Istraživanje Marsa

Istraživanje Marsa vrši se već stotinama godina, počevši od izuma teleskopa 1600-tih. Znatno veća mogućnost detaljnijeg posmatranja površine planete izazvala je špekulacije o njenom sastavu, okruženju, pa čak i postojanju života i inteligentnih civilizacija. Misije koje su kasnih 1990-ih upućene na Mars dovele su do znatnog porasta znanja o njemu. Ove su misije, primarno, imale za cilj geološka, a dijelom i biološka istraživanja.

Istraživanje Marsa zauzimalo je važno mjesto u svemirskim programima SAD, SSSR-a, Evrope, Rusije, uz određene pokušaje Kine, Japana, Finske i Indije. Desetine letjelica upućivane su na planetu od 1960-ih. Neke od njih bili su lenderi, druge orbiteri, a treće roveri. Sve su ove misije imale za cilj prikupljanje podataka o historiji Marsa, ali dijelom i pripremu za eventualno upućivanje letjelica s ljudskom posadom. Ova istraživanja trebaju pomoći i u predviđanju budućnosti crvene planete, a dijelom i budućnosti Zemlje.

Zbog kompleksnih inženjerskih zahtjeva jednog međuplanetarnog leta, misije su imale visoku stopu neuspješnosti, naročito u samim počecima. U početku je otprilike dvije trećine svih misija doživjelo neuspjeh prije kompletiranja zadataka posmatranja (neke čak i prije samog polijetanja sa Zemlje). S druge strane, pojedine od njih označene su izuzetno uspješnima, naročito dvojac blizanaca rovera Spirita i Opportunityja, koji su radili još dugo nakon vremena predviđenog od strane istraživača.

U 2019. godini na površini Marsa aktivan je rover Curiosity koji je prizemljio na Mars 6. augusta 2012. godine., a 3 orbitera kruže oko Marsa i vrše određena snimanja (2001 Mars Odyssey, MAVEN i Mars Reconnaissance Orbiter), te lander InSight koji je prizemljio na Mars 26. novembra 2018. godine.

 Marsov sistem 
Mars je dugo bio predmet ljudske fascinacije. Rana teleskopska posmatranja otkrila su promjene u boji površine, što je u početku smatrano vegetacijskim promjenama, kao i određene linearne formacije pripisivane inteligentnom dizajnu. Ova početna nagađanja pobudila su široko interesovanje za Mars. Kasnija teleskopska posmatranja dovela su do otkrića Fobosa i Deimosa, polarnih kapa te Olympus Monsa, najveće planine u Sunčevom sistemu. Dodatna posmatranja ukazala su na to da je Mars, poput Zemlje, stjenovita planeta, formiran otprilike u isto vrijeme kao i ona, te sa samo polovinom njenog prečnika i sa znatno tanjom atmosferom. Površina mu je hladna i podsjeća na pustinju. Bitno je napomenuti da, iako ima samo 1/4 površine Zemlje, ima površinu kopna gotovo jednaku Zemljinoj, s obzirom na to da je oko 71% Zemljine površine pokriveno vodom, a tek 29% je kopno.

Količina podataka dobivenih misijama rapidno je rasla s poboljšanjem tehnologije. Npr., Mariner 4 poslao je 21 sliku 1960-ih, Mariner 9 7.329 slika u 1970-im.NASA PROGRAM & MISSIONS Historical Log

 Pregled 
mini|Letjelica Mars 1M

 Rane sovjetske misije 
Program Mars 1M bio je prvi sovjetski interplanetarni program, koji se sastojao od dvije misije, Mars 1960A i Mars 1960B, lansirane u oktobru 1960. Nakon lansiranja letjelice nisu uspjele dostići ni stabilnu orbitu oko Zemlje, tako da je program završio neuspjehom. Slično su prošle i sljedeće misije Mars 1962A i Mars 1962B.

Mars 1 predstavljao je prvu misiju sovjetskog programa istraživanja Marsa. Lansiran 1. novembra 1962, bio je usmjeren prema Marsu s namjerom da preleti planetu na udaljenosti od 11.000 km, načini njene fotografije i izvrši određena fizikalna mjerenja. 21. marta 1963, na udaljenosti od 106.760.000 km od Zemlje izgubljena je komunikacija s letjelicom zbog kvara na antenskom sistemu.

Slijedile su neuspješne misije Zond 1964A i Zond 2 (1964), te pokušaj slanja petotonskog orbitera (1969), koji je propao zbog problema s novodizajniranom raketom Proton.

