Hosszú évek után újra izgalmas volt a Marsra nyíló legutóbbi indítási ablak, ugyanis három küldetés indult el a vörös bolygó felé tavaly júliusban, majd érkezett meg idén februárban. Az Egyesült Arab Emirátusok űrben keringő szondája csak egy űrkutatási szempontból kis ország első nagy dobásáról szól; az amerikai Perseverance misszió nemcsak leszállt a felszínre, de a NASA az eddigi legfejlettebb roverét engedte szabadjára a Marson; míg a kínai Tianwen–1 küldetése a bolygókutató szondák mindhárom alaptípusát (orbiter, lander, rover) felsorakoztatta. Az újoncokkal együtt immáron hat műhold, két rover és további két fix leszállóegység kutatja a Marsot. Plusz egy helikopter.
A NASA eddigi mozgó szondái a Marson. A kis plakett a Perseverance roveren található. (Forrás: NASA / JPL-Caltech)
A Mars megközelítése és felderítése egészen más kategória, mint mondjuk a Holdé. Míg a Föld égi kísérője körül az indítást követően néhány nappal máris pályára lehet állni, addig a vörös bolygóhoz a jelenlegi technológiával nagyjából 200 napig tart az út! Ráadásul ez már az optimális eset, amikor a Mars-közelség idején, gazdaságos módon lehet űreszközt indítani az ilyenkor 60-90 millió km-re lévő bolygóhoz. Ez az ún. indítási ablak 26 hónaponként nyílik ki, és mindössze pár hétig tart, a világ űrkutatásban élenjáró nemzeteinek tehát igencsak tartaniuk kell a menetrendet, ha nem akarnak hoppon maradni. Ami ezen nemzeteket illeti, a közelmúltig jóformán csak az USA-ról beszélhettünk.
A Föld-Mars oppozíciók 2012 és 2027 között a Nap északi pólusából nézve (kvázi a Naprendszer ”felülnézete”). A távolságok AU-ban (astronomycal unit ~150 millió km) vannak megadva. (Forrás: Martin J Powell/www.nakedeyeplanet.org)
Bár az első években a Szovjetunió több szondája is sikeresen haladt el (fly-by) a Mars közelében vagy állt pályára (orbiter) a bolygó körül, a leszállással (lander) már problémájuk akadt. Legtovább a Mars–2 egység jutott, ami valószínűleg sikeresen landolt 1971. december 2-án (elsőként az emberiség történetében), ám másodpercekkel később megszakadt vele a kapcsolat. Az űrversenyből kihátráló szovjetek 1973-tól kezdődően hosszú ideig nem is küldtek szondát a Marshoz, és az utód Roszkozmosz is csak egyetlen sikeres missziót (Trace Gas orbiter) tud felmutatni, azt is az Európai Űrügynökséggel együttműködésben. A NASA a Viking–1 és –2 sikeres leszállásával és exobiológiai vizsgálataival abszolút teljesítette azt, amit a kor technológiai színvonalával el lehetett érni – ennek örömére az amerikai űrügynökség is majd két évtizedre jegelte a marsi küldetéseket. A ’90-es évek második felétől azonban szisztematikusan egymásra építkező programokkal tért vissza a vörös bolygóra, amelyre senki más nem tudott sikeresen leszállni (pedig az Európai Űrügynökség például kétszer is próbálkozott).
A Mars topológiai térképe +/- 70 fokos szélességi körök között, feltüntetve rajta az összes eddig landolt leszállóegységet és rovert. ( Forrás: Wikipedia)
A tesztmisszióként funkcionáló Pathfindernél jelesre vizsgázott a kerekeken guruló laboratórium (rover) koncepciója, ami utat nyitott a Spirit és az Opportunity kettősének. A hosszú évekig funkcionáló és mozgásban lévő roverek minden korábbinál hatékonyabban tudtak új vizsgálatokat végezni, látványos felvételeiknek köszönhetően pedig az egész emberiség részesülhetett a marskutatás élményéből. A testvérrovereket követte a mind a mai napig dolgozó Curiosity, a közelmúltban érkezett Perseverance, legújabban pedig Kína új büszkesége, a Zhurong. A roverek ráadásul csak a jéghegy csúcsát jelentik: jelenleg 8 orbiter, 3 rover, 1 fix pozíciójú lander és egy helikopter képezi az emberiség jelenlétét a Marson. Ebből a flottából öt eszköz érkezett a legutóbbi, igen forgalmas indítási ablak során, ráadásul két új nemzettel bővült a marsi jelenléttel büszkélkedő országok igencsak rövid listája.
