A NASA-nak minden idők legbonyolultabb űrbéli manőverével sikerült a Marsra tennie a kisbusznyi méretű Curiosity szondát. A Mars-járó a következő két évben a marsi életet és a bolygó összetételét tanulmányozza majd, és egy esetleges emberes Mars-utazáshoz is szerez információkat. A küldetés népszerűsége a sikeres kezdet után tovább nő majd, az amerikai űrhivatal Kirk kapitánnyal erősítve akarja ezt kihasználni.

22 hónap – 567 millió kilométer után

A Curiosity, azaz Kíváncsiság nevű önjáró Mars-szonda küldetése minden idők legösszetettebb űrbéli erőpróbája volt. A hivatalos nevén Mars Science Laboratoryként (MSL, Marsi Tudományos Laboratórium) emlegetett szonda nemcsak méretei, illetve technikai felszereltsége, de a leszállás és a küldetés céljai miatt is különleges.

A 2011. november 26-án egy Atlas–5 típusú rakétával útnak indított jármű 567 millió kilométeres utazás után landolt a Mars felszínén, a Gale-kráter közelében. A 900 kilós, speciális műszerekkel felszerelt, kisbusz méretű Mars-járó a tervek szerint legalább egy marsi éven, vagyis 22 földi hónapon keresztül marad majd működőképes, bár a korábbi hasonló roverek teljesítménye alapján könnyen lehet, hogy a Curiosity még több év múlva is közvetít majd adatokat (már ha bírja addig a generátora).

Futurisztikus kütyük

A korábbiaktól eltérően a Kíváncsiság meghajtásához szükséges energiát nem a változó hatékonysággal üzemelő napelemek adják majd, hanem egy úgynevezett radioizotópos termoelektromos generátor. Ez a berendezés a benne elhelyezett radioaktív izotópok természetes bomlásából származó hőt alakítja át elektromos árammá. Nem ez az első alkalom, hogy egy űreszközön napelemek helyett ilyen áramforrást helyeznek el, de eddig jobbára olyan szondák indultak radioizotópos generátorral, amik olyan messze mentek a Naptól, ahol már nincs elegendő fény a napelemekkel történő energiatermelésre.

A Mars-járó műszerezettségét végignézve is számos érdekesség akad. A MEDLI (MSL Entry, Descent and Landing Instrumentation, nagyjából az MSL belépési, süllyedési és landolási körülményeit vizsgáló műszeregyüttes) elsősorban azt a légkörbe lépést követő hőséget méri majd, ami az űrsiklók visszatérésekor tapasztalt hőmérséklet háromszorosa is lehet. Szintén érdekes a Mastcam nevű, HD minőségű felvételekre képes kamera is, ami a hírek szerint az Avatar című filmnél használt felvevők módosított változata. A monokróm felvételekkel a fényviszonyok elemzésére is képes szerkezet lesz valószínűleg a legérdekesebb panorámafotók forrása is.

A ChemCam nevű műszer talán a Curiosity legfuturisztikusabb kütyüje. A működési elv ugyanis az, hogy a különleges kamera először lézerrel szétégeti a kinézett célpontot, majd az égés közben kialakuló plazmát spektroszkópiai elemzéssel megadja annak összetevőit (még megdöbbentőbb, hogy minderre akár hét méteres távolságból is képes). A vizsgálat során az elemzés megmondja az adott kődarab pontos összetételét, víz- vagy jégtartalmát, és azt is, hogy volt-e benne bármi, ami károsíthatja az ember egészségét.

Az egyéb sugárzás-, illetve páratartalommérő műszerek, röntgenek, és egy teljes értékű, automata mintaelemző labor mellett a Kíváncsiság nevéhez méltón egy olyan fényképezőgépet is visz magával, ami akár 12 mikronnyi részleteket is láthatóvá tesz majd. Ez utóbbi berendezés ibolyántúli fényt kibocsátó alkatrésze segít majd azt is elemezni, hogy milyen szerepet játszott a víz a Mars felszínének formálásában.

A rettegés hét perce

Az összesen 2,3 milliárd dolláros küldetés legkockázatosabb eseménye a leszállás volt. A Curiosity méretei miatt a korábbi Mars-járók landolásával ellentétben ezúttal nem lehetett hatalmas légzsákokra bízni a becsapódás erejének elnyelését, ezért a NASA szakemberei kidolgoztak egy olyan módszert, amit félhivatalosan még az amerikai űrügynökség is csak a „rettegés hét perceként” emleget. A bolygóközi utazásból a Mars légkörébe lépő szonda védelmét, és a fékezés első fokozatát egy hőpajzsra bízták a tervezők. Ezt követően egy szuperszonikus fékezőernyő lassította tovább a Mars-járót szállító kapszulát, a leszállás utolsó fázisában pedig egy saját hajtóművekkel ereszkedni és lebegni képes jármű kapta a főszerepet. Az égi darunak hívott szerkezet a landolási zónába érve drótkötelek segítségével eresztette le a Curiosityt, majd miután a rover lecsatlakozott, egy utolsó hajtóműlökettel pár száz méterrel odébb repült, és ott a talajba csapódott.

