Misiunea Pathfinder

Programul Viking, inaugurat in luna iulie 1976, a avut si o conotatie sentimentala. Lansarea lui Viking-1 a fost efectuata cu racheta Titan III-E Centaur , de la Complexul 41 din Kennedy Space Center , la data de 20 august 1975 (iar cea a lui Viking-2, trei saptamini mai tirziu).

Zborul Sondei a durat 304 zile (fiind parcursi 2160 kilometri), traiectoria fiind "dilatata" intentionat, astfel incit momentul ajungerii la destinatie sa fie in preajma zilei de 4 iulie 1976, cind in Statele Unite ale Americii au avut loc serbari cu totul deosebite cu ocazia bicentenarului Zilei Independentei. Aceeasi idee a stat la baza lansarii misiunii Pathfinder , 21 de ani mai tirziu. Lansata la 2 decembrie 1996, Pathfinder ajunge la destinatie chiar in ziua de 4 iulie 1997, pentru a fi marcata, si in acest fel, aniversarea cu numarul 221 a zilei "Independence Day", ziua nationala a Statelor Unite.

Anterior acestei lansari, au fost demarate alte doua programe avind ca obiectiv planeta Marte. Astfel, la 6 noiembrie 1996 a fst lansata statia Mars Global Surveyor (MGS), in greutate de 1.060 kilograme, care sa inlocuiasca partial pe Mars Observer, pierduta char inainte de a ajunge la destinatie in anul 1993.

Mars Global Surveyor a fost programata sa ajunga la destinatie in decembrie 1997, urmind a furniza informatii despre forma planetei, cimpul sau gravitational, praful din atmosfera inalta a planetei. In final, statia urma sa se inscrie pe o orbita cuasipolara, avind periastrul la 378 kilometri de suprafata planetei, iar apoastrul, la 56.400 kilometri.

La 16 noiembrie 1996 a fost lansata din Rusia statia orbitala Mars-96 , in greutate de 6180 kilograme, facind parte din Clasa Phobos in cadrul programului de cercetari initiat de Institutul de Cercetari Spatiale din Moscova. Misiunea avea in program sa investigheze suprafata Planetei Rosii, atmosfera martiana, precum si alte studii astrofizice si de plasma. Pentru completarea studiilor, doua mici statii urmau sa se detaseze de modulul de baza si sa ajunga pe suprafata planetei. Aceste misiuni insa, nu s-au finalizat.

Misiunea Pathfinder a avut ca destinatie gura canalului Ares Vallis , nu departe de locul asolizarii landerului lui Viking-1, in Chryse Planitia. Landerul Pathfinder , in greutate de 360 kilograme, avea incorporat robotelul Sojourner, in greutate de 11,5 kilograme.

Asolizarea s-a realizat direct, fara a fi necesara efectuarea unei proceduri intermediare de tip orbiter, din care sa se desprinda landerul. In prima zi a misiunii martiene, Sol 1, "coconul" in forma de tetrahedron, ce continea ansamblul Pathfinder si Sojourner, a constituit prima nava spatiala care a debarcat pe alta planeta fara o prealabila orbitare a acesteia.

Intrind in atmosfera martiana ca un veritabil meteorit, prin frecarea cu aerul martian, viteza amsamblului a devenit mai mica, apoi initial parasutele, apoi retrorachete, au asigurat asolizarea lina a complexului, in interiorul unei elipse de 100x200 kilometri din zona-tinta. Dupa contactul cu solul, realizat la viteza de 14 metri pe secunda (pe Marte acceleratia gravitationala reprezinta 0,38 fata de cea terestra) "coconul" a mai sarit, s-a rostogolit si s-a miscat de peste 12 ori, deplasindu-se peste un kilometru. Fapt remarcabil in final, ansamblul s-a pozitionat "in picioare", eliminindu-se necesitatea manevrelor de repozitionare. Locul unde a asolizat Pathfander a fost ulterior redenumit " Statia Memoriala Carl Sagan ", in memoria celui ce a fost marele astronom si popularizator al astronomiei si al stiintelor spatiale, personalitate cu o viziune moderna asupra Universului, profesor titular al Universitatii Cornell, ilustrul creator al compozitiilor cu rol de mesager ale planetei Pamint in programele NASA (este realizatorul plachetei montate pe sonda Pioneer-10, ce reprezinta mesajul umanitatii catre alte civilizatii cu care Sonda s-ar putea intilni vreodata, undeva in Univers).

