Ako sve prođe kako treba, bit će to najambicioznija i tehnološki najsofisticiranija misija na Mars koja bi mogla ponuditi konačne odgovore na pitanje je li na Marsu ikada bilo života.
Perseverance je peti rover koji je NASA poslala na Mars, a trebao bi sletjeti u još neistraženo područje - krater Jezero, nazvan po selu u BiH. Letjelica s roverom pokušat će ga spustiti u drevno korito jezera i deltu rijeke široku 45 kilometara koji se nalaze u tom krateru, što će biti jako opasan pothvat jer to područje obiluje pješčanim dinama, strmim liticama, gromadama kamenja i malim kraterima. Zanimljivo je da su neka od korita koja vode do kratera Jezero nazvana po rijekama Savi, Neretvi i Uni.
Krater Jezero jedno je od najboljih mjesta za potragu za drevnim životom jer je prije nekih 3.9 milijardi godina vjerojatno bio ispunjen vodom. Dosadašnje analize pokazale su da su naslage u krateru bogate mineralima koji nastaju u prisutnosti vode, što znači da je tamo nekada mogao postojati i život. U sličnim sedimentima na Zemlji obično nalazimo fosile.
Budući da je ova misija po mnogočemu izuzetna, o njezinim posebnostima porazgovarali smo s Antom Radonićem, komentatorom svemirskih letova i stručnim suradnikom popularne radioemisije o svemiru Andromeda.
Mediji, kada govore o večerašnjem spuštanju, najavljuju sedam minuta užasa. O čemu je riječ?
Agencija NASA ima značajno iskustvo sa spuštanjem na Mars, no uvijek neka sitnica može upropastiti misiju. Deset minut a prije ulaska u atmosferu mora se odvojiti modul koji je služio za potrebe leta između Zemlje i Marsa. S međuplanetarne staze letjelica ulazi direktno u atmosferu na visini od oko 130 km brzinom od preko 5 km u sekundi. Nakon 80 sekundi od ulaska uslijedit će maksimalno zagrijavanje do 1300 stupnjeva Celzijevih. Toplinski štit to mora izdržati. Mali raketni motori održavat će precizno položaj letjelice koja je tada još zatvorena poput školjke. Aerodinamičko kočenje smanjit će brzinu na 420 m u sekundi i pri toj nadzvučnoj brzini i na oko 11 km visine otvorit će se padobran. Do tad su već prošle četiri minute od ulaska. Dvadeset sekundi kasnije, na visini od oko 9 km, odvaja se toplinski štit, a brzina će biti 160 m u sekundi. Na 7.5 km visine uključuje se radar za mjerenje visine i brzine. Na 4 km visine uključuje se navigacijska kamera za potrebe navigacije. Na 2.1 km visine i pri brzini od 89 m u sekundi odbacuje se padobran s gornjim dijelom zaštitnog oklopa. Odmah zatim uključuje se 8 raketnih motora koji se nalaze na posebnoj konstrukciji zvanoj nebeski kran. Ispod nje je vozilo Perseverance. Računalo prima podatke od radara i slike s kamere, procjenjuje ima li ispod opasnih stijena, litica ili neravnog terena.
Ako ima, pomoću postojeće mape terena u memoriji traži najbliži siguran teren. Taj teren može biti do 600 m udaljen od prvobitno ciljane točke slijetanja. Na ovo znanstveno jako privlačno područje ranije nisu mogli poslati landere ili rovere jer je preopasno za slijetanje - amarsiranje. Od 60 lokacija uzetih u obzir, ovo je područje ipak izabrano 2018. kao najzanimljivije, a pet godina prije izbora znanstvenici su razmatrali moguće lokacije. Kada je ova lokacija 2007. imenovana prema Općini Jezero u Bosni i Hercegovini, prema odluci Međunarodne astronomske federacije, tada je malo tko mogao misliti da će tako brzo doći u žarište zbivanja. S obzirom na to da će letjelica moći birati mjesto spuštanja i zbog toga raditi određene manevre upravljajući se svojim raketnim motorima, tko zna kakva sitnica, koja nije uzeta u obzir, može ugroziti misiju. Europski lander Schiaparelli 2016. razbio se na Marsu zbog greške u softveru.
