Tamás Ferenc: Naprendszer elemei – Mars

A Mars a Naptól számítva negyedik kőbolygó, a három nővér 3. tagja (Vénusz, Föld, Mars). A Mars bolygót már az ókortól ismerték, nevét a római hadistenről kapta. Gyakran hívják „vörös bolygónak” a színe miatt, amit a felszínén lévő rengeteg vas-oxid okoz. Felszíni képződményei is elég jellegzetesek, közöttük sok csatorna és hegység is található. Légköre alig van és felszínén sok a porvihar.

Két természetes holdja van a Phoibosz és a Deimosz, amelyek elég kicsik a Föld Holdjához viszonyítva, így sokszor csak repülő köveknek csúfolják őket.

(Képen: Mars bolygó; kép eredetije: https://mars.nasa.gov/resources/6453/valles-marineris-hemisphere-enhanced/)

A szikár adatok:

• Tömeg: 6,42*10²³ kg = kb. 10,7%-a a Földnek.
• Egyenlítői átmérő: 3402 km = kb. 53,3%-a a Földnek.
• Térfogat: 1,63*10¹¹ km³ = kb. 15,1%-a a Földnek.
• Átlagos sűrűsége: 3,93 g/cm³.
• Átlagos távolság a Naptól: 227 millió km = kb. 1,52-szerese a Földének.
• Összetétele: (főleg) kő.
• Felszíni gravitáció: 3,69 m/s². (kb. 1/3-a a földinek)
• Keringési idő a Nap körül: 686,96 nap.
• Forgási idő: 24,62 óra.
• Holdja: 2.

A jobb minőségű távcsövek elterjedése óta láthatóvá váltak egyes felszíni alakzatai, köztük a csatornák is. Ezért sokáig azt feltételezték, hogy ezeket a marslakók építették. Sok sci-fi történet született a marslakókról, ezek közül talán a legismertebb H.G.Wells: Világok harca c. műve, amely a sci-fi irodalom klasszikusa.

A Mars légköre nagyon ritka, a légnyomás alig 1%-a a földinek. A légkör összetétele: 95% szén-dioxid, 3% nitrogén, 1,6% argon és nyomokban oxigén, valamint víz. A földi típusú életre így semmiképpen sem alkalmas. Ráadásul a bolygó kis tömege nem tudná visszatartani az esetlegesen odavitt mesterséges légkört sem. A felszíni hőmérséklet -140^oC és +20^oC fok között változik, átlagosan: -63^oC. A Mars felszínének nagy részét vas-dioxid por alkotja, mely igen kis részecskemérete miatt könnyen felemelkedik, így a bolygó felszínén nagyon gyakoriak a porviharok.

A Mars az ott tevékenykedő felszíni és a bolygó körül keringő szondáknak köszönhetően alaposan fel van térképezve. Felszínének egyik jól látható pontja a kb. bolygó közepénél hosszasan húzódó Vallis Marineris kanyonrendszer (lásd a fenti képen), amely kb. 4000 km hosszú és 5-7 km mély. Másik tájékozódási pont az Olympus Mons. Ez egy régen kialudt pajzsvulkán, amely 27 km-es (környékhez mért) magasságával az egész Naprendszer legnagyobb hegye. (lásd: lent!)

(Kép eredetije: https://photojournal.jpl.nasa.gov/jpeg/PIA02806.jpg)

Mostani kutatások szerint a Marson volt valaha folyékony víz, de ez valahogyan eltűnt és a bolygó fokozatosan elsivatagosodott. Vízjég maradványai találhatók (valószínűleg) az északi és a déli sarkok közelében. A mi fogalmaink szerinti élet kialakulását ráadásul az is hátráltatta, hogy a bolygónak nincs geológiailag aktív magja, így nincsen mágneses mezője, ami az atmoszférát védené a káros sugárzástól. A lenti képen is az egyik régi marsi (feltételezett) folyó kiszáradt nyoma látható.