Rapus de o boala necrutatoare la 20 decembrie 1996, Carl Sagan a incetat din viata la virsta de numai 62 de ani.

Primul mesaj transmis de statia asolizata a fost "I made it!" ("Am facut-o!"). A urmat apoi o secventa de determinari preliminare ale conditiilor mediului ambiant: s-au transmis primele date despre forma si structura rocilor, a solului, a atmosferei. Locul de asolizare s-a dovedit a fi mai uscat decit desertul Arizona si mai rece decit Antartica. Abia dupa aceasta etapa preliminara a urmat desfasurarea anvelopei protectoare, iar landerul si-a deschis "petalele", a desfacut senzorii de temperatura si de vint, a activat camera TV si a transmis "acasa" (la JPL - Jet Propolsion Laboratory) o vedere panoramica, de ansamblu, cu deja devenit familiarul loc de asolizare.

Temperatura medie era de -79 o C, iar la inceputul dupa amiezii ea se situa in jurul valorii de -12 o C. Abia in a doua zi martiana (al doilea Sol ), dupa obligatoriile teste preliminare, dupa indepartarea totala a anvelopei protectoare si degajarea rampei de coborire, a fost activat roverul Sojourner. Acesta, echipat pentru deplasare cu 6 roti, a devenit primul vehicul terestru din istoria planetei Marte. In aceeasi "zi", cei 2 "ochi" ai lui Pathfinder (camerele stereo TV) denumite IMP (Imager for Mars Pathfinder), au inceput sa transmita imagini ale intregului ansamblu.

In "ziua" 3 (Sol 3) tehnicienilor de la JPL li s-a confirmat ca Sojourner poate traversa obstacolele fara probleme, fiind apt pentru abordarea oricarui tip de experiment. In consecinta, in perioada care a urmat, a inceput studiul temeinic al compozitiei rocilor si a solului din vecinatatea locului de asolizare, folosind instrumentul APXS ( Alpha Proton X-ray Spectrometer ).

Astfel, se impregna aria-test cu radiatii de la o mica sursa, apoi se inregistrau energiile capatate de elementele chimice ale solului sau rocilor. Sub aspect geologic, zona prezenta urmele clare ale efectelor unor vechi inundatii catastrofale. In antichitatea regiunii, aceasta a fost confruntata cu torente devastatoare. Pina la un kilometru distanta de locul debarcarii puteau fi vazute ripe, santuri, terase, toate ilustrind furia apelor din trecut, care au modelat peisajul actual, si care au deplasat si depozitat in aceasta zona roci si pietroaie, de diverse tipuri si dimensiuni, unele de origine vulcanica, altele de origine sedimentara. Au fost identificate andesitul, bazaltul (similar celui terestru, care se intilneste in zonele pe unde s-a scurs lava in regiunea Hawaii ), magneziul.

Foarte interesante s-au dovedit analizele efectuate asupra rocilor botezate de oamenii de stiinta "Barnacle Bill" si "Yogi" (aceasta roca in greutate de 2 tone, care se afla de 4,5 metri distanta de lander, semana cu ursul cu acest nume din peliculele de desene animate), iar doua coline identice aflate pe linia orizontului si luate ca reper, au fost botezate "Twin Peaks".

Cercetarile de la Carl Sagan Memorial Station, din zona Ares Vallis, preponderent geologice si meteorologice, au continuat timp de 4 luni, pina la data de 4 noiembrie 1997, ele incetind in urma descarcarii in intregime a bateriilor.

In contrast cu costul enorm al proiectului Viking, care a insumat in anul 1976 un miliard de dolari, investitia Mars Pathfinder a fost mai mica de 200 milioane de dolari. Totusi, landerul greu de numai 360 kilograme si roverul, avind 11,5 kilograme, au fost premiere absolute in spatiu, ele reprezentind culmea tehnologizarii si miniaturizarii.

Pe intreaga desfasurare a experimentelor, a fost folosit timpul local martian, corelat cu cel terestru. "Ora" dintr-un sol este mai lunga cu 99 secunde decit echivalenta sa terestra, deoarece un sol dureaza 24h 37m 34s.

Au fost facute poze la rasaritul si apusul Soarelui, pentru a examina iluminarea in crepuscul. Pe cerul martian, Deimos sta aproape pe loc, iar Phobos alerga de la vest la est. S-au evitat in general transmisiile nocturne, pentru menajarea bateriile, chiar daca acestea se reincarcau (doar partial insa) ziua. Au fost studiati si norii. Acestia se aflau la 15 kilometri inaltime si se deplasau cu 25 kilometri pe ora. Vinturile "inalte" bateau cu o viteza de 9 metri pe secunda. La amiaza, temperatura crestea la -12 o C, iar presiunea se situa la 6,8 milibari.