Računalo se zbog prebrze vrtnje letjelice zbunilo i zaključilo da je ne samo već stiglo nego da se nalazi čak ispod površine. Motori za kočenje upravo su bili upaljeni, a računalo ih je brzo ugasilo te je letjelica nastavila padati i razbila se. Američki orbiter kasnije je snimio mjesto pada. Na visini od 21 m brzina treba biti 0.75 m u sekundi ili manje od 3 km na sat. Očekujemo uzbudljive slike i video spuštanja. Prve slike bit će sirove. Rover će na površini prvo snimati kroz prozirni poklopac objektiva zbog podignute prašine. Video će biti poslan na Zemlju nešto kasnije. Ako bude moguće složiti video i zvuk spuštanja, bit će to jedan novi, uzbudljivi doživljaj crvenog planeta, kakav nikad dosad nismo imali.
U kratkom razdoblju od mjesec dana do Marsa stižu čak tri letjelice. Ujedinjeni Arapski Emirati poslali su svoj orbiter Amal, što na arapskom znači Nada, koji je već stigao. U četvrtak navečer NASA će pokušati spustiti svoj rover Perseverance, a oko Marsa već kruži kineska letjelica koja bi svoj rover trebala spustiti u svibnju. Prilično velika gužva i vrlo multinacionalno društvo, zar ne?
Da, kada su prošlog srpnja tri međuplanetarne letjelice krenule na svoje putovanje, bilo je to prvi put u povijesti da čak tri države koriste isti vremenski prozor za lansiranje prema crvenom planetu. Taj vremenski prozor ponavlja se u prosjeku svake dvije godine i 50 dana. Treba napomenuti da se ta lansiranja ne događaju baš u vrijeme kada su Zemlja i Mars međusobno najbliži. Naime, lansiranje se obavlja dok je Mars još ispred Zemlje na putu oko Sunca. Kako je Zemlja brža u kružnoj utrci s Marsom oko Sunca, tako i letjelica leti brže od Marsa pa treba startati dovoljno rano, više od dva mjeseca prije nego što nam je Mars najbliže. Mars nam je bio najbliže 6. listopada.
Je li to rekord u broju letjelica koje u slično vrijeme stižu na Mars?
Ako najnovije misije izgledaju kao neka invazija na Mars, napomenuo bih da je rekord bio davne 1974. g. kada su do Marsa stigle čak četiri letjelice tadašnjeg Sovjetskog Saveza. Od dva landera, jedan je promašio Mars, a drugi se nije uspio spustiti. Od dva orbitera, jedan je promašio Mars, a drugi je u orbiti Marsa prekratko radio. Kad se spominje statistika koja govori o preko 50 posto neuspješnih misija na Mars, to je dijelom zato što su mnogi pionirski sovjetski pokušaji imali probleme s nedovoljno pouzdanim raketama te letjelice nisu ni krenule prema Marsu, a dijelom je kriva i nedovoljno usavršena tehnologija na letjelicama koje su letjele prema Marsu.
NASA-ini letovi podižu taj prosjek, zar ne?
NASA može biti zadovoljna. Od devet pokušaja spuštanja na površinu Marsa, osam njih bilo je više nego uspješno. Samo im se jedan lander razbio. Od deset NASA-inih orbitera, sedam je bilo uspješnih - jedan nije uspješno lansiran, jedan je vjerojatno eksplodirao u blizini Marsa, a jedan je uništen u atmosferi Marsa jer su ekipe koristile različite sustave mjernih jedinica - jedna metrički, a druga imperijalni - pa je došlo do zabune.
Koliko je misija trenutno aktivno na Marsu i oko njega?
U ovom trenutku u području Marsa aktivno je čak 10 aparata! U orbiti je osam orbitera, tri američka, jedan europski, jedan europski u suradnji s Rusijom, jedan indijski, jedan Ujedinjenih Arapskih Emirata i jedna kompleksna kineska letjelica. Na površini Marsa još uvijek funkcioniraju američki rover Curiosity i lander InSight.
Budući da će Perseverance najozbiljnije do sada tražiti život na Marsu, hoće li biti i najveći rover?
Da, Perseverance je dosad najmasivniji rover i ima 1025 kg, 126 kg više od Curiosityja. Budući da Mars ima slabiju gravitaciju, ondje će njegova težina biti kao da ima 393 kg. Iako ima gotovo istu karoseriju kao njegov prethodnik, njegovi kotači imaju jaču oplatu na obodu kako na oštrom Marsovom kamenju ne bi doživjeli nastajanje rupa i lomova, što je bio slučaj s prethodnikom koji na Marsu radi od kolovoza 2012. godine.