(Kép eredetije: https://earth-chronicles.com/science/in-the-era-of-dinosaurs-water-flowed-on-the-surface-of-mars.html)

2023.májusában a Perseverance rovar olyan geológiai maradványokra bukkant, amelyek egy egykori, nagy és gyorsan futó folyóra utalnak. A víz a mai Jezero-kráterbe torkollt, a régióban 2021-es megérkezése óta folytat vizsgálatokat a rover. Az újonnan észlelt folyó merőben eltér bármely másik marsi vízrendszertől, amelyet eddig felfedeztek.

(Kép eredetije: https://s.24.hu/app/uploads/2023/05/gettyimages-1277985135-e1684157474748-1024x576.jpg)

Részletesebben: https://24.hu/tech/2023/05/15/mars-osi-folyo-perseverance-marsjaro/

Már szó esett a Mars holdjairól. Ez a két repülő kő valószínűleg valamikor önálló égitest lehetett, melyeket a bolygó gravitációs ereje ejtett csapdába. A szabálytalan alakú repülő kövek állandóan ugyanazon oldalukat mutatják az anyabolygó felé.

(Kép eredetije: http://annesastronomynews.com/photo-gallery-ii/the-solar-system/mars-with-phobos-and-deimos/)

Mindkét holdat Asaph Hall fedezte fel 1877-ben és ő is nevezte el az ókori mitológia két alakjáról. Jelentésük: rémület és rettegés – ezzel is utalva a bolygó harcos vörös színére.

2023.áprilisában az Egyesült Arab Emirátusok szondája, a Hope kiváló képeket küldött a Deimosról, a kisebbik holdról. A szabálytalan alakú kísérő eredete jelenleg még tisztázatlan. A mostani felvételek alapján viszont úgy tűnik, hogy a Deimos hasonló anyagból állhat, mint a Mars felszíne, ez pedig amellett a hipotézis mellett szól, hogy a hold a bolygóból szakadhatott ki.

(Kép eredetije: https://assets.4cdn.hu/kraken/7tCnxVEUPruaCN9Hs-xl.jpeg)
Részletesebben: https://qubit.hu/2023/04/25/megerkeztek-az-elso-kozeli-kepek-a-mars-titokzatos-holdjarol-a-deimosrol

A Marsra egyszerű megközelíthetősége és viszonylag kis távolsága miatt rengeteg szonda ment már a klasszikus amerikai-szovjet űrverseny idején is. Először a Szovjetunió kezdett bele a vörös bolygó kutatásába az 1960-as években a Marsz-1, -2, -3, … -7 és a Zond-1, -2, -3 , -4 szondákkal, melyek csak igen kevés sikeres küldetést hajtottak végre. Az 1960-as évek végén és az 1970-es években indított amerikai Mariner-szondák már jóval sikeresebbnek bizonyultak. Ezt követte 1976-tól kezdve a Viking-program, amelynek köszönhetjük az első színes felvételt a Mars felszínéről.

(Kép eredetije: https://www.nasa.gov/image-feature/sunset-at-the-viking-lander-1-site)

Számos próbálkozást követően a következő komoly eredményt az első felszínen működő kis rover jelentette 1997-ből. Ez a nagyjából mikrohullámú sütő méretű kis jármű volt a Mars Pathfinder, amely 83 napig működött a bolygó felszínén, számos értékes mérési eredményt és fényképet küldve haza.

(Kép eredetije: https://www.space.com/17745-mars-pathfinder-sojourner-rover.html)

A rengeteg kép közül csak egyet szeretnék itt kiemelni, amely a leszállási helyen készült:

(Kép eredetije: https://mars.nasa.gov/MPF/parker/TwnPks_RkGdn_left_med.jpg)

A leszállási hely további képei megtalálhatók itt: https://mars.nasa.gov/MPF/parker/highres-stereo.html, míg a Pathfinder küldetés további leírása és képei megtalálhatók itt: https://mars.nasa.gov/MPF/index1.html.

