Pechowa planeta. Mars to długa historia wzlotów i bolesnych upadków

Oprócz planów kolejnych misji badawczych, ostatnio zaczyna się również mówić o… kolonizacji tej planety. Projekty takie jak Mars One, czy długofalowe plany NASA lub SpaceX mają zawsze w kontekście przyszłe misje załogowe. Dodatkowo zainteresowanie badaniami Marsa wzrasta teraz - gdy jego odległość od Ziemi jest mniejsza (zbliżyliśmy się do siebie na swoich orbitach), i coraz więcej o tym się mówi w mediach.

Spójrzmy jednak racjonalnie na dotychczasowe osiągnięcia w eksploracji Czerwonej Planety. Czy rzeczywiście możemy się spodziewać przyspieszenia w odkrywaniu jej tajemnic?

Prace nad wysyłaniem sond i innych pojazdów na Marsa zawsze muszą być długofalowe. Ze względu na duże wahania odległości między Ziemią i Marsem, jak również wpływ innych ciał układu słonecznego, obowiązują tzw. okna startowe. W trakcie tych okien mam szanse wysłać pojazdy przy pomocy najmniejszej potrzebnej energii. Kolejne okna startowe w najbliższych latach to rok 2018 (planowany start InSight oraz Red Dragon), a następnie w roku 2020 (tutaj planowane są zarówno misje NASA Mars 2020, jak i chińska misja marsjańska).

W latach 60-tych 20. wieku próby eksploracji okolic Marsa podjął Związek Radziecki. Wysłano wtedy aż dziewięć sond, z których żadna nie odniosła sukcesu. Trzem nie udało się osiągnąć orbity okołoziemskiej, pozostałe popsuły się w trakcie dalszych etapów lotu. Rosjanie nazywali ten program Mars 1M, zaś w zachodnich mediach nazywano go Marsnik - na wzór słowa Sputnik.

Częściowym sukcesem okazała się radziecka sonda Mars 1. Jej misja miała polegać na okrążeniu Marsa w odległości 11 tys. km, wykonanie zdjęć jego powierzchni i wysłanie na Ziemię informacji o promieniowaniu oraz polu magnetycznym planety. Udało jej się wejść na trajektorię w kierunku Marsa i w trakcie lotu zdołała wysłać 61 transmisji z danymi obserwacyjnymi. Niestety, nie wiemy czy osiągnęła swój cel: 106 mln km od Ziemi sonda straciła namiar na Ziemię i przestała nadawać jakiekolwiek komunikaty.

Kolejne próby, w postaci sond Zond oraz Mars 1969, również zakończyły się porażką.

Tymczasem Amerykanom, mimo porażek pierwszych sond Mariner, udało się dotrzeć w okolice Marsa za pomocą Marinera 4. Sonda ta dokonała dość bliskiego przelotu (w odległości poniżej 9 tys. km) i przesłała pierwsze w historii fotografie Marsa "z bliska". Ogółem, dzielne urządzenie, które w pobliżu Marsa dysponowało zaledwie 300 watami energii, zdołało przesłać na Ziemię 21 fotografii o rozdzielczości 200 linii po 200 pikseli i głębi 6-bitowej. Uzyskane zdjęcia były przechowywane na taśmie magnetycznej (o długości 100 metrów), a następnie przesyłane na Ziemię. Urządzenie rozpoczęło wysyłanie 22. fotografii, ale transmisja została przerwana po uzyskaniu 21 linii.

Łącznie z pomiarami z instrumentów pokładowych sonda przesłała 5,2 mln bitów informacji, czyli… około 635 kilobajtów danych! Z nich wyciągnięto jednak bardzo dużo interesujących wniosków - naukowcy przekonali się, że powierzchnia Marsa jest pokryta kraterami, ciśnienie na jego powierzchni to 410-700 Pa, a temperatura panująca w dzień to około -100°C.

W latach 70. rozpoczął się wyścig pomiędzy Ameryką i Rosją o to, kto pierwszy umieści lądownik na powierzchni Marsa. Historia tej rywalizacji również obfituje w wypadki. Dzień po nieudanym starcie amerykańskiego Marinera 8, rosyjski Kosmos 419 również uległ awarii przy starcie. Dopiero Mars 2 dotarł w 1971 r. na powierzchnię Czerwonej Planety, niestety rozbijając się o nią. Mimo to Mars 2 jest uznawany za pierwszy obiekt stworzony przez człowieka, który dotarł na Marsa.

Pierwsze udane lądowanie przypadło w udziale sondzie Mars 3. Nadawała przez czternaście i pół sekundy po lądowaniu, a następnie umilkła.

Dopiero sondy programu Viking przyniosły szczegółowe i piękne w swojej obcości zdjęcia powierzchni Marsa wykonane przez lądowniki. W latach 1976-1977 otrzymaliśmy wiele fotografii, również przedstawiające po raz pierwszy zachód słońca nad marsjańskim horyzontem.

W latach 80. warte wspomnienia są dwa orbitery Fobos, które zostały utracone po drodze na Marsa. Lata 90. przyniosły kolejny przełom w eksploracji Marsa - automatyczne łaziki, które pozostawały na jego powierzchni, badając teren nie tylko bezpośrednio w pobliżu miejsca lądowania. Nie wszystkim z łazików się udało - na przykład Pathfinder przeżył bardzo krótko, zanim utracono z nim łączność, za to innym przedłużano służbę, bo sprawowały się dobrze.

Jeśli spojrzymy na stosunek udanych do nieudanych misji marsjańskich, zobaczymy, że statystyka przemawia na naszą niekorzyść. Nieudanych misji było o wiele więcej, niż tych, które się powiodły. Po podzieleniu jednak na kategorie, które chronologicznie odzwierciedlają rozwój misji marsjańskich, widzimy poprawę. Ten rozwój to po kolei: przelot, orbitowanie, lądowanie, i łaziki. Spójrzmy na statystykę:

Jak widać, w tym co robimy w celu odkrywania Marsa jesteśmy coraz lepsi. Jednak wciąż statystyki nie wyglądają różowo.

Wyjątkowo duży procent powodzenia misji z łazikami wynika z tego że było ich niewiele i aby się powiodły, musiało siłą rzeczy udać się lądowanie. Czy są to statystyki wystarczające, aby wysłać misję załogową? Według reguł NASA na pewno nie - agencja nigdy nie pozwoliłaby sobie na misję załogową z tak dużym procentem prawdopodobieństwem niepowodzenia i co za tym idzie śmierci załogi.

Moim zdaniem (pisałem o tym kiedyś) Mars One nie należy w ogóle poważnie brać pod uwagę - oni byliby najlepszymi kandydatami do pierwszej marsjańskiej nagrody Darwina. Impas jaki nastąpił w badaniach kosmosu w ostatnich dziesięcioleciach, odbija się teraz na prędkości postępu w tej dziedzinie. Pojawienie się na tym polu graczy z prywatnego sektora (jak SpaceX czy Orbital Sciences) może coś zmienić, ale czy tak będzie - dopiero się przekonamy.