Aerul rarefiat este amestecat cu praf fin, iar cerul este roz. Desi locul de asolizare era absolut uscat, in trecut, furia apelor revarsate vreme indelungata, a modelat peisajul actual, alcatuit din roci mai mari, carate de torente, iar apoi, in jurul acestora, au fost adunate pietre, roci mai mici si apoi praf. Rocile dintate indica directia de deplasare a suvoaielor. Existenta acestui tablou ilustreaza succedarea mai multor etape catastrofice, vechi de 1 - 3 miliarde de ani.

Probabil ca initial existau mari rezervoare de gheata sub crusta (poate si in prezent sa existe la fel), iar accentuarea ulterioara a vulcanismului a elibererat aceste rezerve mari de ape, care au navalit sub forma de torente, creind imagini similare, dupa opinia specialistilor, cu cele terestre modelate la sfirsitul Erei Glaciare la Channeled Scabland, in estul statului Washington .

In concluzie, roverul Sojourner a facut investigatii de ordin geologic, la roci si la sol, iar landerul Pathfinder, a efectuat cercetari meteorologice, a obtinut si transmis spre Terra toate imaginile cunoscute; in plus, evaluind gradul de opturare de la o zi la alta a bateriilor solare, s-a masurat cantitatea de depuneri de praf din atmosfera.

Atmosfera a fost studiata si pe parcursul coboririi, gasindu-se ca intre 20-60 kilometri altitudine temperaturile sunt cu 20 o C mai mari decit cel pronosticate. Rezultatele au fost comparate cu cele obtinute in misiunile Viking care, in urma cu 21 de ani, s-au aflat aproximativ in aceeasi regiune. Profilele de temperatura au fost similare pe termen scurt.

Dar Marte este un loc foarte dinamic in cele 678 de zile terestre ale anului martian, din 2 motive esentiale: orbita planetei este o elipsa cu excentricitatea mult mai mare decit cea a Pamintului, iar inclinarea axei de rotatie a planetei fata de planul orbitei, este de asemenea mai accentuata decit cea terestra. In consecinta, si variatiile climatice anuale sunt mult mai pronuntate. La acestea se adauga si furtunile globate de praf, care fac ca temperatura globala a planetei sa poata avea variatii ce depasesc 40o C.

In prezent acum, dupa aceasta ultima misiune, planetologii continua sa culeaga date, cu ajutorul telescoapelor terestre si a celui spatial, Hubble.

Noii mesageri spre Planeta rosie

Lumea stiintifica si-a propus sa profite iar de aceasta noua extrem de generoasa deschidere a fereastrei martiene. Aceasta deosebit de favorabila apropiere dintre cele doua planete reduce durata unui zbor catre Marte la mai putin de 7 luni. Toate misiunile spatiale lansate acum, in luna iunie, vor fi la destinatie pina la sfirsitul anului sau cel tirziu in ianuarie 2004. Va fi o veritabila aglomeratie pe Marte, zilele acestea fiind programate decolarea spre Planeta rosie a nu mai putin de 4 sonde spatiale: una a Agentiei Spatiale Europene (ESA), doua din Statele Unite (NASA), si una din Japonia (ISAS). Bilantul inregistrat pina in prezent nu este foarte magulitor. Numai 12 din cele 30 de tentative anterioare au reusit sa ajunga la destinatie si numai 3 din 9 incercari au asolizat pe planeta (cei 2 landeri Viking in 1976 si landerul Mars Pathfinder , insotit de roverul Sojourner , in 1997). Cu alte cuvinte, 2 din 3 misiuni anterioare au fost esecurI.

