Rok 2008 był przełomowy w badaniach Marsa, bowiem po raz pierwszy w ponad 30-letniej historii bezpośrednich badań powierzchni tej planety udało się na niej odkryć wodę.
Poszukiwano jej od czasu pierwszych pomyślnych lądowań z 1976, kiedy amerykańskie sondy Viking-1 i Viking-2 osiadły na pustynnych równinach Czerwonej Planety. Wyposażone w laboratoria do poszukiwania śladów życia pracowały długo (dzięki zasilaniu radioizotopowemu), ale wyniki ich badań były negatywne - ani wody, ani śladów aktywności biologicznej nie stwierdzono.
ŚLADY EROZJI
Zawód, jaki przyniosły Vikingi, z pewnością miał wpływ na zaniechanie przez NASA dalszych misji marsjańskich na prawie 20 lat. W międzyczasie próbę powrotu na Marsa podjęli Rosjanie, ale ich lądownik z misji Mars-96 nie tylko nie dotarł do celu, ale nawet nie zdołał odlecieć z orbity wokółziemskiej. Tak więc kolejnym, pomyślnie osadzonym na gruncie Czerwonej Planety aparatem, okazał się amerykański Mars-Pathfinder. Stało się to latem 1997.
Lądownik po raz pierwszy niósł na pokładzie niewielki elektryczny pojazd Sojourner, który mógł się poruszać w promieniu kilku metrów od lądowiska. Badanie wielu otaczających kamieni potwierdziło przypuszczenie - oparte wcześniej na zdjęciach z orbity - iż powierzchnia Marsa w odległych epokach poddawana była działaniu wody. Ślady erozji, często bardzo gwałtownej, przetrwały miliardy lat.
NA POŁUDNIOWYM BIEGUNIE
Człowiekowi jest jednak potrzebna woda teraz, jeśli planuje wyprawę na Marsa, a w dalszej przyszłości kolonizację tej planety. Największe szanse dotarcia do marsjańskiej wody są w rejonie biegunów planety, gdzie tworzą się okresowo czapy biegunowe. Astronomowie znają je dobrze z obserwacji naziemnych i oceniają ich skład jako mieszaninę lodu wodnego i zestalonego dwutlenku węgla (tzw. suchego lodu).
NASA wysłała sondę w rejon południowego bieguna Marsa już w 1999, jednak w trakcie lądowania uległa ona awarii, podobne jak dwa towarzyszące jej penetratory (urządzenia do twardego lądowania). Dwa kolejne lądowania, przeprowadzone w styczniu 2004, dostarczyły na Marsa pojazdy Spirit i Opportunity, jednak ich lądowiska były położone daleko od stref biegunowych.
Oba pojazdy wykazały zdumiewającą żywotność i po czterech latach spędzonych w ekstremalnych warunkach funkcjonują nadal - zwłaszcza Opportunity jest w dobrej formie i po zbadaniu krateru Victorii zmierza ku kolejnemu odległemu celowi. Podobnie jak Sojourner, obecne łaziki odnalazły liczne ślady obecności wody na Marsie w przeszłości. Były to głównie minerały, których powstanie wymaga obecności wody w postaci ciekłej.
SUKCES SONDY PHOENIX
Próba lądowania w rejonie podbiegunowym - tym razem północnym - została podjęta z powodzeniem w maju 2008. Misja sondy Phoenix została uwieńczona pełnym sukcesem w lipcu, kiedy w próbce dostarczonej do analizatora termicznego sondy stwierdzono bez wszelkich wątpliwości obecność dużej ilości wody. Jeszcze wcześniej lód został dostrzeżony bezpośrednio pod lądownikiem, gdzie został najprawdopodobniej odsłonięty przez strumień gazów z silników hamujących Phoenixa.
Lądownik Fobos-Grunt, z lewej urządzenie do pobrania próbki gruntu / Ilustracja: NPO im. Ławoczkina
Phoenix zasilany z baterii słonecznych działał tylko w okresie polarnego lata, wraz z obniżaniem się słońca nad horyzontem tracił energię i wreszcie zamilkł po 156 dniach pracy. Jego odkrycie przejdzie do historii astronautyki i z pewnością będzie poważnym argumentem za załogową wyprawą na Czerwoną Planetę. Zanim to jednak nastąpi, czeka nas szereg dalszych misji automatycznych.