U 1970-im Sovjeti su misijom Kosmos 419 pokušali preteći planirane misije iz američkog programa Mariner. Kosmos 419 trebao je biti prvi vještački Marsov satelit, ali je i on pretrpio neuspjeh pri lansiranju 1971. Uslijedile su misije Mars 2 i Mars 3, koje su, pored toga što su bile orbiteri, nosile i lendere. Ovi su lenderi postali prvi ljudskom rukom dizajnirani objekti koji su dotakli površinu Marsa. Zbog tehničkih problema nisu uspjeli poslati povratne podatke na Zemlju.

 Program "Mariner" 

NASA-in Jet Propulsion Laboratory je 1964. dizajnirao dvije letjelice s namjerom da one stignu do planete. Mariner 3 pretrpio je neuspjeh, ali je njegova kopija, Mariner 4, uspješno lansiran i preletio je 7½-mjesečni put do Marsa. Letjelica je došla do planete 14. jula 1965. i uputila na Zemlju prve fotografije neke druge planete izbliza. Također je dobijeno mnogo drugih podataka: o površinskom pritisku od oko 1% zemaljskog i dnevnim temperaturama od oko 100° C. Nisu otkrivena magnetna polja niti radijacijski pojasi. Novi podaci ukazali su na potrebu redizajna budućih misija, te pokazali da su uvjeti za postojanje života na ovoj planeti mnogo nepovoljniji od onoga što se ranije mislilo.

1969. lansirani su sljedeći u nizu Mariner 6 i Mariner 7. Ovog je puta došlo do problema s Marinerom 7, ali nakon što je to uspješno riješeno (dok je letjelica bila na putu), ovaj je poslao čak i više fotografija nego njegov blizanac, Mariner 6. Nakon toga upućeni su sljedeći, Mariner 8 i Mariner 9. Pošto je Mariner 8 izgubljen, druga letjelica stigla je do Marsa te, zajedno sa sovjetskim misijama Mars 2 i Mars 3, utvrdila da se odvija planetarna pješčana oluja. Dok je čekao da se oluja smiri, Mariner 9 napravio je snimke Fobosa, a po okončanju oluje snimio je slike Marsa, detaljnije nego ijedne do tada. Neke od ovih fotografija pružile su detaljnije dokaze da je tekuća voda nekad bila prisutna na površini Marsa.

 Program "Viking" 

U okviru programa Viking 1975. godine lansirane su letjelice Viking 1 i Viking 2. Program se sastojao od 2 orbitera i 2 lendera. Orbiteri su otkrili da su drevne bujice načinile duboke doline i erodirana područja. Bujice su tekle hiljadama kilometara. Područja ispunjena koritima potoka na južnoj hemisferi ukazivala su na to da su na Marsu nekad padale kiše.Raeburn, P. 1998. Uncovering the Secrets of the Red Planet Mars. National Geographic Society. Washington D.C.Moore, P. et al. 1990. The Atlas of the Solar System. Mitchell Beazley Publishers NY, NY. Primarni cilj misije bilo je traganje za dokazima o prisustvu života, te posmatranja meteoroloških, seizmoloških i magnetnih karakteristika Marsa.

 Mars Pathfinder 

Mars Pathfinder američka je letjelica lansirana 4. decembra 1996, a sletjela je na Mars na američki Dan nezavisnosti, 4. 7. 1997. Sastojao se od lendera i rovera (imena Sojourner), koji je bio prvi rover koji je radio na površini Marsa Rover je radio samo 2 mjeseca, ali je prikupio mnogo podataka i slika značajnih kako za potragu za životom na Marsu, tako i za eventualnu ljudsku misiju prema toj planeti.

 Mars Global Surveyor 

desno|mini|Ova slika s Mars Global Surveyora pokriva površinu prečnika oko 1.500 m. Odvodi, slični onima formiranim na Zemlji, vidljivi su iz bazena Newton u području Sirenum Terra (NASA).
Nova NASA-ina misija, letjelica Mars Global Surveyor (ili MGS), lansirana je 1996, a orbitu Marsa dostigla je 1997. Njen primarni zadatak bio je mapiranje Marsa s male visine i to je započeto je u martu 1999, a trajala je gotovo punu marsovsku godinu. Prikupljeni su podaci o površini planete, njenoj unutrašnjosti i atmosferi. Pokazalo se da je MGS prikupio više podataka nego sve ranije misije zajedno. NASA je omogućila pristup ovim podacima svim zainteresiranima.

Pored drugih bitnih saznanja misija je napravila slike usjeka i korita, naizgled načinjenih djelovanjem vode na površini, kao i nekih obilježja koja bi mogla predstavljati rezervoare vode (akvifere). Marsova temperatura je preniska, a atmosfera pretanka da bi voda mogla slobodno teći površinom, ali pojedini naučnici postavili su hipotezu da, u određenim uvjetima, voda može teći i načiniti određena obilježja na površini prije no što ispari ili se zaledi.

