Historia badań kosmicznych Marsa

 Mars jest czwartą planetą liczoną od Słońca w Układzie Słonecznym. Często określa się ją mianem Czerwonej Planety. Planeta ta jest od dawna przedmiotem fascynacji ludzi, gdyż jest obecna zarówno w starożytnych mitach, gdzie jest utożsamiana z bogiem wojny jak i we współczesnej literaturze fantastycznej jako miejsce narodzin większości pozaziemskich cywilizacji.

Mars jest najbardziej zewnętrzną planetą ziemskiej grupy naszego układu planetarnego. Jest to planeta mniejsza od naszego globu, zarówno ze względu na masę jak i na objętość. Obieg Marsa wokół Słońca trwa dwa lata ziemskie. Jego oś obrotu nachylona jest do płaszczyzny równika o ok. 25⁰. Na Marsie również ma miejsce zmianowanie pór roku podobnie jak to ma miejsce na naszej planecie. Temperatura powierzchni Marsa wynosi od -50 do 0⁰C. Na Marsie znajdują się wzniesienia o najwyższych wysokościach w naszym układzie planetarnym, które sięgają ok. 10 km.

Jak to już było wcześniej wspomniane, Mars od najdawniejszych czasów jest przedmiotem ludzkiej fascynacji. Jednym z powodów tego jest z pewnością stosunkowo duże podobieństwo Marsa do naszej planety. Rozwój ziemskich form życia nie jest tam jednak możliwy ze względu na: cienką atmosferę składającą się w dużym stopniu z dwutlenku węgla (w jej skład wchodzi oprócz tego również dwuatomowy tlen i woda), surowe warunki klimatyczne (duże zróżnicowanie termiczne) oraz deficyt ciekłej wody (duże obszary lodowcowe na biegunach oraz w niektórych regionach pozabiegunowych). Utwory geologiczne Marsa wskazują jednak, że wody odpływały z jego powierzchni już w dawnych czasach geologicznych. Woda jest podstawą egzystencji na Ziemi, dlatego stwierdzenie jej obecności na Marsie skłoniło do przypuszczeń odnalezienia na nim również śladów życia. Dodatkowo podsycane było to teorią o tajemniczych kanałach widzianych na powierzchni Marsa.

Wokół Marsa krążą dwa naturalne satelity, które nazwano Phobos i Deimos. Odległość Phobos od Czerwonej Planety wynosi jedynie 6 tys. km a okres jego obiegu wokół Marsa jest równy 1/3 jego obrotu wkoło własnej osi. Phobos jest nieregularną bryłą a jego średnica zmienia się od 21 do 27 km. Deimos jest mniejszym księżycem Marsa, którego średnica wynosi 12 km natomiast jego dystans do planety jest równy 7- krotnej długości promienia Marsa. Księżyce Marsa można było szczegółowo zbadać, gdyż zostały one dobrze sfotografowane przez sondy kosmiczne Mariner 7 (1969 r.), Mariner 9 (1971 r.) i Viking Orbiter 2 (1977 r.). Mars jest również obiektem zainteresowania licznych programów kosmicznych, które szczegółowo badają jego powierzchnię i warunki na nim panujące. Mariner 4, który krążył po orbicie oddalonej od powierzchni Marsa o 10 tys. km, przesłał na Ziemię 21 fotografii tej planety. Pokazały one, że powierzchnia Marsa pokryta jest licznymi kraterami. Mariner 6 i Mariner 7 z kolei krążyły na orbitach oddalonych od powierzchni Czerwonej Planety o ok. 3 tys. km. Na obrazach przesyłanych przez te satelity widoczna jest śniegowa czasza na południowym biegunie oraz duża ilość kraterów, tworów liniowych a także obszarów różnie zabarwionych. W 1971 roku odległość między Ziemią i Marsem wynosiła zaledwie 56 tys. km. Korzystając z tej sposobności wysłano w kierunku tej planety 2 sondy radzieckie Mars 2 i Mars 3 oraz jedną amerykańską Mariner 9. Amerykańska sonda dostarczyła na Ziemię m.in. zdjęcia olbrzymiego wulkanu Nix Olympica, którego średnica wynosi ok. 500 km a wysokość ok. 20 km i który można obserwować również z Ziemi. Można również na tych obrazach dostrzec kręte doliny a także tektoniczne rozpadliny pokrywające powierzchnię Marsa. Istnieją przypuszczenia, że na powierzchni Marsa mogły w przeszłości występować zasoby wody ciekłej. Obecnie zasoby takie występują jedynie w warstwach wiecznej zmarzliny. Kolejne sondy wysłane w kierunku Czerwonej Planety zostały w 1974 roku i były to radzieckie Mars 4, Mars 5 (sztuczny satelita Marsa), Mars 6 (wylądował na powierzchni Marsa, gdzie badał m.in. atmosferę planety) i Mars 7. Kolejne amerykańskie sondy badające Czerwoną Planetę to Viking 1 i Viking 2. Obydwie stały się sztucznymi satelitami Marsa fotografując jego powierzchnię a w następnej kolejności wysłały na planetę lądowniki, które badały jej skład chemiczny i poszukiwały na niej śladów organizmów żywych. Dzięki tym badaniom dowiedziano się, że Mars składa się z krzemu (21 %), żelaza (12,7 %), siarki (3,1 %), wapnia (3 - 8 %), glinu (2 - 7 %) oraz tytanu (0,5 - 2 %).

