Týdeník věnovaný aktualitám a novinkám z fyziky a astronomie. Vydavatel: AGA (Aldebaran Group for Astrophysics) Číslo 9 – vyšlo 27. února, ročník 13 (2015) © Copyright Aldebaran Group for Astrophysics Publikování nebo šíření obsahu je zakázáno. ISSN: 1214-1674, Email: bulletin@aldebaran.cz

9/2015

Shledání s modulem Beagle 2

Radek Beňo

O přítomnosti života na Marsu se vědci přou už nějaký ten čas. V letech 2003 a 2004 několik experimentů potvrdilo výskyt metanu v marťanské atmosféře. Mezi těmito experimenty hrál důležitou roli především projekt Mars ExpressMars Express – sonda k Marsu vypuštěná Evropskou kosmickou agenturou 2. června 2003. Sonda obsahovala orbitální a přistávací modul (Beagle 2). Přistání se nezdařilo, orbitální mise úspěšně probíhá. Sondu vynesla do vesmíru nosná raketa Sojuz-FG/Fregat z evropského kosmodromu Bajkonur. Celková hmotnost sondy včetně modulu Beagle 2 byla 666 kg. vyslaný Evropskou kosmickou agenturouESA – European Space Agency, Evropská kosmická agentura. ESA spojuje úsilí 18 evropských zemí na poli kosmického výzkumu. Centrální sídlo je v Paříži, pobočky jsou v mnoha členských zemích. ESA byla založena v roce 1964 jako přímý následovník organizací ESRO a ELDO. Nejznámější nosnou raketou využívanou ESA je Ariane. Česká republika vstoupila do ESA v listopadu 2008. dne 2. června 2003. Projekt se skládal celkem ze dvou částí – orbitálního pozorování a měkkého přistání modulu Beagle 2 na povrchu MarsuMars – rudá planeta se dvěma malými měsíci, Phobosem a Deimosem, je v pořadí čtvrtým tělesem sluneční soustavy. Povrch planety je pokryt načervenalým pískem a prachem. Barva je způsobena vysokým obsahem železa. Načervenalá barva celé planety jí dala jméno (Mars je bůh válek). Na povrchu se nacházejí obrovské sopky, z nichž ta největší, Olympus Mons, je 24 km vysoká a její základna je 550 km široká. Na vrcholu je kráter o průměru 72 km. Pro Mars jsou charakteristické systémy kaňonů vzniklé pohybem kůry. Snímky ze sond ukazují místa, kudy dříve tekla voda. Zdá se, že Mars byl dříve vlhčí a teplejší, než je dnes. Rozpětí teplot, které na Marsu panují (zima ne větší než v Antarktidě) by bylo snesitelné pro některé primitivní formy života žijící na Zemi. Jejich existence se však dosud nepotvrdila.. První část mise – orbitální pozorování – přinesla mnoho zajímavých poznatků, jako například objev vodního ledu v ledové čepici na jižním pólu planety nebo potvrzení přítomnosti metanu v atmosféře planety, byť jen ve velmi malé koncentraci. Druhá část mise, vůbec první měkké přistání modulu ESA na povrchu Marsu, se nezdařila. Britský přistávací modul Beagle 2 se sice 19. prosince 2003 oddělil od orbitálního modulu, ale další signál, očekávaný 25. prosince 2003 po předpokládaném přistání na povrchu rudé planety, se již řídícímu středisku z neznámých důvodů nepodařilo zachytit. Beagle 2 byl 16. ledna 2015 nalezen po více než jedenácti letech americkou sondou Mars Reconnaissance OrbiterMRO – Mars Reconnaissance Orbiter (Průzkumná oběžnice Marsu), sonda NASA, která získává detailní informace o vybraných místech na Marsu, zejména s ohledem na přítomnost vody v minulosti i v současnosti. Sonda startovala v srpnu 2005 a na oběžnou dráhu byla navedena v březnu 2006. Rozlišení je pouhých několik decimetrů. Od ledna 2009 slouží také jako retranslační stanice. a tajemství neúspěchu mise bylo poodhaleno.