Magnetna mjerenja pokazala su da magnetno polje Marsa nije globalno smješteno u jezgru, već je lokalno raspoređeno na pojedinim tačkama u kori. Slike satelita Fobosa ukazuju na to da mu je površina prekrivena slojem prašine, debelim barem 1 m, što je posljedica čestih meteoritskih udaraca. Također je laserskim snimanjem napravljena prva 3-D slika polarnih kapa planete.

5. novembra 2006. izgubljen je kontakt sa MGS-om. NASA je 28. januara 2007. okončala pokušaje za ponovnu uspostavu komunikacije.

 Odyssey i Express 

Loša sreća s misijama zaustavljena je 2001, kad je NASA-in orbiter 2001 Mars Odyssey stigao do planete. Misija mu je bila da upotrebom spektrometra i kamere traga za prošlim i sadašnjim prisustvom vode i vulkanskih aktivnosti na Marsu. 2002. godine objavljeno je da je spektrometar gama-zraka i neutronski spektrometar otkrio veliko prisustvo vodonika, što je dalje ukazivalo na prisustvo ogromnih naslaga vodenog leda u gornja 3 m Marsovog tla, unutar 60° geografske širine na južnom polu.

2. juna 2003. Mars Express Evropske svemirske agencije poletio je prema Marsu s kosmodroma Bajkonur. Letjelica Mars Express sastojala se od Mars Express Orbitera i sonde Beagle 2. Sletna sonda nije dizajnirana za kretanje, ali je nosila uređaj za kopanje, te manji maseni spektrometar, kao i niz drugih uređaja na robotskoj ruci kako bi se moglo tačno analizirati tlo ispod prašnjave površine.

Orbiter je ušao u orbitu Marsa 25. decembra 2003, a Beagle 2 je istog dana počeo sa spuštanjem. Međutim, pokušaji kontaktiranja s lenderom nisu dali rezultat. Pokušaj komunikacije nastavio se i tokom januara, da bi Beagle 2 bio proglašen izgubljenim sredinom februara, a zajednička istraga pokrenuta je od strane Velike Britanije i ESA-e. Ipak, Mars Express Orbiter potvrdio je prisustvo vodenog leda i ugljen-dioksida u ledu južnog pola planete, dok je NASA ranije potvrdila prisustvo ovog elementa i spojeva na sjevernom polu Marsa.

 MER i Phoenix 

NASA-ina misija Mars Exploration Rover (MER) trenutno je aktivna misija koja uključuje 2 rovera, Spirit i Opportunity, s ciljem ispitivanja površine Marsa i njegove geologije. Započela je 2003. upućivanjem rovera - MER-A Spirit i MER-B Opportunity, a misija je ostvarila izuzetan uspjeh, premašivši očekivanja. Roveri su radili 20 puta duže od predviđenog vremena, a Opportunity je tek postao neativan junija 2018. godine.

Phoenix je bila robotska letjelica čija je misija bila istraživanje Marsa. Phoenix Mars Lander, dio letjelice Phoenix, sletio je na Mars 25. maja 2008. Dizajniran za istraživanje Marsa, te za traženje vode i tragova života na Marsu, Phoenix je zamišljen kao visokooperativni rover, te kao dosta jeftina misija.

 Mars Reconnaissance Orbiter 

Mars Reconnaissance Orbiter (MRO) višenamjenski je dizajnirana letjelica za izviđanje i istraživanje Marsa iz orbite. 720 miliona dolara vrijednu letjelicu izgradio je Lockheed Martin pod nadzorom Jet Propulsion Laboratoryja. MRO je lansiran 12. augusta 2005, a dostigao je Marsovu orbitu 10. marta 2006.

MRO sadrži niz naučnih instrumenata, kao što su HiRISE kamera, fotoaparat, CTX CRISM i Sharad. HiRISE kamera koristi se za analizu Marsovog terena, dok CRISM i Sharad mogu otkriti vodu, led i minerale na površini i ispod nje. Osim toga, MRO je trasirao put za nadolazeće generacije svemirskih brodova, kroz svakodnevno praćenje vremena i površinskih uvjeta, potragu za budućim sletištima i testiranjem novog telekomunikacijskog sistema, koji omogućava slanje i primanje informacija neuporedivo većom brzinom u odnosu na prethodne misije. Prenos podataka do i od letjelice događa se brže nego u svim prethodnim međuplanetarnim misijama u kombinaciji, što omogućava MRO-u da služi kao važan satelitski relej za druge misije.

