Mars Odyssey

Z floridského Mysu Canaveral bola 7. apríla 2001. Raketa Delta II. vyniesla na obežnú dráhu sondu Mars Odyssey.

Ako hovorí už samotný názov, sonda má namierené na Mars. Keďže Mars a Zem sa roku 2001 v lete k sebe priblížili na 67 miliónov kilometrov, cesta sondy trvala len 200 dní. Úlohou sondy bolo preskúmať možnosť výskytu života na červenej planéte a hľadať najvhodňajšie miesto pre prípadné pristátie ľudskej posádky. Marťanská odysea nie je určená na pristátie, bude obiehať okolo planéty.

Misia by mala trvať jeden marťanský rok - teda asi 29 pozemských mesiacov. Sonda je vybavená tromi zložitými meracími prístrojmi, ktoré budú analyzovať údaje, nepriamo naznačujúce prípadnú existenciu života na planéte. Nádej na nájdenie jeho primitívnych foriem vzbudili nedávne objavy korýt a ďalších útvarov, ktoré podľa vedcov mohla vytvoriť len tečúca voda.

Sonda Mars Odyssey má na palube tri prieskumné systémy. Ide o kamerový systém, pozostávajúci zo snímačov viditeľného a infračerveného svetla, systém spektrometrov (spektrometer gama žiarenia, neutrónový spektrometer a detektor neutrónov s vysokou energiou) a detektor rádioaktívneho žiarenia. Výskum sa zameria aj na minulú vulkanickú aktivitu. Vedci zastávajú názor, že voda, teplo a organické materiály ako napríklad uhlík sú nevyhnutnými predpokladmi pre vývoj života.

Po ukončení primárnej misie bude Mars Odyssey poskytovať komunikačné spojenie pre budúce americké a medzinárodné sondy, ktoré pristanú na červenej planéte. K nim patrí aj dvojica terénnych vozidiel Mars Exploration Rover, ktoré od roku 2004 vykonávajú svoju činnosť na Marse (MER-A a MER-B / Spirit a Opportunity).

Hmotnosť sondy je niečo vyše 700 kilogramov, pričom polovicu tejto hodnoty predstavujú pohonné látky.

Misia Mars Odyssey sa skončila presne po troch rokoch: na obežnú dráhu Marsu sa dostala 24. augusta 2001 a 24. augusta 2004 formálne svoju činnosť skončila. Splnila všetky úlohy, ktoré sa od nej očakávali, a keďže je stále vo veľmi dobrom technickom stave, bolo jej vedeckému týmu umožnené pokračovať v predĺženej misii…

Sonda študovala Mars počas viac než jedného marťanského roka (ten trvá približne 23 “našich” mesiacov) a úspešne splnila všetko to, čo sa od nej očakávalo. Pretože však sonda Odyssey naďalej (temer) bezchybne funguje, rozhodla sa NASA predĺžiť jej vesmírnu misiu až do septembra 2006.

Počas primárnej misie sme sledovali dramatické sezónne zmeny, akými boli napríklad objavovanie sa a miznutie polárneho ľadu, mrakov a prachových búrok. V pokračujúcej misii sa budú sledovať rozdiely, ktoré vykazujú jednotlivé obdobia roka v dvoch po sebe nasledujúcich marťanských rokoch. Už mesiac po začatí mapovania povrchu Marsu urobila sonda Odyssey významný objav. Spektrometre gama žiarenia a neutrónov objavili tesne pod povrchom Marsu v jeho južnej polárnej oblasti obrovské množstvá vodíka. Vedci interpretovali tento vodík ako súčasť zmrznutej vody. Odhaduje sa, že v povrchovej vrstve hrúbky len jeden meter je toľko ľadu, že jeho roztopením by vzniklo množstvo vody, ktoré by bolo niekoľko násobkom množstva vody v Michiganskom jazere na severe USA. Po príchode letného obdobia do severných oblastí Marsu, keď sa zmenšilo pokrytie týchto oblastí zmrznutým kysličníkom uhličitým, našla sonda Odyssey zmrznutú vodu aj tam.

Infračerveným mapovaním sa zistila prítomnosť značného množstva minerálu olivín. To naznačuje, že prostredie na Marse je pomerne suché, pretože pod vplyvom vody sa olivín mení na iné minerály. Ďalšie údaje naznačili, že množstvá zmrznutej vody v niektorých relatívne teplých oblastiach Marsu sú príliš veľké na to, aby boli v rovnováhe s atmosférou, čo by svedčilo o tom, že Mars prechádza obdobím klimatických zmien.

Prístroje sondy Odyssey tiež zistili, že úroveň radiácie okolo Marsu je približne dva až tri razy vyššia než v okolí Zeme. Pôvodcom tejto radiácie sú slnečné erupcie a kozmické žiarenie. Kamery sondy poslali na Zeme doteraz najpodrobnejšie globálne mapy Marsu, ktorých rozlíšenie je okolo 100 metrov.

Povrch Marsu bol mapovaný za denného svetla i v noci (v infračervenej oblasti). Sonda Odyssey poskytuje aj “pomoc” ďalším marťanským misiám. Približne 85 % snímkov a ďalších údajov z marťanských roverov Spirit a Opportunity sa na Zem dostáva prostredníctvom sondy Odyssey. Táto sonda pomohla pri výbere potenciálnych pristávacích miest pre spomenuté rovery a pomôže aj pri výbere miesta na pristátie sondy Phoenix, ktorá by mala na Marse pristáť v roku 2008.