Logo mise Mars Express. Zdroj: ESA.

Mars Express – sonda k Marsu vypuštěná Evropskou kosmickou agenturou 2. června 2003. Sonda obsahovala orbitální a přistávací modul (Beagle 2). Přistání se nezdařilo, orbitální mise úspěšně probíhá. Sondu vynesla do vesmíru nosná raketa Sojuz-FG/Fregat z evropského kosmodromu Bajkonur. Celková hmotnost sondy včetně modulu Beagle 2 byla 666 kg. MRO – Mars Reconnaissance Orbiter (Průzkumná oběžnice Marsu), sonda NASA, která získává detailní informace o vybraných místech na Marsu, zejména s ohledem na přítomnost vody v minulosti i v současnosti. Sonda startovala v srpnu 2005 a na oběžnou dráhu byla navedena v březnu 2006. Rozlišení je pouhých několik decimetrů. Od ledna 2009 slouží také jako retranslační stanice. ESA – European Space Agency, Evropská kosmická agentura. ESA spojuje úsilí 18 evropských zemí na poli kosmického výzkumu. Centrální sídlo je v Paříži, pobočky jsou v mnoha členských zemích. ESA byla založena v roce 1964 jako přímý následovník organizací ESRO a ELDO. Nejznámější nosnou raketou využívanou ESA je Ariane. Česká republika vstoupila do ESA v listopadu 2008. NASA – National Aeronautics and Space Administration, americký Národní úřad pro letectví a kosmonautiku, byl založen prezidentem Eisenhowerem 29. července 1958. Jde o instituci zodpovědnou za kosmický program USA a dlouhodobý civilní i vojenský výzkum vesmíru. K nejznámějším projektům patří mise Apollo, která v roce 1969 vyvrcholila přistáním člověka na Měsíci, mise Pioneer, Voyager, Mars Global Surveyor a dlouhá řada dalších. Mars – rudá planeta se dvěma malými měsíci, Phobosem a Deimosem, je v pořadí čtvrtým tělesem sluneční soustavy. Povrch planety je pokryt načervenalým pískem a prachem. Barva je způsobena vysokým obsahem železa. Načervenalá barva celé planety jí dala jméno (Mars je bůh válek). Na povrchu se nacházejí obrovské sopky, z nichž ta největší, Olympus Mons, je 24 km vysoká a její základna je 550 km široká. Na vrcholu je kráter o průměru 72 km. Pro Mars jsou charakteristické systémy kaňonů vzniklé pohybem kůry. Snímky ze sond ukazují místa, kudy dříve tekla voda. Zdá se, že Mars byl dříve vlhčí a teplejší, než je dnes. Rozpětí teplot, které na Marsu panují (zima ne větší než v Antarktidě) by bylo snesitelné pro některé primitivní formy života žijící na Zemi. Jejich existence se však dosud nepotvrdila.

