá civilizácia. Neskôr však pozorovania a hlavne výpravy vesmírnych sond túto teóriu úplne vyvrátili. Na Marse sa však nachádza zmrznutá voda v polárnych čiapkach, kedysi pravdepodobne dokonca tiekla i po jeho povrchu. Preto sa vedci pokúšajú nájsť odpoveď na otázku, či v minulosti nemohol na Marse predsa len mimozemský život existovať, aj keď v tej najprimitívnejšej forme. Vyvrcholením výskumu Marsu by malo byť už mnohokrát odkladané pristátie človeka na Marse.
Pokusy o prelet (1960 – 1965).
Programy Mars a Zond.
Sovietsky zväz odštartoval v štartovacích oknách 1960, 1962, 1964 celkovo šesť sond: Mars 1M No.1, Mars 1M No.2, Mars 2MV-4 No.1, Mars 1, Mars 2MV-3 No.1 a Zond 2. Štyri z nich sa nedostali ani na cestu k Marsu a so zvyšnými dvoma bolo na ceste prerušené spojenie.
Program Mariner.
USA vyslali roku 1964 dve sondy. S Marinerom 3 bolo prerušené spojenie po neúspešnej separácii aerodynamického krytu a následnej strate napájania. Mariner 4 bola úspešná a odoslala 22 snímok Marsu z preletu 15. júla 1965 vo vzdialenosti .
Prelety a prvé oblety (1969 – 1971).
Mars 2 – 3.
Ďalšie tri sovietske sondy opäť havarovali, ale roku 1971 sa vydali na cestu sondy Mars 2 a Mars 3, z ktorých každá sa skladala z orbitálnej a povrchovej sondy. Obidva orbitálne moduly mapovali povrch od decembra 1971 do augusta 1972. Povrchová časť sondy Mars 2 dopadla tvrdo na Mars, ale Mars 3 pristál mäkko a 20 sekúnd po pristátí vysielal. Na jedinom odoslanom obrázku nebolo nič rozoznať, čo podporilo špekulácie o kvapalnom povrchu.
Napriek tomu tieto dve sondy boli prvé, ktoré dosiahli povrch Marsu.
Mariner 6 – 9.
USA pripravili pre obidve okná tohoto obdobia po dvoch sondách. Marinery 6 a 7 preleteli okolo planéty vo vzdialenosti , odoslali 400 snímok a skúmali zloženie atmosféry. Mariner 8 havaroval pri štarte, ale sesterský Mariner 9 bol úspešný a 14. novembra 1971 sa stal historicky prvou ľuďmi vyrobenou družicou na obežnej dráhe inej planéty a jeho 7 329 snímok zrealizovaných počas 698 obletov pokrylo vyše 80 % povrchu Marsu a poskytlo základný kameň pre plánovanie ďalších amerických misií.
Prvý veľký nápor (1973 – 1975).
Mars 4 – 7.
Pre rok 1973 si Američania dali pauzu. Oproti tomu Sovieti pripravili 4 sondy Mars 4 – 7 (2 družice a 2 povrchové sondy). So sondou Mars 6 sa stratilo spojenie pri zostupe, Mars 4 a 7 úplne minuli planétu. Iba Mars 5 odoslal niekoľko snímok skôr ako sa s ním stratilo spojenie.
Program Viking.
USA vyslali v roku 1975 dve sondy, ktoré sa skladali z obežnej a povrchovej časti. Všetky časti možno označiť za úspešné. Celkovo odoslali 55 000 snímok. Orbitálne moduly zmapovali celý povrch s rozlíšením a regionálne oblasti až . Dlhodobé záznamy povrchových modulov sú základom pre marsovskú klimatológiu. Zrealizovali tiež viacero experimentov zameraných na testy prítomnosti živých organizmov, výsledky však neboli jednoznačné a existencia života na Marse nebola preukázaná ani vyvrátená.
Pokus o návrat na Mars.
Program Fobos (1988).
Po dlhej pauze vo výskume sa ako prvý spamätal Sovietsky zväz, ktorý roku 1988 zorganizoval špeciálnu misiu pre výskum mesiaca Marsu Fobos. So sondou Fobos 1 bolo stratené spojenie na ceste, s Fobos 2 po odoslaní iba niekoľkých snímok.
Mars Observer (1992).