V súčasnosti pracujú všetky prístroje sondy bezchybne, s výnimkou detektora radiácie, ktorý bol v októbri 2003 vyradený z činnosti mimoriadňa silnou slnečnou erupciou. Predĺžením misie Odyssey sa zdvojnásobí množstvo informácií, ktoré táto sonda o Marse poskytne, pričom náklady na predĺženie budú len 35 miliónov dolárov. To je len približne osmina z 297 miliónov dolárov, vynaložených na primárnu misiu sondy Odyssey.

Činnosť sondy riadi Jet Propulsion Laboratory (Laboratórium prúdového pohonu), ktoré patrí pod California Institute of Technology v Pasadene. Na výrobe vedeckých prístrojov sondy sa podieľalo niekoľko amerických univerzít a národných laboratórií a aj Ruská agentúra pre letectvo a vesmír. Časový sled misie

a) Štart a 200-denná cesta Mars Odyssey odštartovala 7. apríla 2001 v 15:02:22 UTC raketou Delta II z komplexu Kennedyho vesmírneho strediska (KSC) na myse Canaveral. Sonda sa štartom motoru posledného stupne rakety dostala na obežnú dráhu okolo Slnka. Pri ceste medziplanetárnym priestorom bolo vykonávané pravidelné sledovanie letu a uskutočnená séria úprav letovej dráhy zapálením korekčných motorov.

b) Navedenie na obežnú dráhu Aby sonda okolo Marsu iba nepreletela, boli 24. apríla 2001 na 22 minút zapálené brzdiace rakety, ktoré sondu zbrzdili a umožnili, aby ju planéta zachytila do svojej gravitačnej siete (Mars Orbit Insertion MOI). Tým sa Mars Odyssey dostala na veľmi pretiahnutú zachytávaciu dráhu, ktorá však nie je pre pozorovania príliš vhodná. Vzhľadom k tomu, že prevažnú časť hmotnosti sond tvorí palivo (viac paliva - väčšia štartovacia hmotnosť - silnejšia štartovací raketa - a tá je drahšia), nesie ho sonda Mars Odyssey iba obmedzené množstvo. Pretože by však následkom nedostatku paliva nemohla byť pri Marse sonda navedená na vhodnú mapovaciu dráhu, vypracovali letoví inžinieri pre ďalšiu úpravu letovej dráhy techniku zvanú aerobraking (aerocapture).

c) Aerobraking Tento postup spočívajúci v brzdení sondy o atmosféru, už demonštrovala sonda Magellan po splnení misie pri Venuše a uskutočnila ho tiež veľmi úspešná sonda (Mars Global Surveyor). Preletom hornými vrstvami atmosféry sa vplyvom trenia sonda vždy o niečo zbrzdí a pôvodná eliptická dráha sa tak začne zagulaťovať až bude sonda obiehať po temer kruhovej dráhe. Pôvodná 17h obežná doba sa po 273 takýchto preletoch behom 76 dní zredukuje na hodinu-dve s obežnou dráhou vo výške 400 km. Vhodná výška pre aerobraking závisí iba na aktuálnej hustote atmosféry a tá závisí na počasí, ktoré musia vedci neustále sledovať. V priemere sa sonda v najnižšom bode behom brzdenia dostane asi 90 km nad povrch a pod vrcholkom atmosféry strávi asi 30 minút. Potom, čo sonda bude obiehať po vhodnej dráhe, bude aerobraking ukončený tzv. ABX manévrom. Behom neho sa v najvzdialenejšom bode dráhy od Marsu zapália trysky, čím sa sonda pri nasledujúcom najväčšom priblížení už znovu nevnorí do atmosféry, ale preletí nad ňou.

d) Mapovacia dráha Asi 45 dní po vstupe na obežnou dráhu, začne tzv. vedecká fáza výpravy. Sonda sa bude pohybovať vo výške 400 km a obletí Mars každé dve hodiny, behom ktorých bude časť tohoto času venovať pozorovaniu planéty vedeckými prístrojmi a zostávajúci čas bude získané informácie odosielať na Zem.

Prístroje

Thermal Emission Imaging System (THEMIS) Tento systém bude získavať nielen štandardné snímky s vysokým rozlíšením, ale tiež vďaka infračervenému spektrometru umožní vedcom zistiť minerály, ktorými je tvorený povrch Marsu. Jedná sa o zdokonalený prístroj s vyšším rozlíšením, ktorý už úspešne pracoval na palube sondy Mars Global Surveyor. Zaujímavý by mal byť najmä výskum oblastí s hydrotermálnymi systémami a vyschnutými riečnymi korytami. Gamma-Ray Spectrometer (GRS) Gama spektrometer bude registrovať spektrum gama žiarení neutrónu vznikajúce prirodzeným rozpadom prvku tesne pod a na povrchu Marsu (tzn. bude zisťovať z akých prvkov sa povrch Marsu skladá). Jedným z nich bude vodík, čím vedci budú môcť určiť množstvo vody nachádzajúce sa v blízkosti povrchu. Ďalej sa zameria na sledovanie oblastí, o ktorých sa domnievajú, že kedysi dávno tvorili dno oceánu a budú hľadať prvky naznačujúce usadeniny soli. Ďalej budú pozorované sezónne zmeny v polárnych oblastiach. Martian Radiation Environment Experiment (MARIE) Tento experiment bude sledovat úroveň žiarenia, ktoré by mohlo byť nebezpečné pre členov budúcich pilotovaných výprav. Merania budú robené už behom letu na Mars.