Beagle 2 na cestě k Marsu

Mise Mars Express započala dne 2. června 2003 v 17:45 UTUT – světový čas, Universal Time. Čas je dnes měřen podle standardu UTC (Universal Time Coordinated) a je totožný s pásmovým časem na Greenwichském poledníku. Do roku 1928 se označoval zkratkou GMT (Greenwich Mean Time), v té době byl odvozen od střední doby oběhu Země kolem Slunce. vypuštěním sondy a přistávacího modulu z kosmodromu BajkonurBajkonur – ruský kosmodrom, ze kterého se v roce 1957 vznesla první umělá družice Země – Sputnik 1 a v roce 1961 startoval první kosmonaut Jurij Alexejevič Gagarin. Po rozpadu Sovětského svazu leží Bajkonur na území nezávislého Kazachstánu, ale Rusko má s tamější vládou dohodu o pronájmu a využívání kosmodromu. Souřadnice kosmodromu: 63°25′ v. d., 47°22′ s. š.. Podle vypočítané trajektorie letu měla sonda dosáhnout orbity Marsu dne 19. prosince 2003 v 8:31 UT. V tento den se od sondy oddělil i přistávací modul Beagle 2 a pomocí motorů si upravil vlastní dráhu tak, aby byla vhodná pro ploché přistání. To bylo plánováno na 25. prosince 2003. Přistávací modul se však již řídícímu středisku neozval a ani po několikadenním pátrání za pomoci sond Mars ExpressMars Express – sonda k Marsu vypuštěná Evropskou kosmickou agenturou 2. června 2003. Sonda obsahovala orbitální a přistávací modul (Beagle 2). Přistání se nezdařilo, orbitální mise úspěšně probíhá. Sondu vynesla do vesmíru nosná raketa Sojuz-FG/Fregat z evropského kosmodromu Bajkonur. Celková hmotnost sondy včetně modulu Beagle 2 byla 666 kg. (ESA) a Mars OdysseyMars Odyssey 2001 – sonda NASA k Marsu vypuštěná dne 7. 4. 2001, mise pokračuje bez problémů, sonda stále obíhá kolem Marsu. V roce 2004 byla mise prodloužena. K dosud největším úspěchům patří nalezení zmrzlé vody na Marsu. Sonda umožňuje přenos signálů z vozítek Spirit a Opportunity na Zem. (NASA) nedošlo ve věci k žádnému posunu. I když může stereo kamera HRSCHRSC – High/Super Resolution Stereo Colour Imager, stereoskopická kamera se CCD detektorem umístěná na sondě Mars Express. na sondě Mars Express pořizovat z výšky 250 km nad povrchem snímky s rozlišením 2,3 metrů na pixel a v jednom okamžiku zaznamenat čtverec o délce strany 2,35 km, připomínalo pátrání po ztraceném modulu spíše ono pověstné hledání jehly v kupce sena.

Modul Beagle 2 při plném rozvinutí. Zdroj: NASA.

Cílem mise bylo především pátrání po vodě a případných projevech možného života na Marsu, jako například po již zmíněném metanu v atmosféře. Modul Beagel 2 měl dále za úkol shromažďovat meteorologická a klimatická data. K naplnění toho cíle mělo přispět i vhodně zvolené místo přistání – lokalita Isidis Planitia, která se nachází severně od marťanského rovníku. Do tohoto místa mělo během jara dopadat hodně slunečního záření potřebného pro správný chod sondy.

Přistávací modul má tvar mělké misky o průměru 1 m a hloubce 0,25 m, celková hmotnost modulu je 69 kg. Po přistání se měl otevřít kryt a postupně vyklopit disk, v němž byly umístěny celkem 4 solární panely, které spolu s bateriemi umístěnými v těle modulu měly zajistit dlouhou životnost. Zbytek těla je tvořen komunikačními anténami, centrálním procesorem, vědeckým vybavením, tři čtvrtě metru dlouhým robotickým ramenem pro sběr vzorků, zařízením pro vyhřívání a dalšími senzory. Právě pomocí robotického ramene měl Beagle 2 prozkoumávat a analyzovat své okolí. Na konci ramene byla nainstalována dvojice stereo kamer, mikroskop s rozlišením 6 mikrometrů, Mössbauerův a rentgenový spektrometr a vrtačka s bodovou lampou pro sběr vzorků. Odebrané vzorky měly být analyzovány v těle modulu, kde k tomu sloužily hmotnostní spektrometr a plynový chromatograf určený především k detekci uhlíku a metanu (možné stopy živých organizmů). Posledním ze zařízení na robotickém rameni byl „krtek“ Pluto (z anglického PLanetary Undersurface TOol). Tento „krtek“, měl být schopen pohybu po povrchu rychlostí až 2 cm za sekundu, mohl se zavrtat do země a pomocí dutiny ve špičce sbírat vzorky půdy. K ramenu byl upevněn pomocí navijáku, který mohl kdykoliv dopravit sebrané vzorky zpět do modulu.

Vybavení modulu Beagle 2. Zdroj: ESA.

