Mýtický Fénix dorazil k Marsu

Planeta Mars má průměr 6 804,9 km (což je přibližně polovina průměru Země) a nachází se ve vzdálenosti 228 milionů kilometrů od Slunce. Průměrná teplota na povrchu Marsu dosahuje hodnoty -63°C, ale v období marsovského léta může na rovníku vystoupat až do kladných hodnot. Naopak na pólech klesá teplota běžně pod -100°C. Ale přestože je Mars menší, v mnoha ohledech překonává naši rodnou planetu. Nejvyšší pozemskou sopkou je Mauna Loa na Havaji s výškou 10,5 km (měřeno od mořského dna), její marsovský protějšek Olympus Mons však ční do neuvěřitelné výše 26 km a jeho základna má průměr 602 km. Známý arizonský Grant Canyon, vyhloubený řekou Colorado, má největší hloubku kolem 1,6 km a délku téměř 450 km. Na Marsu se však nachází mnohem větší kaňon s hloubkou 7 km a délkou přes 4 000 km. Jeho název je Valles Marineris – Údolí Marineru (na počest sondy Mariner 9) [2]. Vraťme se ale zpátky k misi Phoenix.

Sonda opravdu „povstala z popelu“ stejně jako bájný pták Fénix. Využívá totiž mnoho přístrojů a konstrukčních prvků z neúspěšné sondy Mars Polar Lander [3] a neuskutečněné mise Mars Surveyor 2001 Lander [4]. Celá sonda váží při startu 670 kg, z čehož na přistávací modul připadne 350 kg. Při přeletu dodává elektrickou energii dvojice panelů slunečních baterií, o orientaci sondy a korekce dráhy se stará osm hydrazinových motorků. Na palubě sondy najdeme i jednu netypickou věc – DVD nosič s desítkami tisíc jmen běžných lidí, kteří se rozhodli poslat svoje jméno na povrch Marsu. Dále je na něm umístěn román Herberta G. Wellse Válka světů a soubor povídek Marťanská kronika od Raye D. Bradburyho. Zajímavý je i text knihy Mars jako domov života, jehož autorem je Percival Lowell. Ten se velmi intenzivně zajímal o Mars na přelomu 19. a 20. století a snažil se dokázat umělý původ pravidelných kanálů, které na povrchu Marsu pozoroval. Jeho kresby taktéž obsahuje datový nosič vyslaný k rudé planetě. To nejdůležitější na sondě Phoenix ale tvoří vědecké vybavení o celkové hmotnosti 55 kg, které představuje sedm zařízení [dle 5 a 6]:

RA (Robotic Arm)

Vývoj: Jet Propulsion Laboratory

Robotické rameno o délce 2,35 m se čtyřmi stupni volnosti – nahoru a dolů, do stran, dopředu a dozadu a kolem své osy. Na jeho konci je malá radlice, která umožní odebírání vzorků regolitu až do hloubky 50 cm. Vyhodnocení vzorků proběhne v analyzátorech TEGA a MECA. Rameno RA je tak jedno z nejdůležitějších zařízení na sondě Phoenix, protože je právě jedinou možností, jak odebrat regolit pro výše zmíněné analyzátory.

RAC (Robotic Arm Camera)

Vývoj: University of Arizona a Max Planck Institute

Kamera umístěna na robotickém rameni RA. Hlavním úkolem je pořizovat barevný obrazový materiál odebíraných vzorků, místa odběru a okolí přistávacího modulu. K osvětlení snímané oblasti slouží dva bloky LED diod – horní jich obsahuje 36 modrých, 18 zelených a 18 červených, spodní 16 modrých, 8 zelených a 8 červených. Přesně definovaná vlnová délka světla emitovaného LED diodou bude využita ke zkoumání složení povrchu a odkrytých podpovrchových vrstev se zaměřením na detekci vody a vodního ledu. CCD snímací prvek bude pořizovat snímky ve velmi vysokém rozlišení až 23 μm na pixel.

SSI (Surface Stereoscopic Imager)

Vývoj: University of Arizona

Panoramatická stereoskopická kamera s vysokým rozlišením. Využívá pokročilý optický systém s 12 filtry, které umožňují multispektrální snímaní jak ve viditelné, tak infračervené oblasti. Výsledná data budou využita k získaní informací o prostorovém uspořádání krajiny kolem přistávacího modulu, měření koncentrace prachu a přítomnosti mraků v atmosféře. Samozřejmostí je vytváření, v dnešní době populárních, virtuálních 3D snímků.

TEGA (Thermal and Evolved Gas Analyzer)

Vývoj: University of Arizona a University of Texas

Kombinuje vysokoteplotní pec a hmotnostní spektrometr. Vzorky regolitu odebrané robotickým ramenem RA budou dopraveny do úzké komory velké asi jako náplň kuličkového pera, kde se vzorek postupně zahřeje až na teplotu 1 000°C. Odpařené látky jsou pak odvedeny do hmotnostního spektrometru, kde jsou podrobeny analýze. Rozlišovací schopnost měření koncentrace vybraných molekul a atomů je až neuvěřitelná – 10 částic z miliardy.

MECA (Microscopy, Electrochemisty and Conductivity Analyzer)

Vývoj: Jet Propulsion Laboratory, University of Arizona a University of Neuchatel

Jedná se o soubor několika vědeckých přístrojů pro analýzu odebraných vzorků marsovského regolitu. Vyhodnocení vzorku bude zajištěno na základě jeho elektrochemických a vodivostních charakteristik. Pomocí mikroskopu budou pozorovány částečky regolitu pro určení způsobu jejich vzniku a složení.

