Egy szép nyár a Marson - befejeződött a Phoenix küldetése

Újabb szép történet zárult le a vörös bolygó kutatásában. Az amerikai Phoenix-űrszonda küldetése egyértelmű siker: közvetlenül igazolta a felszíni és felszín alatti vízjég jelenlétét, és felfedezte a sarkvidéki éghajlatváltozások nyomait. Az eredmények alapján a poláris térségben egykor folyékony víz is lehetett a felszín alatt, ahol akár extrém körülményeket kedvelő életformák is létezhettek. Ezzel a NASA gyakorlatilag lezárta a víz utáni kutatást, és a következő nagy szonda már az élet nyomait keresi.

 

Fantáziarajz a Phoenix-szondáról (NASA)

A Phoenix 2008. május 25-én landolt a Mars északi sarkvidékén, és közel öthónapos működés után, november 2-án küldte az utolsó jelet a Földre. Már a program tervezésekor egyértelmű volt, hogy ez rövid életű küldetés lesz, mivel a napelemtáblák csak a helyi nyár idején képesek a működéshez elegendő energiát termelni. A Phoenix az ősszel kiterjedő és tavasszal visszahúzódó északi pólussapka területén landolt, amely a csökkenő hőmérséklettel párhuzamosan most egyre dagad, és lassan maga alá temeti a szondát. Az alábbiakban a Phoenix üzemelésének főbb technikai és tudományos eredményeit tekintjük át, majd a következő évekre tervezett Mars-szondákat mutatjuk be.

Technikai sikerek és problémák

A Phoenix építésénél több korábbi Mars-szonda berendezéseit is felhasználták (innen a neve is), jelentősen csökkentve a költségeket. A küldetés technikai sikerének egyik lényeges eleme, hogy sikerült megoldani ezek összehangolását.

A két Viking-szonda óta ez volt az első rakétás fékezéssel, az ütközést tompító légzsákok nélkül végrehajtott leszállás.

Az öthónapos üzemeltetés a takarékos energiafogyasztásnak is köszönhető. Ilyen szempontból kiemelkedik a robotkar működése, itt volt a legnehezebb megoldani a csekély energiafogyasztást. Szintén a mérnökök ügyességét dicséri, hogy egy szokatlan fúróval még a kemény, fagyott rétegből is sikerült mintát venni.

További technikai érdekesség, hogy a Mars Reconnaisance Orbiter a magasból megörökítette az ejtőernyő segítségével a légkörben ereszkedő szondát és a róla levált hővédőpajzsot. Lefotózta a Phoenix becsapódott részeit is, és azonosította a fékezőhajtóműtől elszíneződött felszíni területet.

Számos probléma is adódott a küldetés során. A mini-laboratóriumok rácsa túl apró lyukakat tartalmazott, ezért nehezen fért át rajta az összetapadt rögöket is tartalmazó minta. A robotkar mozgatásánál is adódtak gondok, akárcsak a minikemencék áramköreinél. Az adatközvetítés során főleg az átjátszóállomásként szolgáló szondákkal kapcsolatban merültek fel nehézségek.

Tudományos eredmények

A Phoenix bebizonyította, hogy a Mars északi sarkvidékén az utóbbi időszakban is olyan aktív felszínalakító folyamatok zajlottak, amelyek miatt ott kevés becsapódásos kráter látható; a terület kora néhány millió év körüli. A szonda adatai egybevágnak az elméleti modellek és egyéb megfigyelések alapján feltételezett múltbeli éghajlatmódosulásokkal. Ezek a forgástengely változó ferdeségével kapcsolatosak, amelyek miatt a besugárzás, a hőmérséklet és a jég területi eloszlása millió éves időskálán ingadozik

A felszíni fotókon sok 1,5-2 méteres poligonális (sokszögletes) alakzat mutatkozott, amelyekhez hasonlók a Földön az ún. periglaciális, azaz jégkörnyéki területen jellemzőek. Ezek bolygónkon elsősorban a víz váltakozó megfagyása és megolvadása révén keletkeznek. Elméletileg nem kizárt, hogy a marsi alakzatok is hasonló úton jöttek létre, bár folyamatosan fagyott állapotban is kialakulhattak. Lehetnek ún. szublimációs poligonok is, amelyek a regolit (a felszínt borító törmeléktakaró) jégtartalmának olvadás nélküli változásától (eltávozásától és visszafagyásától) születtek.

Az ásás során szétkent jégfoltok (NASA, JPL)

Az ásás során sikerült a felszín alatt 6-7 centiméterrel egy kemény réteget azonosítani, amelyet a szemcséket összecementáló jég hozott létre. A robotkar ásómozdulatai miatt néhol szétkenődött világos foltok jöttek létre a jégből, amelyek a napsugárzás hatására zsugorodtak. A keményebb és mélyebben lévő anyagból származó mintákban a laboratóriumban is sikerült H₂O-t kimutatni. A küldetés vége felé pedig a felszínen éjszaka kivált fagytakaró is látszott, valamint a felhőkből hulló hópelyheket is megfigyeltek.

A regolitban a szonda mikroszkópja segítségével sikerült üde (olivin, vulkáni üveg) és mállott (vas-oxid-tartalmú) ásványokat kimutatni - a törmeléktakaró részei tehát eltérő körülmények között keletkeztek, majd összekeveredtek. A mintákban azonosított perklorát egyrészt oxidánsként is fontos - igaz, hozzá hasonló, de nála sokkal agresszívabb kemikáliák is lehetnek még a bolygón. Emellett egykori vizes környezetre utal, akárcsak a laborvizsgálatok által kimutatott agyagásványok.

Forgószelek a Phoenix közelében (NASA, JPL)

A légköri folyamatok között a küldetés második felében sikerült porördögöket, vonuló felhőket és porviharokat azonosítani. Látványos felvételsorozatok készültek a küldetés elején a még horizont felett körbejáró Napról, valamint annak későbbi lenyugvásáról és felkeléséről. A Phoenix közel 25 ezer fotót sugárzott a Földre, amelyek vizsgálata a laboratóriumi mérésekkel együtt még sokáig munkát ad a szakembereknek.

Vonuló felhők a Phoenix felett 2008. szeptember 25-én, a küldetés 119. marsi napján (NASA/JPL-Caltech/University of Arizona/Texas A&M University)

Összességében elmondható, hogy a küldetés közvetlen felszíni mérésekkel is igazolta a marsi vízjég jelenlétét. Megerősítette az elgondolást, hogy a sarkvidék millió éves időskálán változékony, és a területen a várakozásoknak megfelelően 6-8 centiméter mélyen nyáron is megmarad a vízjég. Bebizonyosodott, hogy egykor folyékony víz is lehetett a sarkvidéken a felszín alatt, és akkor talán extrém körülményeket kedvelő életformák is megélhettek itt - igaz, ezen a téren még nagyon bizonytalanok az elképzelések.