Történetéről, felfedezéseiről, a vörös bolygón való útjáról szól e cikk, amely e videóval kínál egy gyors betekintést.
Az emberi történelem legnagyobb részében egyetlen eszköz volt a Mars és más égitestek megfigyelésére: a szem. Ehhez képest őseink nagyon sokat tudtak a vörös bolygóról. Ahogy egyre haladtunk és haladunk előre az idővel, ahogy egyre fejlődött a tudomány és a technika, úgy egyre többet megtudtunk és megtudunk a világegyetemről, Naprendszerünkről és ezen belül természetesen a Marsról is. A Földön kívüli és a Marson belüli világ felderítésére szolgáló technikai eszközök történetében van néhány felejthetetlen momentum, ahol az Opportunitynak is megvan a maga saját helye:
- távcsövek: amikor a 17. század legelején felfedezték a távcsövet, egy új dimenzió nyílt meg az égi világ szemlélésében. Az égitestek részletesebben, fizikai valóságukban kezdtek kibontakozni a megfigyelők szemei előtt. A Mars is így sokkal közelebb került hozzánk.
- űrszondák, űrteleszkópok: ugorva egyet az időben, a 20. század 2. felében kezdődő űrkorszak megváltoztatta a Marsról alkotott képünket. Elsősorban az automata űrszondák felvételeinek, illetve mérési adatainak köszönhetően még közelebb került hozzánk a vörös bolygó, még többet megtudva róla. A Hubble űrtávcső (HST) indítása óta szinte minden oppozíciója alkalmával megfigyelték a Marsot – ez főleg az 1990-es években volt felbecsülhetetlen értékű, mivel ekkor még nem keringtek űrszondák a bolygó körül.
- keringőegységek, leszállóegységek: egy újabb lépést jelentett az a pillanat, amikor sikerült a Mars körüli pályájára állított űrszondákkal onnan, közvetlen közelről szemlélni a vörös bolygót, ezáltal egyre többet megtudni a felszínéről, éghajlatáról – a legátfogóbb térképet a NASA Viking Orbiter űrszondái (egy keringőegység és egy leszállóegység) készítettek 4600 felvétel összeillesztésével.
- marsjárók: ugyancsak mérföldkőnek számított az önálló robotok küldése a Marsra – tehát az a pillanat, amikor közvetett módon megérintettük a bolygó felszínét. Mivel a jövőt a roverek jelenlétében látták, érdemesnek vélték elsősorban egy kísérleti autót építeni, hogy kipróbálják az új koncepciót. Így született meg a Pathfinder, ami 1997-ben érkezett meg. Mivel a küldetés sikeres volt, megnyílt az út a marsjárók előtt: 2003-ban már útnak is indították a Spirit és Opportunity nevű rovereket.
Előzmények
Ami az előzményeket illeti, néhány nagyon jelentős (mivel minden apró lépés jelentőségteljesnek számít) pillanatot említek meg, amely kísérletek nélkül nem beszélhetnénk, írhatnánk és emlékezhetnénk meg ma a marsjárókról.
Az első két rovert a Marsra még a Szovjetunió küldte 1971-ben. A Mars–2 Prop-M rovernek nem sikerült a landolás, a másikkal pedig leszállást követően megszakadt a kommunikáció. A többi marsjárót a NASA küldte.
Először a Viking-programot kell megemlítenünk, amelynek keretében a NASA két űrszondát indított a Marsra. 1976-ban útnak indult a Viking–1 és a Viking–2 Lander, amelyeknek kulcsfontosságú eleme a két keringőegység mellett az első irányított leszállás volt a Marson. Ezek a leszállóegységek voltak az elsők, amelyek méréseket, kutatásokat végeztek a bolygó felszínén. Ez idő alatt a keringőegységek felvételeket készítettek és a felszín térképezését végezték. Az űrszondák működését Carl Sagan mutatta be a Cosmos című sorozatban (5. rész).