MARDI (Mars Descent Imager)

Vývoj: Malin Space Science System

Širokoúhlá kamera pro snímání povrchu Marsu při přistání. Po odhození tepelného štítu, ve výšce kolem 8 km, začne snímkování přistávací oblasti sondy Phoenix. Snímky budou sloužit ke zkoumání polární oblasti Marsu a hlavně k přesnému geografickému zařazení místa přistání. Kamera bude mít možnost pořídit snímek každé 4 ms a její součástí bude i mikrofon. Po přistání bude sestupová kamera MARDI vypnuta.

MET (Meteorological Station)

Vývoj: Canadian Space Agency

Jak již název napovídá, bude náplní tohoto zařízení měření a zaznamenávání základních meteorologických prvků jako je teplota, vlhkost a tlak pomocí konvenčních čidel. Mimoto bude použita technologie LIDAR (Light Detection and Ranging) pro zkoumání zejména vlastností atmosféry. LIDAR funguje na obdobném principu jako radar s tím rozdílem že místo rádiových vln se využívá světelného (laserového) paprsku.

Start sondy Phoenix byl původně naplánován na 3. srpna 2007, ale z důvodu špatného počasí na floridském kosmodromu byl odložen na sobotu 4. srpna. Startovací okno pro tento den začínalo v 11:26:31 a končilo ve 12:02:55 SELČ [7]. Jako nosná raketa byl vybrán osvědčený třístupňový nosič Delta II 7925 s devíti pomocnými startovacími motory GEM (Graphite Epoxy Motor) . Raketa se sondou Phoenix odstartovala v čase 9:26:34,596 UT. Potřebný tah dodal hlavní motor RS-27A v prvním stupni společně se šesti motory GEM. Asi minutu po startu vyhořela tuhá pohonná látka v těchto motorech, přičemž se zažehují zbývající tři motory. Šest již nepotřebných GEMů se odhazuje. Po další minutě se situace opakuje a dohořelo palivo i ve zbývající trojici motorů GEM, které jsou následně taktéž odhozeny. V čase T +4:23,3 ukončil motor RS-27A svoji činnost a první stupeň rakety je odpojen. Na řadu přichází druhý stupeň s raketovým motorem AJ10-118K a přibližně v páté minutě letu je odhozen aerodynamický kryt, který chránil sondu Phoenix při průletu hustými vrstvami atmosféry. Následujícím důležitým okamžikem je vypnutí motoru druhého stupně v čase T +9:20,5. Sonda se společně se zbytkem rakety nachází na tzv. vyčkávací oběžné dráze s perigeem ve výšce 166 km a apogeem ve výšce 167 km. Při restartu motoru druhého stupně bylo zvýšeno apogeum na hodnotu 5 651 km a stupeň odhozen. Osvědčený motor Star 48B, který tvoří pohonnou jednotku třetího stupně rakety, udělil sondě Phoenix potřebnou rychlost k opuštění gravitačního vlivu Země. V čase T +84:10,3 došlo k oddělení sondy od posledního stupně a její let již pokračoval samostatně směrem k Marsu [8 a 9].

Devítiměsíční meziplanetární let přečkala sonda po většinu doby v hibernovaném stavu a palubní přístroje se probouzely k činnosti pouze v případě, kdy je bylo potřeba. Dobrým příkladem jsou korekční manévry, kterých bylo naplánováno celkem šest a měly udržet sondu ve správném kurzu. V průběhu cesty k Marsu byla ověřena také činnost vybraných vědeckých aparatur. Velmi zajímavá zpráva dorazila k Zemi měsíc po startu, přesněji 6. září 2007. Jednalo se o první obrázek zaslaný sondou Phoenix, a ten kdo by čekal nádherný pohled na Zemi nebo Měsíc bude asi zklamán. Fotografii pořídila kamera RAC a je na ni vidět lopatka pro odběr marsovského regolitu.

Na neděli 25. května 2008 je naplánováno přistání sondy Phoenix, jejímž hlavním cílem je určení možnosti přítomnosti života na Marsu v období geologické minulosti. Dále se potom jedná o vytvoření „mapy“ historie přítomnosti vody a sledování počasí v polární oblasti Marsu. Doufejme, že sonda v pořádku přistane do polární oblasti Marsu a bude pracovat minimálně ony plánované dva měsíce, které ji předurčil vědecký tým.

[1] Phoenix Press Kit/August 2007. Dostupné z: http://www.nasa.gov/pdf/181835main_phoenix-launch-presskit.pdf.
[2] Mars/Earth Comparison Table. Dostupné z: http://phoenix.lpl.arizona.edu/mars111.php.
[3] Mars Polar Lander. Dostupné z: http://mars.jpl.nasa.gov/missions/past/polarlander.html.
[4] Mars Surveyor 2001 Lander. Dostupné z: http://nssdc.gsfc.nasa.gov/database/MasterCatalog?sc=MS2001L.
[5] Phoenix Mars Mission. Dostupné z: http://phoenix.lpl.arizona.edu/pdf/fact_sheet.pdf.
[6] Spacecraft and Science Instruments. Dostupné z: http://phoenix.lpl.arizona.edu/science05.php.
[7] Launch windows chart. Dostupné z: http://spaceflightnow.com/mars/phoenix/070716windows.html.
[8] Phoenix launch timeline. Dostupné z: http://spaceflightnow.com/mars/phoenix/070725launchtimeline.html.
[9] Space 40, 2007-034A – Phoenix. Dostupné z: http://www.lib.cas.cz/space.40/2007/I034A.HTM.