ROSYJSKA MISJA PLANETARNA
Następną sondę przeznaczoną do lądowania na Marsie Amerykanie zamierzali wysłać w 2009, jednak na początku grudnia 2008 NASA z powodów technicznych postanowiła przełożyć ją na kolejne okno startowe w 2011. Wzajemne położenie Ziemi i Marsa mniej więcej co 2 lata (dokładnie co 779 dni) pozwala wysyłać sondy przy minimalnych stratach energetycznych, toteż przyszły rok w ogóle nie wchodził w grę.
Jednak 2009 może być dla Marsa nie całkiem stracony. Rosjanie szykują bowiem swą pierwszą, od czasu feralnego Marsa-96, misję planetarną. W kierunku Marsa wyruszyć ma sonda Fobos-Grunt, która, jak sugeruje nazwa, przeznaczona jest do lądowania na księżycu Marsa, pobrania próbki gruntu z jego powierzchni i automatycznego dostarczenia jej na Ziemię.
Na początku lat 70. ub. wieku Rosjanie z powodzeniem sprowadzali grunt z Księżyca za pomocą automatycznych sond (Łuna-16, 20, 24), więc doświadczenia w tym względzie im nie brak. Natomiast na kierunku marsjańskim nie zanotowali do tej pory większych sukcesów, mimo wielu prób. Przypomnijmy, że już w 1971 umieścili na powierzchni Marsa lądownik sondy Mars-3, jednakże sygnały przez niego nadesłane były krótkotrwałe i zupełnie nieczytelne.
Aparat powrotny sondy Fobos-Grunt, u góry kulisty lądownik / Ilustracja: NPO im. Ławoczkina
Jeszcze gorszy los spotkał lądowniki radzieckich Marsów o nr. 2, 6 i 7 - dwa pierwsze w ogóle nie odezwały się po lądowaniu, a trzeci minął planetę. Wysłane w 1988 w kierunku Fobosa dwie sondy z lądownikami też nie osiągnęły celu. Rosjanie mają więc wielką ochotę na marsjańską rehabilitację, choć - zdaniem specjalistów - misja Fobos-Grunt ma niewielkie szanse na zmieszczenie się w oknie 2009 i grozi jej również przesunięcie ku 2011...
Gdyby jednak Fobos-Grunt wystartował w październiku 2009, to plan jego misji byłby następujący: w sierpniu 2010 - powinien osiągnąć orbitę wokółmarsjańską, na której zwolniony zostanie pierwszy chiński satelita Marsa Yinghuo-1. Następnie rosyjska sonda rozpoczęłaby długi i niebezpieczny proces zbliżenia do Fobosa, zakończony lądowaniem w kwietniu 2011.
W bezpośrednim sąsiedztwie marsjańskiego księżyca sonda będzie narażona na uszkodzenie przez bryłki materii kosmicznej, które według jednej z hipotez gromadzą się wokół Fobosa (jego pole grawitacyjne jest zbyt słabe, by je ściągać na swą powierzchnię). Możliwą przyczyną awarii radzieckiego Fobosa-2 w 1989 było właśnie zderzenie z taką kosmiczną bryłką. Fobos-Grunt po lądowaniu pobierze próbkę gruntu i aparat powrotny wystartuje z powrotem na orbitę wokół Marsa.
Na Fobosie pozostanie większa część lądownika, która będzie prowadzić badania in situ przez kilka miesięcy. Aparat powrotny z bezcenną próbką gruntu odleci z orbity marsjańskiej w sierpniu 2011, by na przełomie czerwca i lipca 2012 wylądować na Ziemi. Jeśli ten scenariusz się powiedzie, uczeni otrzymają do badań materię... planetoidy. Powszechnie uważa się bowiem, że oba marsjańskie księżyce - Fobos i Dejmos - to przechwycone przez Marsa planetoidy.