USA pre návrat zvolili komplexnú a drahú sondu Mars Observer, ktorá však stroskotala krátko pred dosiahnutím obežnej dráhy. Táto havária viedla k prehodnoteniu ďalších misií, čo viedlo k programu dvoch lacných sond (jedna družica a jedna povrchová sonda) každé štartovacie okno.
Misie roku 1996.
Mars 96.
Rusko s pomocou niektorých európskych krajín chcelo už v roku 1994 vyslať sondu k Marsu, ale došlo k zdržaniu a štart misie Mars 96 sa uskutočnil až v roku 1996. Pre poruchu na nosnej rakete sa sonda však zrútila do Tichého oceánu.
Mars Global Surveyor.
Nová americká misia bola Mars Global Surveyor, ktorá zopakovala niektoré experimenty zo strateného Mars Observeru. Napriek tomu, že kvôli chybnému vyklopeniu slnečných panelov trvalo brzdenie s pomocou atmosféry trocha dlhšie, sonda bola funkčná až do novembra 2006 a mapovala povrch s rozlíšením 15 metrov. Vďaka novej technológii mohla s rozlíšením rozoznať povrchové sondy.
Štart sondy: 7. november 1996; na obežnej dráhe Marsu bola od 12. septembra 1997. 2. novembra sa so sondou stratilo spojenie a podľa vyhlásenia Jet Propulsion Laboratory je nutné považovať ju za stratenú.
Mars Pathfinder.
Povrchová sonda Mars Pathfinder si so sebou niesla aj rover Sojouner, ktorý skúmal zloženie kameňov v okolí sondy a komunikoval cez ňu so Zemou. Pohyboval sa rýchlosťou /s, prešiel takmer okolo sondy Pathfinder a nevzdialil sa od nej na viac ako . Počas 83 dní misie preniesol Sojourner prostredníctvom povrchového modulu Pathfinder 550 snímok a 16 chemických analýz vzoriek.
Štart sondy: 4. december 1996; pristátie 4. júla 1997; prerušenie spojenia 27. septembra 1997.
Neúspechy a minimálne misie (1998 – 2001).
Mars Climate Orbiter a Mars Polar Lander.
V rámci plánu dvoch misií odštartovala roku 1998 orbitálna sonda Mars Climate Orbiter, ktorá mala skúmať počasie a dianie v atmosfére. Druhou sondou bol Mars Polar Lander, ktorý mal pristáť v polárnej oblasti a počas pristátia uvoľniť dva penetrátory (Deep Space 2), ktoré sa mali veľkou rýchlosťou zavŕtať do povrchu a skúmať hlbšie vrstvy. Jedno riadiace stredisko sondy Mars Climate Orbiter počítalo v míľach a druhé v kilometroch. Sonda sa kvôli tomuto nedorozumeniu dostala do hustejších vrstiev atmosféry a zhorela.
Na sonde Mars Polar Lander bola technická porucha a sonda sa zrútila.
Mars Odyssey 2001.
Pre rok 2001 sa pôvodne počítalo tiež s dvoma sondami, ale po predchádzajúcom neúspechu bol povrchový modul zakonzervovaný a bude použitý pre misiu Phoenix v roku 2007.
Sonda 2001 Mars Odyssey nesie ďalšie experimenty stratené na veľkej sonde Mars Observer ako štúdium radiácie a chemického zloženia. Kamera sondy má horšie rozlíšenie ako pri sonde Mars Global Surveyor, ale zaberá väčšie územie. Sonda funguje ako retranslačná stanica pre povrchové sondy. Väčšina dát z misie MER prichádza práve cez ňu, ďalšia časť cez MGS a iba malá časť je vysielaná priamo na Zem.
Druhý nápor (2003).
Nozomi.
Japonská sonda Nozomi odštartovala už v roku 1998, ale pre poruchu nosiča sa nedostala na potrebnú dráhu a spotrebovala veľa paliva. Aby sa jej podarilo pri Marse zabrzdiť, bolo rozhodnuté využiť menej náročný prílet v roku 2003. Môžeme ju teda počítať k celkom 5 sondám, ktoré mali v tomto období Mars skúmať. Bohužiaľ v kritický okamih zážihu nebolo so sondou naviazané spojenie a tá iba bez úžitku preletela okolo.
Mars Express.