Cronologic, prima lansare a apartinut Agentiei Spatiale Europene care, la 2 iunie 2003, a trimis in misiune sonda Mars Express , de pe cosmodromul Baikonur (din Kazakhstan ). Programul european, care va face cercetari foarte precise de geologie, topografie si subsolul planetei, a costat 300 milioane dolari incluzind, alaturi de orbiterul Mars Express , si landerul Beagle 2 , construit de specialistii britanici. Acesta este destinat analizei rocilor martiene si cercetarii eventualelor urme de viata preistorica. Locul de destinatie al lui Beagle 2 va fi Isidis Planitia (la nord-est de Syrtis Major). Beagle 2 este un lander fix, nedeplasabil, "inarmat" cu un brat robotic capabil sa colecteze si sa analizeze roci si mostre de sol. Va fi in functiune aproximativ 6 luni, timp in care va fi studiata acea zona, cindva plina de apa, inclusiv mineralele carbonice si materiile organice. Mars Express , care ramine pe orbita, va fi in activitate peste 2 ani, si va studia suprafata planetei si atmosfera acesteia; este inzestrat cu o camera stereo, un radar/altimetru de subsol si un spectrometru.

Tot pentru determinarea rolului apei pe planeta in trecut, Statele Unite au prevazut 2 misiuni identice, construind 2 roveri lansati independent. Roverii actioneaza ca niste roboti geologici de mare mobilitate, miscindu-se pe 6 roti. Fiecare este echipat cu o pereche de camere panoramice, o camera transfocatoare si un burghiu pentru forari in roci de mici dimensiuni. Misiunile anterioare au dovedit ca pe suprafata lui Marte se afla apa in trecut, dar specialistii doresc acum sa afle cita vreme a existat aceasta apa si in ce cantitate. Totodata, existenta apei poate constitui o dovada ca planeta Marte, cindva, era capabila sa dezvolte si sa intretina viata. Locurile de asolizare a roverilor se afla pe parti opuse ale planetei, fiind alese prin caracteristicile ce evidentiaza "semnatura apei", mai exact, in trecut aceste regiuni erau strabatute de ape. Studiul mineralelor din roci pot oferi specialistilor date asupra formarii acestora, a duratei de timp cit au stat sub apa si cita apa incinsa a curs peste ele. Roverii sunt programati sa parcurga cam 50-100 de metri la fiecare "sol" (ziua martiana, are durata de 24 ore si 39,5 minute). Durata de viata a roverilor este estimata la 3 luni, dar e posibil ca aceasta sa fie mai mare. "Instrumentele de la bordul roverilor, combinate cu marea mobilitate a vehiculelor, va oferi in totalitate un nou tablou al planetei, incluzind analize microscopice in interiorul rocilor, in premiera absoluta", a declarat Ed Wriler, administratorul NASA pentru stiinte spatiale.

Cei 2 roveri au fost botezati Spirit si Opportunity , in urma unui concurs special NASA pentru copii si desfasurat la Cap Canaveral chiar inaintea primei lansari. El a fost cistigat de o fetita de 9 ani, Sofi Collis, eleva in clasa a treia la o scoala din Arizona. Juriul a apreciat aceasta fetita "cu vise devenite realitate", ea provenind dintr-un orfelinat din Siberia , unde traia in frig si izolare.

Ambii roveri (ca si landerul Beagle 2 ) sunt captusiti pentru asolizare cu airbaguri, care se activeaza inaintea contactului cu solul martian, pentru a nu se avaria aparatura la socul impactului. O procedura identica a fost folosita si la misiunea Mars Panthfinder , in anul 1997.

Roverul Spirit a fost lansat la 10 iunie, dupa 2 zile de aminari din cauza conditiilor meteorologice nefavorabile, iar Oppotunity va decola la 25 iunie. Ambele lansari sunt realizate cu rachete Delta II, iar programul a costat 800 milioane dolari. Roverii cintaresc 180 kg fiecare si nu vor fi nevoiti sa ramina in apropierea platformei de asolizare, cum s-au petrecut lucrurile cu Sojourner (primul rover ajuns pe Marte in 1997 in cadrul misiunii Mars Pathfinder ), pentru a transmite datele pe Pamint prin intermediul acesteia. Robotii vor comunica direct prin antene proprii cu Pamintul, sau prin releele deja exstente, orbiterii NASA ai lui Marte, Mars Global Surveyor si Mars Odyssey . Locurile de destinatie, prevazute a fi atinse in ianuarie 2004, vor fi Gusev Crater pentru Spirit si Meridiani Planum pentru Opportunity , ambele prezentindu-se ca niste cratere cindva pline cu apa.

In sfirsit, ultima dintre misiuni, sonda japoneza Nozomi (ISAS) va ajunge in vecinatatea lui Marte la sfirsitul anului. Ea, ca si orbiterul Mars Express , va efectua un studiu extins asupra atmosfera planetei, in premiera atit in regiunile polare cit si la ecuator.

Bucuresti, 15 iulie 2003

Dr. Harald Alexandrescu