Hope (Remény)
orbiter
Egyesült Arab Emirátusok
A rendkívüli anyagi erőforrásokkal rendelkező közel-keleti arab állam csak az utóbbi időben kezdett el befektetni az alapkutatásokba, ennek a folyamatnak egyik csúcsintézménye a Mohammed bin Rashid Space Centre, amelyet Dubai 2006-ban hívott életre, de az utóbbi évekig “csak” műhold-fejlesztésekkel foglalkozott. 2014-ben azonban nem sokkal az indiai Mangalyaan Mars-szonda sikeres pályára állása után az Emirátusok is bejelentette első Mars-misszióját. Az ambiciózus projektet az ország mérnökei tervezték meg és fejlesztették, és bár az összeszerelés javarészt amerikai partnerekkel zajlott, a misszió irányítását és a tudományos eredmények kiértékelését megint csak az Emirátusok (amúgy meglepően fiatal) kutatócsoportja fogja végezni. Nem túlzás tehát azt állítani, hogy a kb. 200 millió dollárba került űreszköz ténylegesen az arab ország sikere.
A Hope szonda főbb tulajdonságai (Forrás: MBRSC)
A Hope az előzetesen felvázolt terveknek megfelelően készült el 2020 tavaszára, majd július 19-én útnak is indult egy japán Mitsubishi H–IIA rakéta segítségével közel nyolc hónapos útjára. A szonda 2021. február 19-én érkezett meg, a Mars légkörének fékező hatását is kihasználva ekkor állt rá elnyújtott ellipszis alakú pályájára. Keringései során a Marshoz való legközelebbi tartózkodási pontján is viszonylag távol, több mint 20.000 km-re halad el a bolygó felszínétől, amit elsősorban a tudományos célok indokolnak. A Hope elsődleges feladata ugyanis a marsi légkör nagy léptékű folyamatainak tanulmányozása (gyakorlatilag globális időjárás-jelentés, megspékelve némi jég-, aeroszol- és porkoncentráció-méréssel), ehhez pedig az atmoszféra teljes egészét szemmel kell tartania. Mindezen méréseket legalább két éven keresztül fogja folytatni, de figyelembe véve más űrügynökségek eddigi Mars-szondáinak élettartamát, ezt valószínűleg meg fogják hosszabbítani.
Marsi pajzsvulkánok a Hope műhold kamerájának szemszögéből. (Forrás: MBRSC)
Zhurong
lander & rover
Kína
Az első sikeres nem amerikai felszíni küldetés a Marson – önmagában ennyi is elég, hogy aláhúzzuk a kínai űrügynökség, a CNSA projektjének jelentőségét. Sokkal többet nem is igazán lehet hozzátenni, a CNSA ugyanis rendkívül szűken mérte a Zhuronggal kapcsolatos információkat a 2020. július 23-i indítást megelőzően, sőt, a februári érkezését követően is. Azt is csak órákkal korábban lehetett tudni, hogy a rovert szállító leszállóegység május 14-én fog alászállni, és a sikeres landolásról is csak egy szűkszavú kommüniké érkezett. Az első megerősítő felvételeket öt nappal később tették közzé (ez valószínűleg a keringőegység pályája miatt tartott ilyen sokáig), az első színes panorámaképekre pedig további három hetet kellett várni.
A Zhurong rover és lander egy beállított képen, amelyet egy a rover által lehelyezett kamera készített. (Forrás: CNSA)
Kína tehát nem kapkod azzal, hogy minden rendelkezésre álló információt azonnal megosszon a világgal. Hasonlóan viszonyulnak a Zhurong tudományos programjához is, ugyanakkor a rover hat tudományos műszerét (kivétel nélkül kínai gyártmány) nyilvánosságra hozták. Ebből tudható, hogy a Spirit/Opportunity roverekhez megdöbbentően hasonlító rover hivatalos célkitűzései (minő döbbenet…) megdöbbentően hasonlatosak a Spirit/Opportunity roverek munkájához, nevezetesen: a felszíni kőzetek vizsgálata, vízjég keresése és légköri vizsgálatok lefolytatása. A Zhurong küldetése a hivatalos tervek szerint 90 marsi napig (sol) tart, ugyanakkor a szintén napelemekből energiát nyerő Opportunity 14 éves működése ennél sokkal hosszabb élettartamot sejtet.
A Zhurong leszállóegysége, amelyről maga a rover is legurult. Körülötte a végtelen kősivatag. (Forrás: CNSA)
Tianwen–1 (Mennyei kérdés)
orbiter
Kína
Ahhoz, hogy a felszínen dolgozó Zhurong rádiójelei eljussanak a Földig, szükség van egy erősítő/átjátszóállomásra is. Az űrkutatás nemzetközi együttműködéseinek köszönhetően a CNSA számíthatott az ESA orbiterjére, a Mars Odyssey-re (a NASA-nak tilos bármiféle kooperáció a kínai kollégákkal), ám Kína mindenképp önálló projektet akart felmutatni. Ennek folyományaként a küldetést úgy tervezték meg, hogy a rovert (pontosabban az azt felszínre juttató landert) szállító űregység stabil pályára álljon a bolygó körül, és a következő években innen továbbítsa a Zhurong adatait.