Ezt a sikeres küldetést számos szonda és Mars körül keringő robot követte közte a Mars Global Surveyor, a Mars Odyssey és a Mars Express. Ám ezek messze nem közelítették meg a két újabb felszíni rover, az Opportunity (Lehetőség) és a Spirit (Szellem) sikerét. Ezek a bolygó felszínének két átellenes oldalán szálltak le, majd elkezdték történelmi jelentőségű küldetésüket. Bár a két szonda pár hónapos küldetésre készült, ám ehhez képest a Spirit 2004-től 2010-ig működött, míg az Opportunity 2004-től 2018 közepéig, amikor egy hatalmas porvihar teljesen betemette. Az Opportunity kifinomult tudományos műszerkészleteivel bizonyítékot talált rá, hogy az ősi Marson szakaszosan nedves és élhető körülmények lehettek.
A szondák sikerének egyik kulcsa a jó tervezés mellett a kiváló minőségű fotók ezrei voltak, melyeket a NASA megérkeztük után azonnal publikált. E következő panorámafotót pl. a Spirit készítette a Bonneville kráterről még 2004-ben.

(Kép eredetije: https://www.nasa.gov/images/content/59420main_mars_bonneville_3200x453.jpg )

Az Opportunity sajnos az egyik szokásos marsi porvihar áldozata lett, így a NASA teljesen letett a küldetés folytatásáról. Működése az eredetileg tervezettnél kb. 60-szor lett hosszabb és a teljes megtett távja 45 kilométer. Jelenleg is a Perseverance (Állhatatosság) völgyben van. A lenti ábrán az Opportunity útja mellett összehasonlításként látható Washington D.C. állam  léptékarányos körvonala.

(Kép eredetije: https://en.wikipedia.org/wiki/Opportunity_(rover))

A következő képet a NASA mérnökei rakták össze a rover saját magáról készített képeiből:

(Kép eredetije: https://mars.nasa.gov/resources/7438/looking-up-at-mars-rover-curiosity-in-buckskin-selfie/)

A következő rover a Curiosity (Kíváncsiság), amelyet 2011. nov.26-án bocsájtottak fel és 2012. aug.5-én landolt a vörös bolygón, a 154 km széles Gale kráterben. A kutatási célja egyszerű: voltak-e a Marson valaha megfelelő körülmények legalább mikrobiológia élet kialakulására? A szonda méretei szokatlanul nagyok: hossza: 2,9 m, szélessége: 2,7 m, magassága: 2,2 m, tömege: 899 kg, melyből 80 kg a tudományos műszer. Ez nagyjából egy autó mérete! Az energiát egy rádióizotópos termoelektromos generátor adja, hasonlóan az 1976-os Viking-1 és -2 szondákhoz. 

A küldetés elején a rover tudományos eszközeivel kémiai és ásványi bizonyítékokat fedezett fel a Mars korábbi környezetére és a továbbiakban is folytatja a régi korokban való esetleges élet maradványainak kutatását. 2018.márciusában, amikor a szonda a 2000.napját töltötte a vörös bolygón, a leszállási helyétől eljutott a kráter közepén emelkedő 8 km magas Mount Sharphoz, ahol megvizsgálta a hegy rétegeibe ágyazott geológiai információkat, továbbá azt, hogyan és mikor száradhatott ki a Gale-tó és a Mars felszínének többi része. Útközben rengeteg bizonyítékot gyűjtött a régmúlt víz- és geológiai változásaira is. 2022.dec.22-i (3687. nap/sol) adat szerint a megtett távolság a leszállóhelytől: 29,19 km. Pontosabb adatok: https://mars.nasa.gov/msl/mission/where-is-the-rover/

További részletek: https://www.space.com/mars-rover-curiosity-transition-zone-video