Egy másik jelentős pillanat az 1993-ban létrehozott Mars Exploration Program, amely az ember Marsra való szállítását szándékozta előkészíteni, választ keresni a bolygó lakhatóságára, múltbeli éghajlatára és az élet lehetőségére vonatkozó kérdésekre. Ennek keretében indították el a Mars Global Surveyor szondát, amely a Vikinggel ellentétben, nem vitt magával leszállóegységet, viszont behatolt a bolygó légkörébe, 110 km-re megközelítve a felszínt. A szonda követte az időjárási jelenségeket, vizsgálta a légkört, rengeteg felvételt készített a felszíni formákról. Ezt 1997-ben két évre tervezték, végül pedig kilenc évig kitartott és tanulmányozta a bolygót. A 90-es évek végétől egyre több meghökkentő felfedezést tettek, amelynek eredményeképp a Marsot a Földhöz sokkal hasonlóbb bolygónak tudjuk látni. Utóda a 2005-ben indított Mars Reconnaissance Orbiter.
A Discovery-program (amelyet 1992-ben hirdettek meg, célja az olcsó és gyorsan kivitelezhető űrszondák létrehozása) egyik szondája, a Mars Pathfinder volt az első sikeres szonda, amely elérte a Mars felszínét (1997-ben landolt), előkészítve az utat a marsjáróknak. Magával vitte a bolygó felszínére a Sojourner nevű, kb. 11 kg tömegű kis marsautót, ami a bolygó légkörét, klímáját, a felszín összetételét vizsgálta. A lander és a rover egyaránt a tervezettnél tovább bírta, és rengeteg adatot továbbítottak a Földnek. E küldetés során derült ki, hogy a Mars egykor meleg és nedves volt.
A Mars Exploration Programon belül 2003-ban a NASA kihasználta az időablakot (Mars közelsége) a Mars Exploration Rover misszió indítására. Ugyanezzel a lehetőséggel élt az Európai Űrügynökség (ESA), amely saját keringőegységét indította el a Mars felé (Mars Express).
Opportunity, a lehetőség
A Spirit (MER-A) és az Opportunity (MER-B) együtt alkották a Mars Exploration Rover (MER) nevű küldetést. Fő tudományos célja a vörös bolygó felszínének kémiai, fizikai vizsgálata, illetve hogy nyomokat keressenek a víz múltbeli előfordulásáról. A rovereket a bolygó két ellentétes oldalára tervezték szállítani, a leszállóhelyeket úgy választották ki, hogy az addigi felvételek alapján ezeken a területeken látszott az egykori víz nyoma.
Nevüket egy verseny során választották ki, amelyre közel 10.000 javaslatot adtak be a gyerekek. Végül egy 9 éves kislány, Sofi nyerte meg, aki Szibériában született, de kétévesen az árvaházból örökbe fogadták, és az Egyesült Államokban talált új otthonra. Így e kettő, a lélek és a lehetőség, amely végigvezette őt. Érdekes megjegyezni, hogy később a roverek irányításánál olyanok is dolgoztak, akik korábban beneveztek a névadó versenyre.
Mindkét rovert 2003-ban indították útnak a Delta II rakétával a Cape Canaveral (Florida) űrközpontban található 17-A és 17-B indítókomplexumból: a Spirit valamivel hamarabb, június 10-én indult el és 2004. január 4-én érkezett meg a Marsra, a Gusev-kráterbe. Ikertestvérét, az Opportunityt 4 héttel később, július 8-án indították el, és hat hónapon keresztül utazott, mígnem 2004. január 25-én megérintette a vörös bolygó felszínét. A Föld és a Mars egymáshoz viszonyított helyzetének változása miatt 20 nappal a Spirit után érkezett meg fékezőernyővel. Leszállóhelye a Meridiani Planum nevű síkságon található Sas-kráter volt, amely ma a Challenger Emlékhely állomásaként ismert (a Challenger űrrepülőgép 1986-os katasztrófájának emlékére).
Néhány órával a landolás után már megérkeztek az első felvételek – ezek a Mars teljesen új arcát mutatták a korábbiakhoz képest. Az Opportunity 2004. február 5-én tette meg az első lépéseket (pontosan 3,3 métert) a Mars felszínén. Láthatjuk itt az első fotót:
Milyen is volt tulajdonképpen a marsjáró?
Fontos kihangsúlyozni, hogy a Spirit és az Opportunity fizikai megjelenésükben ugyanúgy néztek ki, csupán két különböző ponton vizsgálták a Mars felszínét. A továbbiakban az Opportunityt említem, viszont a tulajdonságai ugyanúgy vonatkoznak a testvérére is.