Hoće li biti bogatiji instrumentima?
Novi rover ima drugačiji set znanstvenih instrumenata. Među ostalim, on će detaljnije mjeriti elementarni i mineralni sastav tla, kamenja i stijena te sadržaj organskih spojeva.
Njegov SuperCam još je savršeniji od sličnog instrumenta na prethodniku. On bi također laserskom zrakom trebao gađati točku na objektu istraživanja, zbog čega će se materijal u toj točki pretvarati u plazmu. Potom će se s više metara udaljenosti kamerom snimati spektar zračenja plazme kako bi se utvrdio njezin sastav. Ključni dijelovi ovog instrumenta napravljeni su u francuskom institutu. Zanimljivo je da su Francuzi surađivali i s Kinezima na sličnom instrumentu koji se nalazi na kineskom landeru. Instrument ima i mikrofon kako bi snimao zvuk prilikom djelovanja na Marsove materijale, što bi također trebalo pomoći u istraživanju njegovih svojstava. Dakle, prvi put u povijesti bit će snimljeni zvukovi na Marsu. Drugi mikrofon snimat će zvukove prilikom spuštanja, a pokušat će se snimiti i zvuk vjetra.
NASA uobičajeno u svojim misijama istražuje tehnologije koje bi mogle biti korisne u budućim misijama. Što biste tu izdvojili?
Novi rover ima uređaj za proizvodnju kisika iz ugljikovog dioksida koji čini oko 95 posto atmosfere Marsa. Moći će proizvoditi oko 10 grama kisika na sat. To bi bilo dovoljno za disanje jednog psa. U budućnosti će takvi uređaji biti puno moćniji kako bi omogućili astronautima da ih koriste za disanje. Takav kisik mogao bi se koristiti i kao oksidator za svemirske letjelice koje se vraćaju na Zemlju.
Koji će biti izvor energije za rover?
I najnoviji rover ima radioizotopni termoelektrični generator koji sadrži blizu 5 kg plutonijevog dioksida kao izvor topline za proizvodnju električne energije. Njime će se puniti dvije litij-ionske baterije, a također će se omogućiti grijanje osjetljivih sustava u tijeku hladne Marsove noći.
Na Mars bi trebao stići i prvi helikopter. Koja će biti njegova funkcija?
Da, prvi put na Mars stiže i mali helikopter nazvan Ingenuity kao Marsov dron s masom od 1.8 kg. No njime se neće upravljati izravno sa Zemlje, već će samostalno polijetati prema zadanom programu. Veliki je izazov letjeti u atmosferi čija je gustoća stotinu puta manja od one na površini Zemlje. Pokusi na Zemlji u posebnoj komori sa simulacijom Marsove atmosfere pokazali su da je let na Marsu moguć. Tek nakon svih pokusa odlučilo se poslati ovaj mali helikopter koji je pričvršćen za donji dio karoserije rovera.
Kako će poletjeti s te pozicije?
Kada se nađe na Marsu, rover će u jednom trenutku spustiti helikopter na tlo ispod sebe i potom se udaljiti stotinu metara. Tek tada helikopter će moći poletjeti. Helikopter je ovdje samo tehnološki demonstrator. Njegovi letovi bit će kratki, po nekoliko desetaka sekundi. Planira se obaviti nekoliko letova. Helikopter će se napajati svojim fotonaponskim ćelijama. Ako pokusi budu uspješni, u budućim misijama helikopteri bi se mogli koristiti za izviđanje terena i za istraživanje nedostupnih terena. Prvih mjesec dana rover će imati provjere svih uređaja i instrumenata.
Kako će se odvijati komunikacija tijekom dramatičnog spuštanja na Mars?
Prilikom spuštanja na Mars letjelica će slati podatke prema dvama američkim Marsovim orbiterima. Jedan od njih će gotovo odmah proslijediti signale na Zemlju, dok će drugi to učiniti s nekoliko sati zakašnjenja. Istovremeno, signali će se slati različitim antenama i izravno na Zemlju. Transmisiju u X-bandu primat će velike antene u Kaliforniji i Španjolskoj. Prijenos u UHF području primat će antene u Green Banku u Zapadnoj Virginiji i u opservatoriju Effelsberg u Njemačkoj.
NASA najavljuje i mnogo sofisticiraniji način traženja pogodnog mjesta za spuštanje zbog zahtjevnosti terena. O čemu je riječ?
