Před šedesáti lety byly pořízeny první detailní snímky Marsu

Program Mariner americké NASA zahrnoval desítku sond určených k výzkumu planet, z nichž některé vstoupily do historie tím, že prozkoumaly svůj cíl detailně vůbec poprvé nebo pořídily první snímky Marsu, Venuše a Merkuru. Mezi nimi ční především Mariner 4, jehož výročí stojí za tímto článkem, Mariner 5, který poprvé detailně zkoumal Venuši (spolu s Veněrou 4) a Mariner 10, který snímal Venuši a třikrát Merkur.

Program Mariner měl za cíl posílat v rychlé kadenci sondy k planetám. NASA měla tehdy k dispozici nový nosič Atlas s horním stupněm Agena. Většina sond měla tedy shodný design v podobě osmibokého hranolu se čtyřmi fotovoltaickými panely. Výjimkou byl Mariner 1 a 10, které nesly panely jen dva. Mariner 1, 2 a 5 nebyly vybaveny TV kamerami.

Mariner 1 měl smůlu, když raketa při startu selhala a sonda se nedostala na plánovanou dráhu k Venuši. Mariner 2 už se k Venuši vydal 27. 8. 1962 a hlavním cílem bylo otestovat komunikaci na velkou vzdálenost od Venuše a změřit její povrchovou teplotu. Dále sonda měřila nabité částice a magnetické pole v meziplanetárním prostoru. Přes problémy při startu i během letu nakonec sonda zvládla splnit své cíle. Při třech skenech změřila teplotu noční, denní a soumrakové části a zjistila, že teploty se moc neliší a dosahují 217 až 322 stupňů Celsia (neměřila tedy přímo povrchovou teplotu).

Sondy Mariner 3, 4 a 5 byly vyrobeny jako identické s cílem prozkoumat Mars. První z trojice byla vypuštěna 5. listopadu 1964, ale ukázalo se, že nezafungoval správně systém oddělené od urychlovacího stupně Agena a sonda nemohla vyrábět energii ze slunečních panelů a po vybití baterií se odmlčela. Inženýři na to rychle zareagovali a přepracovali oddělovací systém aerodynamického krytu na celohliníkový, čímž se oddělení Marineru 4 odehrálo bez obtíží. Slavná sonda se vydala na svou misi 28. 11. 1964.

Klíčovým úkolem po startu bylo rozložit fotovoltaické panely a zkontrolovat, že platforma s kamerami zůstala nepoškozena. To se povedlo naprosto perfektně a platforma zůstala nepoškozena. Dalším z důležitých úkolů sondy po startu bylo orientovat se správně prostoru. 15 minut po oddělení od horního stupně Agena-D se správně zorientovala na Slunce. Poté měla za úkol najít jednu z nejjasnějších hvězd na obloze, Canopus. Sonda měla najít hvězdy v rozsahu jasu osminy a maximáně osminásobku jasu hvězdy Canopus. Po více než jednodenním starhoppingu se jí to povedlo, když předtím identifikovala hvězdy jako alfa Cephei nebo Regulus.

Na 4. prosinec 1964 byl v plánu korekční manévr, který měl upřesnit dráhu sondy, aby minula Mars ve správné vzdálenosti. Nakonec byl kvůli problému vyhledání hvězdy Canopus odložen na 5. 12., kdy byl úspěšně proveden. 5. ledna 1965 provedla sonda automaticky změnu rychlosti přenosu dat z 33,3 na 8,5 bitu za sekundu.

Klíčový průlet kolem Marsu proběhl ve dnech 14. a 15. července 1965. Rychlost sondy vůči planetě byla 7 km/s v nejmenší vzdálenosti 9 846 km. Sonda se přepnula do vědeckého módu 14. 7. v 15:41:49 UTC (tehdy 16:41 SEČ). Snímání Marsu začalo 15. 7. v 1:18:36 SEČ a pořízeno bylo 21 celých snímků a 21 řádků ze snímku číslo 22. Fotografie pokrývají povrch o ploše asi 1 % v pruhu od bodu na severní polokouli se souřadnicemi 40° N 170° E po jižní 35° S 200° E.