A marsjáró 1,6 m hosszú volt, a kinyitható napelemtáblának köszönhetően pedig 2,3 m széles. A kamerákat és néhány más műszert tartó árbóc 1,5 m magasba emelkedett, a mintagyűjtést pedig a járművekből előre kinyúló robotkar végezte. Nagy, irányított rádióantennája gyors és közvetlen kapcsolatot tudott biztosítani a Földdel. Az árbócra került egy nagy felbontású, színes panorámakamera (Pancam) és a szürkeárnyalatos navigációs kamerapár (Navcam). A harmadik műszer pedig a miniatűr hőemissziós spektrométer (Mini-TES) volt. A robotkar végére elhelyeztek egy mikroszkopikus kamerát is. Hat kereke volt, minden kereket külön motor hajtott, így egymástól függetlenül működhettek. A rover szoftverébe egy veszélyes helyzeteket elkerülni képes irányítórendszert is illesztettek. A működéséhez szükséges energiát elsősorban a napelemek termelték, de kis radioizotópos fűtőegységeket is beépítettek.
Mindkét eszköz jóval mobilisabb volt, mint a Sojourner, ezért sokkal tovább is jutottak, annak ellenére, hogy csupán 5 cm/s sebességgel haladtak.
Az út
Fontosabb állomások:
- Sas-kráter
- Endurance-kráter
- Victoria-kráter
- Endeavour-kráter
- Perseverance-völgy
Az első hely, ahol a rover elkezdte kutatásait, a leszállóhelye melletti Sas-kráter, amely tulajdonképpen egy 22 m átmérőjű mélyedés. Egyik falán a sötétebb felszínből világosabb színű kőzetrétegek bukkantak elő – ilyen kőzetek finom szemcsés üledék felhalmozódásából, víz alatt vagy vulkáni hamu leülepedéséből jönnek létre. Közeli fotókon olyan alakzatok jelennek meg, amelyek vízáramlás nyomaira utalnak (El Capitan). Az itt végzett alapos kutatások után március 22-én felmászott a kráter peremére, és elindult küldetésének egy új fázisa irányába, az Endurance-kráter felé. Útközben, 2005 januárjában a leszállóhelyének közelében egy követ fedezett fel, amiről kiderült, hogy egy vas-nikkel meteorit, amelyet aztán Heat Shield Rock-nak neveztek el.
Ugyanebben az évben a rover elakadt, miután egy olyan területre hajtott be, ahol néhány kereke a homokba süllyedt. A pasadenai irányítóállomáson (JPL) addig manővereztek, amíg sikerült 6 hét után kiszabadítani a rovert, így az folytathatta útját.
A következő úticél a Victoria-kráter volt, amelynek peremét 2006-ban sikerült elérnie, ahonnan gyönyörű felvételeket küldött vissza a helyszínről. Ez egy 800 m átmérőjű mélyedés, szélesebb és mélyebb az eddig vizsgáltaknál. A kráterből 2008. szeptember 1-én (a megérkezéstől számított 1634. marsi napon, amelynek hivatalos jelölése sol 1634) sikerült kijutnia és tovább haladnia.
A 2007-es év fontos próbatétel volt az Opportunity számára, ugyanis súlyos és erős globális porvihar sújtotta a Marsot. A rover minden tudományos tevékenységét felfüggesztették. Miután kitisztult az ég, a napelemek újra tölteni kezdtek, és még ugyanebben az évben, szeptember 11-én a rover belépett a Victoria-kráterbe. Majdnem egy évet töltött itt, és gazdag információmennyiséget küldött vissza a talajról.
A következő célpontja a hatalmas Endeavour-kráter volt, amelyet 2011-ben ért el. 2010. május 20-án, amikor a Spirit már inaktív volt, az Opportunity megdöntötte a Viking–1 Lander által felállított rekordot a Mars felszínén folytatott leghosszabb folyamatos működéséért: 6 év és 116 nap. 2014-ben már a 10. születésnapját ünnepelte, ennek örömére egy szelfit is készített magáról.
Mindeközben tovább vizsgálta a kráter peremét, benne az eddig talált legidősebb kőzetekkel. A NASA 2015. március 25-én bejelentette, hogy az Opportunity 42,195 kilométert, vagyis több mint egy maratonnyi távot tett eddig meg a marsi felszínen. A hetedik marsi tél során (2015–2016) a marsjárót energiaminimum szinten tartották az alacsony napenergia miatt. Ebben az időszakban is folytatta a kutatást a kráter nyugati peremén.
2017 februárjában átlépte a 44 kilométer távolságot, miközben lassan haladt a következő jelentős célpontja, a Perseverance-völgy felé. Májusban érte ezt el. A 2018-as hatalmas marsi porvihar idején a napelemek energiája lecsökkent, ezzel csendessé téve a rovert.