Sondę Pathfinder, którą wyniosła na orbitę rakieta Delta II -7925, wystrzelono z Przylądka Canaveral na Floryda 4 XII 1996 r. Pokonała ona drogę ok. 480 mln km zanim 4 VII 1997 r. wylądowała na równinnym obszarze przy ujściu dużego marsjańskiego kanału Ares Vallis. Miejsce to wybrano, gdyż odznaczało się maksymalnym nasłonecznieniem w tym okresie. Pierwszego dnia po wylądowaniu sonda miała problemy z komunikowaniem się z centrum dowodzenia, które odbywało się za pomocą fal ultrakrótkich wysyłanych przez urządzenie zwane DSN. Materiał dostarczony przez sondy Viking wskazywał na istnienie na powierzchni Marsa płaskich powierzchni, które umożliwiały bezawaryjne lądowanie i funkcjonowanie robota i stacji komunikacyjnej. Nie bez znaczenia był również typ i wiek skał budujących miejsce lądowania sondy. 6 VII 1997 r. Pathfinder przesłał na Ziemię informacje potwierdzające przypuszczenia o istnieniu płynnej wody na Marsie. 7 i 8 VII odnalazł ślady powodzi na Czerwonej Planecie natomiast 15 VII najprawdopodobniej dowody na istnienie życia na Marsie w postaci śladów mikroorganizmów na skałach. Pierwsze zadanie Pathfindera polegało na zbadaniu składu chemicznego fragmentu skały wielkości dużej piłki. Rover zajmował się również badaniem spoistości oraz warunków meteorologicznymi i geomorfologicznymi gleby. Dokonywane były również ekspertyzy geologiczne i mineralogiczne oraz sporządzony został topograficzny zarys terenu. Sojourner przeanalizował bardzo dużą ilość skał budujących powierzchnię Marsa np. Barnacle Bill, Yogii , Casper i Flat Top.

Badania Czerwonej Planety często również kończyły się niepowodzeniami a największe z nich to:

-) awaria systemu łączności w radzieckiej sondzie Mars 1 w 1962 r.

-) awaria układu korekcyjnego w sondzie radzieckiej Mars 4 w 1973r.,co uniemożliwiło jej wejście na orbitę Marsa (przeleciała ona 4 tys. km obok planety)

-) nieudane misje dwóch radzieckich sond Fobos 1 (zbyt daleko minęła Marsa) i Fobos 2 (centrum dowodzenia utraciło z nią łączność)

-) 21 VIII 1993 r. sonda Mars Observer przez 11 miesięcy była w drodze na Marsa, ale podczas przekazywania instrukcji umożliwiających wejście sondy na orbitę planety z niewiadomego powodu utracono z nią łączność

-) rosyjska sonda Mars 96 tuż po starcie spadła do oceanu (pojazd był wart 300 mln $ a sprzęt na jego pokładzie pochodził z 20 krajów, również z Polski)