ויקינג 1

משימה

ויקינג 1 שוגרה על גבי משגר טיטן 3E בעל שלב קנטאור עליון ב-20 באוגוסט 1975 והחלה במסע בן 10 חודשים אל מאדים. מקפת ויקינג 1 החלה לשדר תמונות ראשונות לכדור הארץ 5 ימים לפני הכניסה למסלול סביב מאדים ב-19 ביוני 1976. נחיתת הנחתת של ויקינג 1 תוכננה ל-4 ביולי 1976, יום העצמאות ה-200 של ארצות הברית, אך הנחיתה נדחתה בעקבות תצלומים של אתר הנחיתה שנלקחו על ידי המקפת, והנחיתה בוצעה בסופו של דבר ב-20 ביולי 1976, יום השנה השביעי לנחיתת אפולו 11 על הירח. הנחיתה בוצעה בהצלחה והייתה הניסיון האמריקאי הראשון לנחות על מאדים.

המקפת

המקפת נשאה שתי מצלמות וידאו (VIS) לצילום מאדים, ספקטרומטר אינפרא-אדום למיפוי קיטור על מאדים (MAWD) ורדיומטר אינפרא-אדום למיפוי תרמי (IRTM). המשימה הראשית של המקפת הסתיימה עם ההתקבצות העליונה (כדור הארץ ומאדים נמצאים בצדדים מנוגדים של השמש) הראשונה ב-5 בנובמבר 1976. במהלך המשימה, ב-25 ביולי 1976, צילמה מקפת ויקינג 1 את התמונה "הפנים במאדים". משימה נוספת החלה ב-14 בדצמבר 1976 כשה-Solar conjunction הסתיים. המשימה המשנית כללה ביצוע גישות קרובות לירח פובוס בפברואר 1977. הפריגיאה הופחתה ל-300 ק"מ ב-11 במרץ 1977 והועלתה ל-357 ק"מ ב-20 ביולי 1979. ב-7 באוגוסט 1980 נותרה למקפת ויקינג 1 כמות קטנה של גז לניווט והמקפת הועברה למסלול של 320 ק"מ × 56,000 ק"מ כדי למנוע התנגשות עם מאדים וכדי לאפשר תקשורת עם המקפת עד לשנת 2019. עם זאת, המקפת חדלה לפעול ב-17 באוגוסט 1980, אחרי 1,485 הקפות סביב מאדים.

הנחתת

קפסולת הנחתת שוחררה ממקפת הוויקינג ב-20 ביולי 08:51 UTC. בזמן השחרור, קפסולת הנחתת הקיפה את מאדים במהירות של כ-4 ק"מ בשנייה ומנועים רקטיים קטנים החלו להאט את הקפסולה. לאחר מספר שעות, בגובה של כ-300 ק"מ, הקפסולה עברה למצב בו מגן החום הופנה כלפי מטה. במהלך החדירה לאטמוספירה הואטה הנחתת. בגובה של כ-6 ק"מ מפני הקרקע, במהירות של כ-250 מטרים בשנייה, נפרש מצנח בקוטר 16 מטרים. 7 שניות לאחר מכן הקפסולה הושלכה, ו-8 שניות לאחר מכן נפרשו שלושת רגלי הנחתת. תוך 45 שניות מפרישת המצנח, הנחתת הואטה למהירות של כ-60 מטרים בשנייה. בגובה של 1.5 ק"מ הופעלו רקטות האטה על הנחתת עצמה וכ-40 שניות לאחר מכן, במהירות של כ-2.4 מטרים בשנייה, נגעו רגלי הנחתת במאדים.
נחתת ויקינג 1 נחתה ב-22°41′49″N 48°13′19″W, באזור שנקרא Chryse Planitia ב-11:53:06 UTC.
שידור התמונה הראשונה החל כ-25 שניות לאחר הנחיתה ונמשך כ-4 דקות, במהלכן הנחתת הפעילה את עצמה. הנחתת פרשה אנטנה לטווח רחוק, כיוונה אותה אל כדור הארץ ופרשה מוט בעל חיישני מזג אוויר. ב-7 הדקות שלאחר מכן צולמה תמונה פנורמית (300°) ראשונה (מוצגת למטה). ביום שלאחר הנחיתה צולמה תמונת הצבע הראשונה. במקביל, נכשלה פרישת הסייסמוגרף ופין נעילה של הזרוע הרובוטית נתקע, ולקח 5 ימים לשחררו. לנחתת היו שתי דרכים לשדר אל כדור הארץ: שידור דרך מקפת הוויקינג ושידור ישיר אל כדור הארץ.
נחתת הוויקינג קיבלה את השם "אתר ההנצחה טומס מאטצ' בינואר 1982, לכבוד ראש צוות הצילום של תוכנית ויקינג. הנחתת פעלה במשך 2,245 ימי מאדים (2,306 ימי ארץ, כ-6 שנים) עד ל-11 בנובמבר 1982. הנחתת חדלה לפעול בעקבות טעות אנוש - אל הנחתת נשלחה פקודה שגויה, שגרמה לה להוריד את האנטנה והקשר עימה אבד. ניסיונות ליצירת קשר עם הנחתת נמשכו כ-4 חודשים, אבל נכשלו. ב-2006 צולמה נחתת הוויקינג על ידי המקפת לסקר מאדים.