Good night, Oppy!
A nagy kiterjedésű homokvihar megakadályozta az Opportunity működését, mivel napelemei nem kaptak elegendő fényt a feltöltődéshez. Több hónapos próbálkozás után sem sikerült kapcsolatba kerülni a marsjáróval. Az utolsó jelet a marsjárótól 2018. június 10-én észlelték: “My battery is low and it’s getting dark.” (Az akkumulátor alacsony, és kezd sötét lenni).
A NASA 2019. február 13-án befejezettnek nyilvánította a küldetést, mivel 2018 augusztusa óta elvesztették a kapcsolatot vele. Az Opportunity nyughelyét a rover tiszteletére Perseverance-völgynek nevezték el, mivel a szó kitartást jelent, amely kitűnően jellemzi a csupán 90 napra tervezett járművet, amely végül 45,16 km-t tett meg összesen – vagyis a leghosszabb eddigi távot egy idegen égitesten. A Spirit ennél kevesebbet, de az eddigi misszókhoz képest így is jelentős távot, 7,73 km-t tett meg a 6 év során.
Az Opportunity tehát 5111 marsi sol-t, azaz 14 földi évet és 138 napot élt, amely számos rekordot állított fel, és számos kulcsfontosságú felfedezést tett. Olyan bizonyítékokat talált, amelyek arra utalnak, hogy a Mars valaha alkalmas lehetett a mikrobiális élet fenntartására.
Summa summarum, mindkét rover bizonyítékokat talált a víz valamikori jelenlétére a Marson, emellett rengeteg felvételt készített a bolygóról, amelyeket ezen az oldalon meg lehet tekinteni sol-ra (1 sol= 24 óra és 39 perc a Földön) leosztva. Az Opportunity abszolút távolsági rekorderré vált idegen égitesten, megelőzve a szovjet Lunohod–2 holdjárót (39 km) is. Ugyanakkor pedig tudományos vizsgálatai mérföldkövet jelentettek a planetáris geológiában, ugyanis elsőként azonosított üledékes kőzeteket a Földön kívül. Az Endurance-kráter peremén, a Burns-formációban fedezett fel szulfátokban gazdag rétegeket. Ő volt az, aki több meteoritot is talált, és az eddigi legősibb marsi kőzetet. És még sorolhatnánk érdemeit.
A két iker-rover működéséről, történetéről, felfedezéseiről készült egy nagyon szép és izgalmas dokumentumfilm, amit érdemes megtekinteni, mert jól összefoglalja a velük történteket: egy 2022-es dokumentumfilmről van szó, Jó éjt, Oppy!
És ami ezután történt és történni fog…
A történet itt nem ér véget. Tudjuk, hogy a Spirit és az Opportunity sikere nemcsak az utat nyitotta meg és készítette elő a további robotikus küldetések számára, hanem a vörös bolygót is ismertebbé tette.
A történet azonban tovább folytatódik, és két marsjárót érdemes megemlíteni, amelyek valamilyen módon átvették a korábbi roverek helyét, és folytatják az elkezdett kutatásokat.
CURIOSITY. 2012 augusztusában egy újabb rover landolt a Mars felszínén, a Curiosity, amely a Mars Science Laboratory nevű misszió keretében került a vörös bolygóra. Ez a marsjáró már nem napelemekkel, hanem radioizotópos meghajtással működik, így akár éjjel is működőképes maradhat. Gyorsabban, 30 km/h sebességgel tud közlekedni. Célja hasonló a korábbi roverekéhez: életre utaló nyomokat találni a Marson. Még ma is működik.
PERSEVERANCE. 2020. július 30-án indították útjára egy Atlas V hordozórakétával. A Marsra 2021. február 18-án szállt le, ezzel újabb kapukat nyitott meg a Mars felfedezésére. Célja ugyancsak az ősi mikrobiális élet jeleinek felkutatása a Jezero-kráterben. Az általa gyűjtött első marsi minták előreláthatóan a 2030-as években érkeznek majd meg a Földre.
A JPL (Jet Propulsion Laboratory) igazgatója, Michael Watkins szerint a Perseverance leszállása egy újabb lépés a vörös bolygón történő emberi leszállás felé.
Szerző: Diószegi Orsolya, Tudományos újságíró
Svábhegyi Csillagvizsgáló