A landolás ugyan kockázatos, de minden eddiginél pontosabb volt. A korábbi Mars-járók landolását egy 150 kilométeres ellipszisben tudták csak megadni, a Curiosity számára kijelölt terület viszont már jóval kisebb volt, mindössze 10 kilométer átmérőjű.

Egy hónappal a landolás előtt komoly nehézségek támadtak a leszállás követésével. Mivel a közvetlen kapcsolat a landoláskor már bőven a horizont alatt lévő Föld miatt eleve lehetetlen, a Curiosity a Mars körül korábban pályára állt műholdon keresztül sugározza az állapotjelentéseket. Erre leginkább a Mars Odyssey képes, azonban az egy évtizede a vörös bolygó körül keringő szatelit egy átmeneti meghibásodás miatt oly mértékben letért az eredeti pályáról, hogy a NASA szakembereinek hat másodpercnyi folyamatos hajtóműműködéssel kellett visszaterelniük. A Föld és a Mars közti nagy távolság miatt a valós időben történő adatkapcsolat még így is azt jelenti, hogy a roverről érkező adatközvetítő rádióhullámoknak 15 percig kell utazniuk a bolygóközi térben, mielőtt a földi irányítóközpont fogni tudja azokat.

Élet után kutat

Mivel a Curiosity elsődleges feladatai között a marsi élet nyomainak, illetve a bolygó geológiai múltjának kutatása állt, kézenfekvőnek látszott, hogy a rovert olyan ponton tegyék le, ahol ez különösen hosszú távok megtétele nélkül lehetséges. A Mars egyenlítője környékén lévő, 155 kilométer átmérőjű Gale-kráter ilyen szempontból tökéletes választás, hiszen a feltételezések szerint a Mars legmélyebb pontjának számító kráter a tudósok szerint valaha tófenék lehetett, a medret pedig üledék töltötte ki, amelynek java része az idők folyamán eltűnt, csupán a központi hegy maradt belőle. Ezzel az elmélettel nem mindenki ért egyet, de ha az elmélet mégis helytállónak bizonyul, a landolási területen vizes eredetet feltételező agyagásványok és szulfátok is előfordulhatnak. A Kíváncsiság egy 20 kilométerszer 7 kilométeres területen száll le, a kráter közepén magasodó, öt kilométer magas, rétegzett szerkezetű hegy környékén.

A 3,5-3,8 milliárd évesnek tartott kráter Walter Frederick Gale-ről kapta a nevét, aki a 19. században tett megfigyelései nyomán a Mars repedéseit és más felszíni képződményeit a bolygót behálózó csatornarendszernek gondolta.

Négyes feladat

A Curiosity feladatait négy nagy csoportra bonthatjuk. A legérdekesebbnek a biológiai célok csoportja ígérkezik. A Kíváncsiság ezen belül a Mars felszínén található szerves molekulák mennyiségét és felépítését határozza meg, de kutatja az élet szempontjából fontos egyéb elemek nyomait is, és persze a műszerezettség arra is alkalmas, hogy az élet ennél egyértelműbb jeleit is felismerje.

A geológiai és geokémiai célok között elsősorban talajtani kutatások, talajösszetétel-vizsgálatok szerepelnek. A Mars múltja, illetve az esetleges emberes küldetésekhez szükséges mérések alkotják a maradék két vizsgálati csoportot: a légköri folyamatok nagy időskálájú elemzése, a víz és a szén-dioxid jelenlegi eloszlásának vizsgálata, az esetleges víz- és karbonkör létezésének igazolása, illetve a felszíni sugárzás mérése

Egy kis történelem

A vörös bolygó felszínét először a szovjetek érték el, a Marsz–2 szonda leszállóegysége azonban sokkal inkább lezuhant, mint landolt, de a hat nappal később érkező Marsz–3 már a terveknek megfelelően szállt le, ám a landolástól számított huszadik másodpercben a szonda elhallgatott. Ezt követően a szovjetek még próbálkoztak, a leszállóegységek vagy eltalálták a Marsot és lezuhantak, vagy elzúgtak mellette.

Az amerikai Viking-missziók már sikeresebbek voltak: az egységek leszálltak, fotóztak, még mikrobiológiai kutatásokat is végeztek, bár ezek eredményeit azóta is vitatják. Az 1980-as évek végén indított orosz Phobosz-missziók sem a terveknek megfelelően mentek. A következő sikeres leszállás az amerikaiak Pathfinder nevű leszállóegysége és Sojourner nevű Mars-járója volt, 1997. július 4-én. Ezt a Mars Polar Lander nevű egység követte volna, de ez is elpusztult, mert az egyik tervezőcsapat méterben és kilométerben, a másik pedig yardban és mérföldben számolt. A 2003-as Beagle–2 nem lépett kapcsolatba a földi irányítással, a Spirit és az Opportunity elnevezésű marsjárók azonban bőven túlszárnyalták az eredetileg tervezett szolgálati idejüket (az utóbbi még most is működik, a Spiritet csapdába ejtette a marsi homok). A Phoenix-misszió volt az utolsó sikeres leszállás, egészen a Curiosity augusztus hatodikai sikeréig.