Misia Európskej vesmírnej agentúry zahŕňala orbitálny modul a povrchovú sondu Beagle 2, ktorá mala pomocou mechanickej ruky skúmať pôdu vo svojom okolí. So sondou Beagle 2 nebolo po plánovanom pristátí nadviazané spojenie. Orbitálna sonda Mars Express potvrdila výskyt vodného ľadu v polárnych oblastiach.
Mars Exploration Rover 2003.
Misia "Mars Exploration Rover" pozostáva z dvoch vozidiel (roverov): Opportunity a Spirit, ktoré sú IDENTICKÉ. Spirit pristál 4. januára 2004 v kráteri Gusev a Opportunity 25. januára 2004 na pláni Meridiani. Hlavným cieľom misie je hľadať kamene a pôdu, ktorá by dokazovala skorší výskyt vody na Marse. Vozidlo Spirit sa odmlčalo po šiestich rokoch práce v marci 2010, Opportunity je tiež odmlčaná.Prekonala rekord;najdlhšia jazda na inej planéte, resp. inom objekte ako je Zem, dokonca aj v misiách Apollo s mesačnými rovermi (41 km).Našla na povrchu Marsu hematit, čo je zlúčenina, že na Marse v minulosti prúdila voda.Rover Opportunity bol rover, ktorý prekonal všetky očakávania.
2005 – 2019.
Mars Reconnaissance Orbiter.
Mars Reconnaissance Orbiter (MRO) odštartoval 12. augusta 2005, k Marsu sa dostal v marci 2006, ale vedecká časť misie začala až v novembri po navedení na nižšiu dráhu pomocou pomalého, menej náročného brzdenia s pomocou atmosféry (tzv. aerobraking). Hlavným cieľom misie je fotografovať planétu s vysokým rozlíšením (30) pre detailné plánovanie ďalších sond a hľadať dôkazy o prítomnosti vody na povrchu v minulosti. V období od januára 2009 do decembra 2010 bude sonda využívaná ako retranslačná družica na zaisťovanie spojenia s inými sondami a automatickými laboratóriami na povrchu Marsu.
Phoenix.
25. mája 2008 úspešne pristála na Marse nepohyblivá americká sonda Phoenix, ktorá bola na svoju cestu vyslaná 4. augusta 2007. Pristála v blízkosti severnej polárnej čiapočky. Sonda je vybavená robotickou rukou, ktorá je schopná odobrať vzorky až do vzdialenosti 2,5 metra a dostať sa až meter pod marťanský povrch. Medzi vybavenie sondy patrí mikroskopická kamera, ktorá je schopná vyhotoviť fotografie predmetov s veľkosťou jednej tisíciny hrúbky ľudského vlasu.
Komunikáciu so Zemou jej zabezpečujú sondy na obežnej dráhe Marsu "Mars Odyssey" a Mars "Reconnaissance Orbiter". Dĺžka misie je plánovaná na cca 34 mesiace, kým nenastane na severnej pologuli zima a nedostatok svetla pre solárne panely sondy. Vedci neočakávajú, že by Phoenix prežil zimné obdobie, kedy teploty klesajú k −100 °C. Do tej doby by však mohol zhromaždiť údaje, z ktorých by sa vedci mali dozvedieť viac o tom, či na Marse kedysi mohla existovať primitívna forma života.
Vo vzorke odobratej 30. júla 2008 sa dokázala prítomnosť vody, čím bola jednoznačne dokázaná nielen prítomnosť vody na Marse, ale aj hypotéza o polárnom ľade, ktorý sa nachádza v polárnych oblastiach pod niekoľkocentimetrovou vrstvou prachu.
Fobos-Grunt.
8. novembra 2011 štartovala ambiciózna misia ruskej agentúry Roskosmos s názvom Fobos-Grunt. Pozostávala z pristávacieho modulu na odber vzoriek z marťanského mesiaca Fobos a čínskej sondy Yinghuo-1, ktorá mala byť umiestnená na obežnú dráhu Marsu. Pre zlyhanie motorov 4. raketového stupňa Fregat však sonda zostala obiehať po nízkej obežnej dráhe okolo Zeme a napriek medzinárodnému úsiliu sa s ňou nepodarilo obnoviť spojenie.
Mars Science Laboratory.
Dovtedy najkomplexnejšou a najdrahšou misiou k planéte Mars bol Mars Science Laboratory s robotickým vozidlom "Curiosity". Ide o viac ako vážiaci rover, ktorý obsahuje vyše vedeckého vybavenia. Inovatívnym a pomerne zložitým manévrom úspešne pristál v kráteri Gale 6. augusta 2012.