AMERYKAŃSKIE LABORATORIUM NA KOŁACH
Sprowadzenie gruntu z samego Marsa jest sprawą daleko trudniejszą i wedle oceny specjalistów z NASA nie nastąpi przed rokiem 2020. Wróćmy jednak do okna startowego 2011. Jesienią, w październiku lub listopadzie, powinien wystartować amerykański pojazd Mars Science Laboratory. Jest on znacznie większy od łazików z 2004 i zasilany generatorem radioizotopowym, co uczynić go powinno bardziej niezależnym od warunków klimatycznych i pogodowych na Marsie, jak wysokość słońca nad horyzontem, przejrzystość atmosfery itd.
Lądowanie, przewidziane na jesień 2012, ma być po raz pierwszy przeprowadzone z użyciem silników hamujących umieszczonych nad pojazdem, na specjalnej kratownicy zwanej Skycrane. Dzięki temu ma być precyzyjniejsze niż w przypadku pojazdów Spirit i Opportunity, które opadały na powierzchnię Marsa otulone w poduszki powietrzne. Mars Science Laboratory, jak sama nazwa wskazuje, będzie prawdziwym laboratorium naukowym na kołach - w jego skład wchodzi 10 instrumentów badawczych, a masa pojazdu wynosi 900 kg.
Zasadniczym zadaniem MSL będzie poszukiwanie śladów materii organicznej oraz zaawansowane badania gruntu i skał. Na razie na miejsce jego lądowiska kandydują cztery interesujące pod względem geologicznym (choć należałoby raczej powiedzieć: areologicznym) tereny. Zasięg 6-kołowego pojazdu został określony na 20 km, ale z pewnością zostanie przekroczony, podobnie jak aktualnie działających na Marsie łazików, które w listopadzie 2008 miały na liczniku odpowiednio 7,5 km (Spirit) i 13,6 km (Opportunity).
EUROPEJSKA MISJA
Warto na koniec wspomnieć o marsjańskich planach trzeciej potęgi kosmicznej, jaką stanowi Europa, a właściwie - Europejska Agencja Kos-miczna ESA. Ma ona za sobą już jedną misję marsjańską, w ramach której w 2003 pomyślnie wprowadzono na orbitę Marsa sondę Mars Express, ale niepomyślnie zakończyło się lądowanie brytyjskiego lądownika Beagle 2, który sonda niosła jako ładunek dodatkowy.
Następnym krokiem ESA miało być dostarczenie łazika na powierzchnię Marsa w ramach misji ExoMars. Jego start przy użyciu rosyjskiej rakiety Sojuz planowano pierwotnie na 2011, jednak wynikła konieczność dołożenia do tej misji członu orbitalnego. Skorzystanie z dotychczas działających orbiterów amerykańskich i europejskiego mogło bowiem nie wystarczyć do komunikowania się z europejskim łazikiem.
Z kolei kombinacja łazik + orbiter okazała się zbyt ciężka dla Sojuza, więc misję przełożono na europejską rakietę Ariane-5, co naturalnie przesunęło start na kolejne okno w 2013. Niestety, w październiku 2008 okazało się, że i ta data jest nierealna, a do sfinansowania tej szacowanej na 1,2 mld euro misji konieczne będzie wsparcie ze strony NASA lub rosyjskiej agencji kosmicznej. Budżet ESA na cele ExoMarsa jest bowiem ograniczony do 1 mld euro.
Europejska misja przesunęła się więc na styczeń 2016 z planowanym lądowaniem na początku 2017. Przebieg lądowania ma być podobny jak w wypadku Spirita i Opportunity (masa łazika też ma być podobna: 140-180 kg), z tym, że platforma lądownicza, z której europejski pojazd zjedzie na powierzchnię, będzie dodatkowo stacją meteorologiczną, która ma funkcjonować co najmniej 6 lat. Sam łazik, wyposażony w aparaturę do poszukiwania życia o nazwie Pasteur oraz zestaw do badań geofizycznych z urządzeniem do wykonywania odwiertów, ma działać około 180 dni.
