Mars – planeta siarki

Autor: Jan Piaseczny | 8 czerwca, 2008

Co sonda Phoenix może znaleźć na Czerwonym Globie?

Amerykańska agencja kosmiczna NASA ogłosiła historyczny sukces – po raz pierwszy sonda marsjańska osiadła na biegunie Czerwonej Planety. Próbnik Phoenix jest stacjonarny, ma za to długie ramię z aluminium i tytanu, wyposażone w łopatkę i świder. Będzie penetrował marsjański grunt w poszukiwaniu zamarzniętej wody i śladów życia.
Phoenix przełamał marsjańską klątwę. Z 12 misji lądowników marsjańskich powodzeniem zakończyło się jedynie pięć. W listopadzie 1996 r. wielka rosyjska automatyczna sonda Mars 96 wkrótce po starcie runęła do Oceanu Spokojnego. Na dno poszedł sprzęt i ładunek wartości 200 mln dol., będący rezultatem wieloletniej pracy specjalistów i inżynierów z 20 krajów. W 1999 r. amerykański Mars Climate Orbiter na skutek błędów w obliczeniach został wysłany na zbyt niską orbitę i rozpadł się w atmosferze Czerwonego Globu. W tym samym roku wysłany przez NASA Mars Polar Lander miał osiąść na południowym biegunie planety. Zapewne nie została uruchomiona procedura hamowania i lądownik rozbił się o powierzchnię globu. W każdym razie zamilkł na zawsze. W NASA zapanowały posępne nastroje. Inżynierowie z Pasadeny ogarnięci wisielczym humorem opowiadali, że w pobliżu Marsa zagnieździł się

galaktyczny upiór,

który pożera ziemskie statki.
Po spektakularnych katastrofach szefowie NASA postanowili zrezygnować z misji sondy Mars Surveyor zaplanowanej na 2001 r. Prawie gotowy próbnik został złożony „na później” w magazynach koncernu Lockheed Martin w Denver. W 2003 r. dyrektorzy agencji doszli jednak do wniosku, że należy rozpocząć program Mars Scout – polegający na wysyłaniu ku Czerwonej Planecie mniejszych, a więc znacznie tańszych aparatów. Niedoszły Surveyor został udoskonalony. Tak powstał Phoenix. Jak mityczny egipski ptak narodził się ponownie – z popiołów zaniechanej misji. Phoenix ma masę 410 kg i jest konstrukcją wybitnie „oszczędnościową”. Koszty całej misji oceniane są na 420 mln dol. – tyle, ile kosztują Waszyngton trzy dni wojny w Iraku. W sierpniu 2007 r. start odbył się pomyślnie. Sonda przebyła 275 mln km i zbliżyła do Marsa. Prawdziwym problemem w misjach marsjańskich jest lądowanie. W ciągu kilku minut sonda musi wyhamować w atmosferze z 20 tys. do zaledwie 10 km na godzinę. Tę fazę misji jeden z inżynierów NASA nazwał potem obrazowo

„siedem minut strachu”.

Po wejściu w atmosferę Phoenix otworzył spadochron. Nie został wyposażony w poduszki powietrzne, mające zamortyzować lądowanie, prędkość skutecznie redukowały silniki hamujące. Próbnik miękko osiadł na marsjańskim gruncie 26 maja o godzinie 1.38 czasu środkowoeuropejskiego. Uradowani inżynierowie NASA padali sobie w ramiona. „Uważamy, że Phoenix stanie się kamieniem milowym w eksploracji Marsa”, cieszył się jeden z menedżerów lotu, Peter H. Smith.
Sonda zgodnie z planem rozłożyła „skrzydła” z bateriami słonecznymi i dwie godziny po lądowaniu przesłała na Ziemię pierwsze zdjęcia z rejonu marsjańskiego bieguna północnego. Phoenix jest już szóstym aparatem badającym obecnie Marsa. Trzy krążą na orbicie, dwa inne – Spirit i Opportunity pełzają powoli po marsjańskim gruncie. Phoenix nie ma możliwości poruszania się, ale stoi pewnie na trzech nogach w miejscu, gdzie niegdyś, 3,7 mld lat temu, szumiał marsjański ocean.
Obecnie Mars jest bardziej suchy niż Sahara. Planetę smaganą huraganowymi wiatrami otacza rzadka atmosfera, składająca się z dwutlenku węgla i śladowych ilości pary wodnej. Ciśnienie przy powierzchni globu wynosi zaledwie 0,6% ciśnienia ziemskiego. W takich warunkach nie może istnieć woda w stanie ciekłym. Temperatura na powierzchni Marsa waha się od minus 125 do plus 35 stopni Celsjusza. Z pewnością nie jest to raj, w którym mogłoby narodzić się życie.
Ale przez pierwsze 800 mln lat na Marsie panował inny klimat. Atmosfera marsjańska była znacznie gęstsza, w dodatku zawarty w niej dwutlenek węgla powodował efekt cieplarniany, toteż na powierzchni globu przypuszczalnie

panowały temperatury dodatnie.