Snímky byly ukládány na palubní magnetofon a po průletu vysílány na Zemi, a to pro jistotu dvakrát, aby se vyloučily chyby v přenosu dat. Přenos jednoho snímku trval přibližně 6 hodin. Ještě před vysláním snímků proletěl Mariner 4 za kotoučkem planety (od 3:19 do 4:13 SEČ nebyl přijímán signál) a bylo možné prozkoumat atmosféru planety z vlastností signálu.

Přenos dat začal 8,5 hodiny po průletu a data byla přenášena až do 3. srpna 1965. palubní magnetofon určený pro ukládání dat byl záložním exemplářem a vykazoval jisté chyby, proto bylo potřeba ověřit, že data na něm uložená obsahují reálné snímky Marsu. Proto se vědci rozhodli nečekat na počítačem vytvořený obraz a začali přicházející data sami vybarvovat na papírových proužcích nalepovaných na zeď. Koupili pastelky a různými odstíny interpretovali číselné hodnoty přicházející ze sondy. Tak vznikl první obraz jiné planety, a protože se na něm zřetelně zobrazil okraj planety, a dokonce náznak oblačnosti a povrchových útvarů, bylo jasné, že vše fungovalo správně.

Porovnáme-li první kolorovaný snímek s počítačovou interpretací, vidíme docela pěknou shodu. Další záběry byly stále detailnější a ty nejlepší zřetelně zobrazovaly krátery na povrchu planety. Tím bylo definitivně potvrzeno, že jde o pustou kamenitou poušť bez známek života a marťanské kanály a civilizace se začaly přesouvat do říše sci-fi.

Se sondou bylo nadále udržováno spojení až do 1. října 1965, kdy se signál ztratil, když byla vzdálena 300 milionů km od Země. Se sondou se podařilo opět navázat spojení na podzim 1967 a ze záznamů detektoru částic bylo zjištěno, že 15. 9. do sondy narážely mikrometeoroidy a dokonce ji lehce vychýlily. Odhaduje se, že sonda proletěla prachovou vlečkou komety D/1895 Q1 (Swift) ve vzdálenosti 20 mil. km od jejího potenciálního rozpadlého jádra. Další dopady mikrometeoroidů 10. a 11. 12. opět vychýlily směr antény od Země a pro vyčerpání paliva systému orientace v prostoru bylo se sondou 21. 12. ztraceno spojení definitivně.

Sonda přenesla celkem (na svou dobu ohromných) 5,2 milionu bitů dat (asi 634 kB, to by dnes odpovídalo asi desetině jedné fotografie z mobilu). Všechny přístroje pracovaly správně, kromě části ionizační komory (konkrétně Geiger–Müllerova čítače), který selhal v únoru 1965.

Snímky zobrazily povrch s množstvím kráterů, jak je známe i z Měsíce, což paradoxně není úplně typický obrázek povrchu Marsu, jak jej známe dnes. Tlak na povrchu byl odhadnut na 410 až 700 Pa, tedy asi setiny pozemského a teplota na denní straně byla určena na −100 °C. Nebylo zjištěno žádné magnetické pole nebo radiační pásy, ale překvapením byla detekce povrchové vody.

Sondám Mariner patří v historii výzkumu Sluneční soustavy přední místo spolu s Pioneery nebo Voyagery. V dnešních cenách by program vyšel asi na 5,5 miliardy dolarů a samotná mise Marineru 4 na 830 mil. dolarů, což je zhruba odpovídající suma sondám, které zkoumaly Mars i v pozdějších dobách (s výjimku velkých sond Viking či roverů Curiosity a Perseverance).

Zdroje a doporučené odkazy:
[1] Stručná historie výzkumu Marsu
[2] TOP 5: první snímky planet
[3] Program Mariner na anglické Wikipedii
[4] Mariner 4 na anglické Wikipedii
[5] Mariner 5 v seriálu Výzkum Venuše