Na visini od 7.6 km uključit će se radar kako bi računalo letjelice dobivalo podatke o visini i brzini spuštanja. To je najvažnije pri spuštanju. Time će se regulirati rad osam raketnih motora za spuštanje koji se nalaze na tzv. Nebeskom kranu ispod kojeg je rover. To su koristili i prethodni landeri.
Međutim, ovaj put na Marsu će prvi put biti primijenjena i nova tehnologija. Na visini od oko 4 km počet će raditi novi sustav za zaobilaženje prepreka. Navigacijska kamera će snimati teren ispod sebe u crno-bijeloj tehnici i slike slati u računalo. Računalo će u slučaju opasnih stijena i velikih nagiba terena inicirati zaobilaženje prepreka. Računalo će koristiti pohranjenu mapu na kojoj su označena sigurna mjesta i slat će komande da se krene prema najbližem sigurnom mjestu. Rover će se tako moći spustiti do 600 metara u stranu u odnosu na točku prema kojoj se inicijalno spuštao. Sličnu tehnologiju koristili su kineski landeri pri spuštanju na Mjesec. NASA je takvu tehnologiju koristila prošle godine kod uzimanja uzoraka na asteroidu Bennu, a ona je posebno usavršena za Mars.
Kako će izgledati posljednja faza slijetanja, u kojoj će se kran odvojiti?
Na visini od 21 m rover bi se najlonskim sajlama trebao spustiti 7.5 m ispod raketnog krana. Kad dotakne tlo, pirotehnikom se kidaju sve veze, sajle i vodovi i raketni kran se podiže, udaljava te pada dalje od rovera.
Koliko vremena će trebati da kontrola leta na Zemlji sazna da je rover uspješno sletio?
Signalima će biti potrebno 11 minuta i 22 sekunde da stignu do Zemlje koja će tada biti udaljena 205 milijuna kilometara.
Hoće li rover imati uređaje za traženje vode?
Dosad se radarom moglo sondirati teren ispod površine Marsa jedino iz orbite. Tako su otkrivene naslage vodenog leda kilometrima ispod površine, a otkrivena su i jezera tekuće vode. Novi rover sada ima radar kojim će s površine tražiti vodu i vodeni led u dubini. Sličan radar nalazi se i na kineskom roveru koji bi trebao sletjeti u svibnju.
Kako će se i kada analizirati uzorci koje rover prikupi?
Rover raspolaže s oko 40 tuba u koje će spremati izabrane i prikupljene uzorke. To se također radi prvi put. Oni bi kasnije mogli biti dopremljeni na Zemlju. Već su počeli dogovori američkih i europskih stručnjaka o tom ambicioznom projektu u kojem će sudjelovati niz aparata obiju svemirskih agencija. Svi sustavi bit će lansirani s dvije letjelice. Američka i europska misija mogle bi krenuti 2026. godine, a uzorci bi mogli stići na Zemlju 2031.
Koje bi još zanimljive eksperimente trebala omogućiti misija?
Seizmička mjerenja. Trenutno na Marsu postoji samo jedan seizmometar na landeru InSight koji se nalazi na drugoj strani planeta. On zbog velike udaljenosti neće moći osjetiti spuštanje samog rovera, ni padanje toplinskog štita, ni pad raketnog krana. No, pri letu u atmosferi iz letjelice će biti odbačeno nekoliko balasta koji joj služe za stabilnost. Budući da će oni udariti s jako velikom brzinom, postoji mala mogućnost da seizmometar to registrira. Ako to uspije, znajući mjesto pada, bit će moguće mjeriti vrijeme koje je bilo potrebno za putovanje seizmičkog vala do seizmometra pa će to omogućiti bitno nova saznanja o strukturi crvenog planeta. Dosad je seizmometar registrirao na stotine potresa na Marsu, no nijedan nije bio dovoljno snažan da bi omogućio bolji uvid u strukturu Marsa.
Što je još posebno u misiji? Hoće li biti dobrih snimaka?
U ovoj misiji funkcionirat će rekordan broj kamera - ukupno čak 25. Na samom roveru je 19 kamera. Četiri kamere su na dijelu lendera iznad rovera. Tako će tri kamere snimati padobran, koji je širok 21 m, a jedna će snimati rover odozgo. Dvije minijaturne kamere smještene su na helikopteru.