Z pewnością istniała woda w stanie ciekłym. Świadczą o tym wyrzeźbione przez wodę wąwozy i koryta gigantycznych rzek oraz niecki pozostałe po jeziorach. Przypuszczalnie w rejonie bieguna północnego znajdował się ocean, którego głębokość dochodziła do 500 m. Grunt zlewały obfite deszcze. Być może wtedy, podobnie jak na Ziemi, w marsjańskich wodach narodziło się życie. Ale masa Marsa wynosi tylko 11% masy Ziemi, grawitacja jest dwa razy słabsza niż naszej planety. Masa globu była za mała, aby utrzymać atmosferę. Jakieś 3,7 mld lat temu doszło do katastrofy klimatycznej. Część atmosferycznego dwutlenku węgla ulotniła się w przestrzeń kosmiczną, podobnie „uciekła” para wodna. Przetrwały tylko niewielkie jej ilości, wmieszane w suchy lód (zamarznięty dwutlenek węgla) czap polarnych. Rzadka atmosfera nie zatrzymywała już ciepła. Mars przeistoczył się z planety obfitującej w wodę w suchy, martwy glob. Astronomowie uważają jednak, że duża część wody pozostała na planecie, ale nie na powierzchni, lecz pod nią. Badania i pomiary, wykonane przez sondy marsjańskie, wykazały, że w rejonach polarnych prawie na pewno znajduje się zamarznięta woda. Phoenix ma wyjaśnić to „prawie”. Sonda uruchomi swoje długie na 2,4 m automatyczne ramię i będzie wydobywać próbki marsjańskiego gruntu z głębokości do 50 cm. Naukowcy NASA przypuszczają, że lód znajduje się już pod 30-centymetrową warstwą gruntu. Próbki, być może wilgotne, zostaną następnie podgrzane w laboratorium pokładowym próbnika. Nie wykryje ono potencjalnych marsjańskich bakterii, gdyż nie zostało wyposażone w odpowiednie instrumenty, lecz określi skład chemiczny próbki i zidentyfikuje ewentualne ślady materii organicznej.
Jeśli nie dojdzie do awarii, „łopatka” Phoeniksa będzie ryć w zamarzniętym gruncie dwie godziny dziennie przez co najmniej trzy miesiące, może znacznie dłużej. Specjaliści NASA liczą, że uda się ustalić, czy lód pod powierzchnią Marsa topi się wraz z nadejściem wiosny. Jeśli tak, oznaczałoby to, że istnieje środowisko, w którym mogły przetrwać marsjańskie drobnoustroje. Co bardziej optymistycznie nastawieni badacze nie wykluczają, że woda w stanie ciekłym, w której aż roi się od żyjątek, wciąż istnieje w podziemnych jaskiniach, ogrzewanych przez ciepło z wnętrza planety.
Do dziś najbardziej ambitną próbą znalezienia „Marsjan” była wyprawa amerykańskich sond Viking w 1976 r. Vikingi wyposażone były w aż trzy biologiczne laboratoria. Pierwszy eksperyment miał skłonić potencjalne marsjańskie mikroby do fotosyntezy, a drugi do „pałaszowania” materii organicznej. W trzecim doświadczeniu ogrzewano próbki marsjańskiego gruntu, aby rozłożyć ewentualną materię organiczną na proste cząsteczki lotne. Siedem z dziewięciu testów dało wyniki pozytywne. Wśród naukowców zapanowała konsternacja. Czyżby na Marsie rzeczywiście istniało życie? Ostatecznie jednak ogłoszono, iż procesy zachodziły zbyt szybko i zakończyły się tak nagle, że należy je uznać za zwykłe reakcje chemiczne bez udziału materii ożywionej. Nie wszyscy zgodzili się z tym zdaniem. Kierujący programem eksperymentów biologicznych Gilbert Levin do dziś jest przekonany, że misje Vikingów dostarczyły dowody występowania życia na Marsie. Zwolennicy teorii spiskowych nie mają wątpliwości – NASA przebiegle ukrywa przed opinią publiczną istnienie Marsjan….
W 1996 r. sensację wywołały twierdzenia, że w pochodzącym z Marsa meteorycie ALH 84001

odkryto ślady mikrobów.

Obecnie jednak znakomita większość naukowców uważa, że dziwne struktury w meteorycie nie są przekonującym dowodem. Czy ten dowód dostarczy misja Phoeniksa?
Niektórzy eksperci, jak francuski astronom Jean-Pierre Bibring, obawiają się, że Mars zawsze był jałowy, jest bowiem planetą siarki. Europejska sonda Mars Express za pomocą spektrometru Omega odkryła na planecie rozległe pokłady siarczanów. Równina Meridiani Planum, którą od czterech lat bada lądownik Opportunity, składa się przeważnie ze związków siarki. Nie ma wątpliwości, że siarka pochodzi z gigantycznych marsjańskich wulkanów. Wulkanizm wytworzył na powierzchni Czerwonego Globu najwyższe góry w Układzie Słonecznym. Ogromne wulkany wypluwały masy dwutlenku siarki oraz siarkowodoru, gazu o ostrym zapachu zepsutych jaj. Gazy te w reakcji z wodą i skałami tworzyły kwasy siarkowe i siarkawe. Być może w marsjańskim oceanie szumiały fale chłodnej cieczy, przypominającej płyn do akumulatorów samochodowych. Na Ziemi niektóre bakterie przystosowały się do życia w siarczanych wodach. Ale wątpliwe, aby w takim zabójczym środowisku mogło narodzić się życie. Być może misja Phoeniksa wyjaśni tę i wiele innych tajemnic.
Ale decydująca może się okazać wyprawa wielkiej sondy Mars Science Laboratory, którą NASA przygotowuje kosztem 1,5 mld dol. Start przewidziany jest na wrzesień 2009 r. Jeśli Laboratory wyląduje pomyślnie na Czerwonej Planecie, prawdopodobnie zagadka (potencjalnego) życia na Marsie zostanie rozwiązana.