Vývoj a konstrukce modulu Beagle 2 vyšly Brity celkem na 66 milionů liber – 22 milionů pocházelo z britských vládních zdrojů, dalších 44 milionů liber pak přišlo z průmyslové sféry. Celý projekt byl, jak již název mise „Express“ napovídá, vyhotoven ve velmi krátkém čase, což bylo některými kritiky označeno za primární příčinu selhání modulu Beagle 2.

Zajímavostí může být, že Beagle 2 byl pojmenován po stejnojmenné lodi britského námořnictva HMS Beagle, na které v roce 1830 obeplouval svět Charles Darwin, jehož dílo pak revolučně změnilo náhled na vývoj života na Zemi. Právě stejně převratné výsledky, tentokráte o životě na Marsu, si vědci od pozorování pomocí modulu Beagle 2 slibovali.

Po letech přichází vysvětlení konce jedné smutné mise

Až donedávna se vědci z ESA mohli pouze domnívat, proč přistání modulu Beagle 2 ztroskotalo. Příčin bylo předpovězeno hned několik – mnozí kritikové tvrdili, že havárie byla způsobena díky nedostatečným testům modulu, především pak přistávacích padáků. To mohlo mít za následek buď kompletní shoření modulu v atmosféře, nebo jeho destrukci o povrch planety. Možnou příčinou destrukce mohl být také fakt, že atmosféra Marsu byla řidší, než se předpokládalo, důsledkem čehož pak neměly padáky adekvátní brzdný efekt. Další teorie například naznačovala, že modul přistál do hlubokého kráteru, odkud se mu nepodařilo navázat komunikaci se Zemí. Bez jakýchkoliv dat by však byla stejně dobrá i teorie, že modul ukradli Marťani.

Dne 16. ledna 2015 zkoumala lokalitu plánovaného přistání modulu Beagle 2 americká sonda Mars Reconnaissance OrbiterMRO – Mars Reconnaissance Orbiter (Průzkumná oběžnice Marsu), sonda NASA, která získává detailní informace o vybraných místech na Marsu, zejména s ohledem na přítomnost vody v minulosti i v současnosti. Sonda startovala v srpnu 2005 a na oběžnou dráhu byla navedena v březnu 2006. Rozlišení je pouhých několik decimetrů. Od ledna 2009 slouží také jako retranslační stanice., která má pro účely snímání povrchu nainstalovanou polychromatickou kameru HiRISE (z anglického High Resolution Imaging Science Experiment) pracující v oblasti viditelného světelného spektra. Tato kamera, která má hmotnost 65 kg a stála NASA 40 milionů amerických dolarů, umí pořizovat snímky povrchu Marsu s téměř neskutečným rozlišením 0,3–0,6 m/pixel. Z nasnímaných fotografií sondy a jejího příslušenství se pak podařilo odborníkům z ESA dát dohromady nejpravděpodobnější verzi příběhu přistání modulu Beagle 2.

Na fotografii pořízené HiRISE kamerou je patrný modul Beagle 2
na povrchu rudé planety. Zdroj: NASA.

Podle dostupných fotografií modul na povrchu Marsu opravdu 25. prosince 2003 přistál v plánované lokalitě Isidis Planitia. Nejdříve úspěšně vstoupil do atmosféry, ve které ho před poškozením chránil tepelný štít, po otevření padáků došlo ke zpomalení přistávací letové fáze a následně, přibližně kilometr nad povrchem planety, se naplnily tři plynové „airbagy“ chránící modul před poškozením, které by mohl způsobit tvrdý náraz při přistání. Dále je z fotografií patrné, že se po přistání rozvinuly pouze dva z celkem čtyř solárních panelů potřebných pro plnou funkčnost modulu – nerozvinuté solární panely tím pádem blokovaly vysunutí komunikačních antén. K tomu došlo podle odborníků z ESA v důsledku mechanického poškození modulu během dosedání na povrch Marsu. Vzhledem k zakrytí antény je vyloučena jakákoliv současná možnost oživení sondy.

Fotografie pořízená HiRISE dokazuje objev modulu Beagle 2 na povrchu rudé planety. Na snímku je patrné částečné rozložení těla sondy. Zdroj: NASA.

Odkazy