Mars Orbiter Mission (Mangalján).
5. novembra 2013 štartovala z kozmického centra Satiša Dhawana sonda Mangalján Indickej kozmickej agentúry. 24. septembra 2014 bola úspešne navedená na obežnú dráhu okolo Marsu (len dva dni po prílete americkej orbitálnej sondy MAVEN). Šlo primárne o technologickú demonštráciu, sekundárnym cieľom bol prieskum dynamiky horných vrstiev atmosféry Marsu.
MAVEN.
18. novembra 2013 štartovala orbitálna sonda misie MAVEN ("Mars Atmosphere and Volatile EvolutioN Mission") americkej NASA, zameraná na výskum atmosféry Marsu. Na orbitu vstúpila 22. septembra 2014. Medzi hlavné ciele patrí výskum procesov, ktorými Mars prišiel o niekdajšiu hustú atmosféru a vodu. Podobne ako Mars Reconnaissance Orbiter, aj MAVEN plní okrem vedeckých aktivít aj úlohu orbitálnej retranslačnej družice pre komunikáciu s povrchovými sondami a rovermi, vrátane komunikácie s roverom Perseverance v roku 2021.
ExoMars Trace Gas Orbiter.
ExoMars je dvojdielna kozmická misia, ktorú realizuje Európska vesmírna agentúra (ESA) v spolupráci s ruskou agentúrou Roskosmos. Hlavnými prvkami programu sú misia ExoMars 2016 a misia ExoMars 2020. ExoMars 2016 bola tvorená orbitálnou sondou Trace Gas Orbiter (TGO) a demonštračným pristávacím modulom Schiaparelli, ktorý však havaroval pri pokuse o pristátie. TGO bol 19. októbra 2016 úspešne umiestnený na orbitu a po 11 mesiacoch aerobrakingu a následných motorických úpravách dráhy začal 21. apríla 2018 vedecké aktivity, zamerané na lepšie porozumenie metánu a ďalším stopovým plynom prítomným v atmosfére Marsu, ktoré by mohli byť dôkazom možnej biologickej aktivity.
InSight a MarCO.
InSight je americká povrchová sonda určená na seizmický výskum vnútornej stavby Marsu. Pristála 26. novembra 2018. Sprevádzaná bola dvoma orbitálnymi cubesatmi, MarCO-A a MarCO-B, ktoré fungovali ako retranslačné družice pre komunikáciu InSight so Zemou pri vstupe, zostupe a pristátí. Šlo o prvé cubesaty určené na prevádzku mimo obežnej dráhy Zeme a misia slúžila ako technologická demonštrácia a test odolnosti cubesatov pri takomto použití.
2020 – 2029.
Al-Amal.
Al-Amal (, ) je prvá medziplanetárna kozmická sonda Spojených arabských emirátov, vyslaná v rámci "Emirates Mars Mission". Štartovala 19. júla 2020, na orbitu Marsu vstúpila 9. februára 2021. Študovať má denné a sezónne cykly poveternostných podmienok v atmosfére Marsu. 
Tchien-wen-1.
Tchien-wen-1 je čínska misia zahŕňajúca orbiter, pristávací modul a malý rover. Štartovala 23. júla 2020. Orbiter bol na obežnú dráhu umiestnený 10. februára 2021, pristátie landeru a roveru na povrchu Marsu úspešne prebehlo 15. mája 2021.
Mars 2020.
Misia Mars 2020 americkej NASA zahŕňa rover Perseverance a malý autonómny vrtuľník Ingenuity. Štartovala 30. júla 2020 a na Marse úspešne pristála 18. februára 2021. Veľký rover s rozmermi osobného automobilu a hmotnosťou približne 1 tonu nesie množstvo vedeckých prístrojov na výskum atmosféry, vnútorného zloženia Marsu, zásob podpovrchovej vody a prípadných stôp života. Dizajn komponentov je založený na predchádzajúcej misii Mars Science Laboratory, na rozdiel od starších solárne poháňaných roverov je však rover Perseverance (podobne ako Curiosity) vybavený rádioizotopovým generátorom (RTG), čo mu zabezpečuje stály zdroj energie, nezávislý od množstva prachu v atmosfére a denných resp. sezónnych cyklov. Disponuje robotickým ramenom na zber vzoriek, vrtákom s výmennými nadstavcami a chemickým laboratóriom.