 Rosetta i Dawn 

Rosetta je svemirska letjelica ESA-e, lansirana s ciljem istraživanja komete 67P/Čurjumov–Gerasimenko. Na putu do komete Rosetta je izvela nekoliko gravitacionih praćki zahvaljujući Zemlji i Marsu. Pored Marsa je proletjela na 250 km 25. februara 2007.

Dawn je NASA-ina sonda koja je lansirana 27. septembra 2007. s ciljem istraživanja asteroida Ceresa i Veste. I Dawn je u februaru 2009. iskoristio Mars kao gravitacionu praćku na svom putu.

 Mars Science Laboratory i Fobos-Grunt 

Ove dvije misije pokrenute su krajem 2011. Mars Science Laboratory (MSL) jeste NASA-ina letjelica s roverom namijenjenim sakupljanju uzoraka zemlje i stijena i analize na prisustvo organskih komponenti, te istraživanje uslova okoline, koja je možda u prošlosti bila pogodna za život. Lansiran je 26. novembra 2011, a na cilj je stigao 6. augusta 2012. u krater Gale 

Misija Phobos-Grunt, s druge strane, doživjela je potpuni krah komunikacionog i nadzornog sistema tokom lansiranja i ostala je nasukana u niskoj Zemljinoj orbiti, a potom pala na Zemlju."Russia's failed Phobos-Grunt space probe heads to Earth", BBC News, 14. 1. 2012.

 Prijedlozi misija s posadom 

Mnogi već dugo predlažu slanje misije s posadom na Mars kao sljedeći logičan korak svemirskog programa nakon spuštanja na Mjesec. Protivnici misije navode da ljudi, jednostavno, neće moći nadmašiti robote istraživače u mjeri da bi to opravdalo mnogo veće troškove. Kritičari dalje tvrde da je manja mogućnost kontaminacije Marsa zemaljskim mikroorganizmimaLupisella, ML. "Human Mars Mission Contamination Issues." NASA., tako da bi ipak bila poželjna robotska istraživanja. Početkom 2015. NASA je pokrenula projekat HISEAS koji treba sa simulira mogući život ljudi na Marsu.Simulacija života na Marsu: Šest ljudi će godinu dana živjeti u svemirskoj kupoli iz Klix.ba 23. 10. 2014, pristupljeno 21. 1. 2015

 Teškoće 
Od 38 lansiranja sa Zemlje ka Marsu, samo 19 bilo je uspješno (do novembra 2011). Dakle, stopa uspješnosti je  oko 50%. Od 12 pokušaja spuštanja na površinu, kod samo 7 došlo je do uspješnog uspostavljanja komunikacije po slijetanju.

Većina neuspjelih misija dogodila se u ranim godinama istraživanja svemira, a "moderne" misije imaju bolju stopu uspjeha. Međutim, izazov, složenost i trajanje misije povećavaju vjerovatnoću neuspjeha.The "Mars Curse": Why Have So Many Missions Failed?

Visoka stopa neuspjeha misija lansiranih na Mars neformalno je nazvana "Marsovo prokletstvo" ili "Veliki galaktički vampir", izraz koji se odnosi na izmišljeno čudovište koje se hrani sondama upućenim na Mars. Ovaj izraz je 1997. skovao novinar magazina Time Donald Neff i ponekad je šaljivo korišten za "objašnjenje" višestrukih poteškoća kod ovih misija."The Depths of Space: The Story of the Pioneer Planetary Probes (2004)"  s The National Academies Press. Pristupljeno 7. 4. 2006."Uncovering the Secrets of Mars"  (samo prvi paragraf). Time 14. 7. 1997. Vol. 150 No. 2. URL pristupljeno 7. 4. 2006.

Postoje i primjeri neuspjeha misija izazvanih krajnjom nepažnjom i "čudnim" greškama. Takav primjer je i Mars Climate Orbiter kod kog je prilikom izrade došlo do miješanja američkih i SI metričkih jedinica, što je dovelo do izgaranja letjelice prilikom ulaska u marsovu atmosferu.

 Reference 

 Vanjski linkovi 

 Mars Program, organizacije JPL
 Mars Rover novosti
 Next on Mars (Bruce Moomaw, Space Daily, 9 Mart 2005): Opsežan pregled NASA-inih planova istraživanja Marsa
 Catalog of Soviet Mars images Collection of Russian Mars probes' images.
 NASA History Series Publications  (many of which are on-line)
  Simplified study of orbits to land on Mars and return to Earth (visokoškolski nivo)
 NASA PROGRAM i MISIJE
 Mapiranje Marsa, sada i u historiji (2009)  (en)
 Mars Exploration art (NASA) 
 Mars pomoću Rosetta-e (domaćin The Planetary Society) (en)