Az alábbi mozaikképet a NASA tudósai állították össze a Curiosity lőtte képekből, melyek egy marsi naplemente után készültek a közeli hegyekről 2021.márc.19-én, a küldetés 3063. napján (solján):

(Kép eredetije: https://www.nasa.gov/feature/goddard/2022/nasa-s-curiosity-rover-measures-intriguing-carbon-signature-on-mars)

Még 2018.májusában indította a NASA a Mars belső szerkezetét vizsgáló InSight nevű szondáját, amely november 26-án leszállt az Elysium-síkság egyik lapos kráterébe és sokáig ontotta a képeket, valamint a mérési eredményeket. 2019. februárjában például a felszínen -95 ^oC volt és kb. 45 km/h-s szél. Bár a kutatók eleinte 2 évesre tervezték az InSight működési idejét, az már több mint négy évig szolgálatban állt, ám a napelemeit fedő porréteg miatt 2022. decemberében már rövid szöveges üzenetben és egy utolsó szelfivel búcsúzott. (https://twitter.com/NASAInSight/status/1604955574659035136)  A NASA májusban tette közzé, hogy valószínűleg az év végéig leáll az űrszonda működése. Az InSight a Perseverance-szel ellentétben nem marsjáró, hanem marsi leszállóegység volt, ami azt jelenti, hogy amióta leszállt a bolygó felszínén, egy helyben állt, és ott gyűjtötte az adatokat. Műszereivel olyan felfedezéseket tett, amelyek alapján kijelenthető: a Mars közel sem annyira halott bolygó, mint amilyennek sokáig feltételezték. A szonda eszközeivel a bolygó felszínébe csapódó meteoritokat is észlelték, továbbá a gyűjtött adatok alapján belső vulkanikus tevékenység feltételezhető nyomait is észlelték a kutatók. Ez pedig azt jelentheti, hogy a valószínűleg meglévő belső tavak befagyjanak, így lehetséges valamilyen élet a bolygó belsejében.

A kedvező indítási ablak miatt 2021. február elején nagyjából egyszerre három szonda is elérte a vörös bolygót. Elsőnek az Egyesült Arab Emírségek legelső bolygó-missziója, az Amal érte el a Mars körüli pályát, hogy elemezze az égitest légkörét, illetve időjárási jelenségeit.

Pár nappal később egy kínai űrszonda, a Tianwen-1 (Mennyei kérdések) állt pályára a Mars körül. A szonda teljes tömege közel 5 tonna volt, így az egyik legnehezebb eszköz lett, amelyet a Marsra irányítottak és 13 tudományos műszert hordoz. A szondát 2020. július 23-án lőtték ki a Wenchang-i űrközpontból egy Hosszú Menetelés 5-ös típusú nehézemelő rakétával. A szonda közel 7 hónapos utazás után, 2021. február 10-én érte el a bolygó körüli egyenlítői pályát, melyen kb. három hónapig tartózkodott. A szonda leszálló része 2021. május 15-én landolt a Marson, majd a kb. két méteres és 240 kg-os marsjáró még pár napig az űrszondán maradt, hogy diagnosztikai teszteléseket futtassanak le rajta. A rover hat főbb tudományos műszert hordoz, köztük két panoráma-kamerát, egy kőzetvizsgáló radart és egy mágneses tér-detektort. Továbbá van rajta egy kőzetek zúzására és összetételük tanulmányozására alkalmas lézer, valamint egy meteorológiai műszer a marsi éghajlat és időjárás tanulmányozására.

A landolás után a keringő szonda pályát módosított és immár a sarkok felett is átment, így a bolygó egészét fel tudták térképezni. Maga a szonda az Utopia Planitia síkságon landolt, hasonlóan több régebbi szondához.

A NASA marsjárója, a Perseverance (Állhatatosság) pedig február 18-án landolt a vörös bolygón. Külön érdekesség, hogy ez a szonda nem a szokásos napelemekkel működik, hanem a sokkal hosszabb élettartamra tervezett nukleáris meghajtással.