A Tianwen–1 az űrben; a fehér kúp alatt a Zhurong leszállóegyéggel. (Forrás: CNSA)
Ha pedig már ott van egy keringő egység, amely pályájának Mars-közeli pontján mindössze 265 km-re közelíti meg a felszínt, a CNSA mérnökei természetesen számos tudományos berendezéssel is felszerelték a Tianwen–1-et. A különböző felbontású kamerákon kívül akad többek között radar-berendezés, a felszíni ásványi összetételt vizsgáló spektrométer és a mágneses tér változásait figyelő magnetométer.
A Tianwen–1 pályája a Mrs körül. (Forrás: Kaynouky / Wikipedia)
Perseverance (Kitartás)
rover
USA
A NASA negyedik rovergenerációjának képviselője első ránézésre nem sokban különbözik elődjétől, a Curiositytől: ugyanúgy egy tonnás, három méter hosszú, hat keréken guruló laboratórium, amelyet napelemtáblák helyett egy radioaktív fűtőanyaggal működő minireaktor lát el energiával. Uóbbi szegmenst leszámítva azonban a Perseverance gyakorlatilag minden tekintetben az elődjének továbbfejlesztett változata. Már a megérkezése is különlegesnek számított, a Jet Propulsion Laboratory ugyanis először alkalmazott önműködő navigációs rendszert a rovert felszínre pottyantó leszállóegységnél. A pontosabb landolás is ugyanazt a célt szolgálja, mint a teljesen újratervezett mérőeszközök: az egykori(?) marsi élet nyomainak keresését.
A marsi levegőben lógó Perseverance az érkezés pillanatiban. (Forrás: NASA/ JPL-Caltech)
Első hallásra talán elcsépeltnek tűnhet a fenti mondat, ám tény: a Perseverance az első szonda a Viking űrszondák után, ami közvetlenül a exobiológiai kísérleteket és megfigyeléseket végez, nem pedig geológiai és kőzettani vizsgálatokat. Elsősorban olyan helyszíneket és ásványokat keres az egykoron víz borította Jezero-kráterben, amelyek megőrizhették egy korábbi mikrobiális létforma (pl. baktériumtelep) lenyomatát. A különösen érdekes kőzeteket el is tárolja egy későbbi (egyelőre tervezés alatt álló) misszió számára, amely képes lesz visszajuttatni a mintatartót a Földre – ha valóban létezett az élet valamilyen formája a Marson, arra csak a földi laboratóriumok precíz vizsgálatai deríthetnek majd fényt.
Sok jó eszköz kis helyen is elfér. (Forrás: NASA / JPL-Caltech)
Az élet nyomai után való keresgélés és a minden korábbinál jobb felbontású marsi tájképek mellett a Perseverance két további, jövőbe mutató kísérletet is magával cipelt. Az egyik a MOXIE (Mars Oxygen ISRU Experiment), egy kevésbé látványos, ám annál fontosabb modul, amely oxigént állít elő a Mars szén-dioxid dominálta légköréből. A másik eszköz nem kevésbé hasznos lehet a jövő emberes missziói számára, ez azonban már most is megragadta a széles közvélemény figyelmét…
Hello! A Perseverance robotkarján lévő kamerával készített szelfik a Marsról. (Forrás: NASA / JPL-Caltech)
Ingenuity (Találékonyság)
drón
USA
Az első ember alkotta helikopter, amely nem a Föld légkörében emelkedett a magasba. A tudományos berendezésként csak egy kamerával rendelkező Ingenuity a Perseverance rover hasán jutott el a Marsig, ahol a ritka légkör nem teremt kedvező feltételeket a repüléshez, de a percenként 2400-as fordulattal pörgő 1,2 méteres rotorok képesek elemelni a talajtól a mindössze 1,8 kg-os drónt. Elsőként egy helyben történő lebegéssel, majd oda-vissza távok megtételével, végül pedig egyirányú röppenésekkel sikerült történelmet írni. Bár az áthidalt távolságok száz méteren belül maradtak, az Ingenuity így is túlteljesítette az előzetes terveket, lévén hogy csak egy kísérleti misszióról van szó. A siker megnyithatja az utat a marsi drónoknak, amelyek révén sokkal hatékonyabban lehet majd nagyobb területeket feltérképezni és akár felszín alatti barlangokat is keresni a jövőben.
Repül! (Forrás: NASA / JPL-Caltech)
Ha tetszett a bejegyzés, látogass el a Csillagvizsgáló Facebook oldalára is, ahol napi rendszerességgel találhatsz csillagászati és űrkutatási híreket, látványos felvételeket és egyéb aktualitásokat – tudományról és science fictionről egyaránt.