ניתוח אדמה

דוגמאות עפר שנאספו על ידי הנחתת דמו מאוד לעפר שמופק מיבוש לבה בזלתית. בעפר שנבדק היה שפע של צורן וברזל יחד עם כמויות משמעותיות של מגנזיום, אלומיניום, גופרית, סידן וטיטניום. נמצאו גם עקבות של סטרונציום ואיטריום. כמות האשלגן הייתה חמישית מהממוצע בקרום כדור הארץ. מספר כימיקלים נוספים שנתגלו כללו גופרית וכלור שדמו לשאריות אחרי התאדות מי ים. הגופרית הייתה מרוכזת יותר בקרום שמעל לאדמה מאשר בשכבות הקרקע התחתונות. הגופרית יכולה להיות נפוצה כמו סולפטים של נתרן, מגנזיום, סידן או ברזל. סולפיד של ברזל ייתכן גם הוא. הרוברים ספיריט ואופרטוניטי מצאו שניהם סולפידים על מאדים. אופרטוניטי, שנחת על מאדים ב-2004 עם כלים מדעיים משוכללים יותר מנחתת הוויקינג, מצא סולפידים של מגנזיום וסידן במישור מרידיאני. עם שימוש בתוצאות המדידות הכימיות, מודלים מינרליים מציעים כי האדמה עשויה להיות ערבוב של כ-80% חרסית עשירה בברזל, 10% של מגנזיום גופרתי, 5% קרבונט ו-5% תחמוצת הברזל. מינרלים אלו הם תוצרי בליה נפוצים בסלעי יסוד. כל הדגימות שחוממו ב-GCMS נתנו מים. עם זאת, הדרך בה הדגימות טופלו מנעה מדידה מדויקת של כמות המים שהופקו, אך הכמות הייתה קרובה ל-1%. בדיקות באמצעות מגנטים שהיו על הנחתת הצביעו על כך שהאדמה היא בין 3 ל-7 אחוזים מגנטית במרכיביה לפי משקל. הכימיקלים המגנטיים יכולים להיות מגנטיט או מגהמיט. אלו יכולים להגיע מבליה של אבני בזלת. ניסויים שבוצעו על ידי הרובר ספיריט (נחת ב-2004) הצביעו על כך כי מגנטיט יכול להסביר את הטבע המגנטי של אדמה ואבק על מאדים. מגנטיט (חומר כהה מאוד) נמצא באדמה והחלק המגנטי ביותר בקרקע היה כהה גם הוא.

חיפוש אחר חיים

נחתת ויקינג 1 ביצעה מספר ניסויים על פני מאדים לבדיקת היתכנות קיום חיים בהווה והעבר על מאדים. המעבדה הביולוגית של הנחתת שקלה 15.5 ק"ג וכללה שלוש מערכות שביצעו כל אחת ניסוי שונה: ניסוי שיחרור פירוליטי (PR), ניסוי שחרור מסומן (LR) וניסוי תחלופת גז (GEX). בנוסף הנחתת נשאה ספקטרומטר כורמטוגרפי (GCMS) שמדד את הרכבן של תרכובות אורגניות באדמת מאדים. תוצאות הניסויים שביצעה הנחתת היו מפתיעים ומעניינים. ה-GCMS, ה-RP וה-GEX הציגו תוצאות שליליות לקיום חיים, אך ה-LR הציג תוצאות חיוביות. רוב המדענים מאמינים מאז כי התוצאה החיובית נבעה מתגובה כימית לא-אורגנית של האדמה. עם זאת, דעה זו עשויה להשתנות בעקבות גילוי קרח קרוב לפני הקרקע באזור הנחיתה של הנחתת. ישנם מדענים מעטים שעדיין מאמינים כי התוצאה החיובית היא אכן תוצאה של קיום חיים על מאדים. אף כימיקל אורגני לא נמצא על באדמת מאדים, אך באזורים יבשים באנטארקטיקה גם כן אין כימיקלים אורגניים ניתנים לאיתור, אך קיימים שם אורגניזמים החיים בסלעים. למאדים, בשונה מכדור הארץ, כמעט ואין שכבת אוזון, כך שאור אולטרה סגול מעקר את פני השטח ומייצר כימיקלים המגיבים חזק מאוד כמו מי חמצן שיחמצנו כל כימיקל אורגני. הנחתת פיניקס גילתה מלחים שנגזרים מחומצה על-כלורית באדמת מאדים. מלחים אלו הם מחמצנים חזקים מאוד כך שיכול להיות שהם השמידו כח כימיקל אורגני על פני מאדים. אם מלחים אלו נפוצים בכל מאדים, חיים מבוססי פחמן יהיו קשים מאוד על פני השטח.