(A NASA animációja a landolásról)

Egy elképzelt kép a Perseverance landolásáról:

(Kép eredetije: https://www.nasa.gov/sites/default/files/styles/full_width_feature/public/thumbnails/image/pia24319_09_touchdown_2000.jpg)

Az utóbbi 2,7 milliárd dollárba került szonda sikeres leszállására egy ősrégi kiszáradt tómedret, a marsi egyenlítőtől északra található 49 kilométer átmérőjű Jerezo-krátert nézték ki, ahol évmilliárdokkal ezelőtt folyékony víz is lehetett, konkrétan egy folyó delta-torkolata. Így tökéletesen alkalmas arra, hogy ott kialakulhatott valamiféle élet. Magán a kráteren belül is egy torkolatvidéket néztek ki a kutatók. A 45 km átmérőjű kráter egyébként a marsi egyenlítőtől északra található Isidis Planitia óriási becsapódási kráter északnyugati részén található.

(Kép forrása: https://cdn.mos.cms.futurecdn.net/TibtfqWNsceotvkUJPd7pK-1024-80.png.webp)

A megbízhatóan működő szonda 2022. dec. 21-én ejtette le a Mars felszínére a legelső titánium csőbe gyűjtött talajmintát, amelyből a tervek szerint 10 lesz. A csövek mellesleg egy ősrégi folyó delta-torkolatának anyagmintáit tartalmazzák, amelyek a tudósok feltételezése szerint a Mars felszínének szerves anyagokban gazdag vidékéről származnak, így alapos vizsgálat után esetleg megtalálhatják benne a szerves élet elemeit. A menetrend szerint valamikor a 2030-as években a mintákat két apró, az Ingenuity Mars helikopterhez hasonló eszköz gyűjti majd be és a Jerezo-kráterben várakozó hajóhoz viszi, amely a mintákat egy kisebb rakétával Földre továbbítja. A tervezet animációja megtekinthető itt:

https://content.jwplatform.com/previews/JrqCyTBs

A Perseverance számára kijelölt landolási hely nagyjából 3700 km-re van attól a helytől, ahol a Curiosity landolt a Gale-kráterben 2012-ben. A szonda tartalmaz továbbá egy apró helikoptert is. Az

Ez után a csapat további nagyobb és hosszabb távú repüléseket próbált végrehajtani. Továbbiak: https://www.nasa.gov/perseverance

Alig egy év alatt kiderült, hogy a két eszköz kiválóan tud együttműködni és nagyon jó minőségű képet ezreit ontják azóta is. Az alábbi videó a helikopter jubileumi, 25. repülésekor készült 2022.ápr.8-án, amikor a rekorder 704 méter hosszú repülésekor elérte a szintén rekordnak számító 5,5 m/s sebességet:

Ez a teljesítmény már csak azért is számít rendkívülinek, mivel a földi irányítók nemrégen elvesztették a kapcsolatot a helikopterrel elemeinek túl alacsony töltöttségi szintje miatt. 2022. decemberében volt a kis helikopter 37. repülése.

További részletek: https://www.nasa.gov/feature/jpl/nasa-s-ingenuity-mars-helicopter-captures-video-of-record-flight

A helikopter küldetését 2024. januárjában fejezte be, amikor a rotorlapátjai elgörbültek. Az eredeti tervekben kb. 30 nap működés szerepelt, ezzel szemben kb. 3 évig működött a mini-helikopter.

A régebbi szondák leszállási helyének térképe:

(Kép eredetije: https://www.planetary.org/space-images/mars_landing_site_map_lakdawalla)

A folytatás jelenleg még készülőben van. Valamikor a 2030-as években várható az emberi Mars-küldetés. Ezt lehet, hogy valamelyik űrutazásban érdekelt cég hajtja végre, de lehet, hogy az Európai Űrkutatási Ügynökség vagy a NASA. Ez jelenleg még erősen pénz-függő! Mindenesetre már van a NASÁ-nak egy igen jó poszterterve erről a misszióról (is):

(Kép eredetije: https://www.nasa.gov/content/nasas-journey-to-mars)

Felhasznált források:

• https://mars.nasa.gov/resources/6453/valles-marineris-hemisphere-enhanced/
• https://photojournal.jpl.nasa.gov/
• https://earth-chronicles.com/science/in-the-era-of-dinosaurs-water-flowed-on-the-surface-of-mars.html
• http://annesastronomynews.com/photo-gallery-ii/the-solar-system/mars-with-phobos-and-deimos/
• https://en.wikipedia.org/wiki/Exploration_of_Mars
• https://hu.wikipedia.org/wiki/Mars_(bolyg%C3%B3)
• https://www.nasa.gov/image-feature/sunset-at-the-viking-lander-1-site
• https://www.space.com/17745-mars-pathfinder-sojourner-rover.html
• https://mars.nasa.gov/MPF/parker/highres-stereo.html
• https://mars.nasa.gov/MPF/index1.html
• https://en.wikipedia.org/wiki/Spirit_(rover)
• https://en.wikipedia.org/wiki/Opportunity_(rover)
• https://mars.nasa.gov/resources/7438/looking-up-at-mars-rover-curiosity-in-buckskin-selfie/
• https://www.nasa.gov/content/nasas-journey-to-mars
• https://telex.hu/tech/2021/02/18/mars-jezero-krater-perseverance-landolas
• https://mars.nasa.gov/technology/helicopter/
• https://mars.nasa.gov/mars2020/
• https://index.hu/techtud/2021/02/18/leszall-az-amerikai-marsjaro/
• https://www.nasa.gov/press-release/touchdown-nasas-mars-perseverance-rover-safely-lands-on-red-planet
• https://www.nasa.gov/perseverancehttps://www.planetary.org/space-images/mars_landing_site_map_lakdawalla
• https://mars.nasa.gov/msl/mission/where-is-the-rover/
• https://www.nasa.gov/multimedia/imagegallery/index.html
• https://telex.hu/tech/2021/05/14/kina-marsraszallas-tienven-1-csu-zsung-urprogram
• https://www.planetary.org/space-images/mars_landing_site_map_lakdawalla
• https://www.nasa.gov/feature/jpl/nasa-s-ingenuity-mars-helicopter-captures-video-of-record-flight
• https://en.wikipedia.org/wiki/Curiosity_(rover)
• https://www.nasa.gov/mission_pages/msl/images/index.html
• https://www.demilked.com/nasa-curiosity-rover-photos/
• https://www.space.com/17963-mars-curiosity.html
• https://www.space.com/mars-rover-curiosity-transition-zone-video
• https://www.nasa.gov/feature/goddard/2022/nasa-s-curiosity-rover-measures-intriguing-carbon-signature-on-mars
• https://www.nasa.gov/mission_pages/msl/index.html
• https://www.origo.hu/tudomany/20221222-veget-ert-az-insight-kuldetese-a-marson.html
• https://www.space.com/nasa-mars-insight-lander-mission-ends
• https://www.space.com/nasa-perservance-rover-mars-sample-first-tube-dropped
• https://24.hu/tech/2023/05/15/mars-osi-folyo-perseverance-marsjaro/
• https://qubit.hu/2023/04/25/megerkeztek-az-elso-kozeli-kepek-a-mars-titokzatos-holdjarol-a-deimosrol

   

  © TFeri.hu, 2018.

  Bővítések: 2021. máj., 2022.máj., 2022.dec., 2023. máj. és 2024.jan.

   

   

  © TFeri.hu, 2018.

  Bővítések: 2021. máj., 2022.máj. és 2022.dec.