Autor:Alexandru Eduard Balaci
Introducere
Explorarea planetei Marte reprezintă una dintre cele mai importante direcții ale cercetării spațiale moderne. De-a lungul ultimelor decenii, agențiile spațiale au trimis numeroase sonde, orbitere și roboți pentru a înțelege dacă Marte a fost vreodată capabilă să susțină viața și dacă poate deveni, într-o zi, o destinație pentru explorarea umană. Printre aceste misiuni se numără și Phoenix Mars Lander, un robot construit de NASA, care a ajuns cu succes pe Marte în anul 2008 și a realizat una dintre cele mai importante descoperiri privind existența apei înghețate sub suprafața planetei.
Deși durata planificată a misiunii era de doar 90 de zile marțiene (soluri), Phoenix a funcționat aproximativ cinci luni și jumătate, depășindu-și obiectivele inițiale. Datele transmise au schimbat în mod semnificativ înțelegerea mediului marțian și au influențat toate misiunile ulterioare dedicate căutării urmelor de viață.
Contextul apariției misiunii
În anii 1990 și începutul anilor 2000, NASA și-a concentrat programul marțian asupra unei întrebări fundamentale: unde există apă pe Marte? Observațiile realizate de sonda Mars Odyssey, lansată în 2001, au indicat existența unor cantități importante de hidrogen în apropierea polilor planetei. Cercetătorii au interpretat aceste date drept dovada indirectă a existenței apei înghețate chiar sub stratul superficial de sol. NASA a decis atunci să trimită un robot specializat în studierea regiunii arctice marțiene.
Phoenix a fost selectată în cadrul programului Mars Scout, destinat misiunilor relativ ieftine, dar cu obiective științifice foarte bine definite. Spre deosebire de roverele Spirit și Opportunity, Phoenix nu urma să se deplaseze. Ea avea rolul unui laborator fix, capabil să analizeze în detaliu solul și atmosfera din zona în care urma să aterizeze.
Construcția robotului
Phoenix a fost construită folosind componente deja existente. Inginerii NASA au reutilizat platforma construită inițial pentru misiunea Mars Surveyor 2001, anulată după eșecul sondei Mars Polar Lander din 1999. În loc să abandoneze proiectul, NASA a îmbunătățit sistemele de navigație și control, reducând atât costurile, cât și timpul de dezvoltare. Robotul avea aproximativ, 350 kg masă, două panouri solare cu diametrul de peste 5 metri, un braț robotic lung de 2,35 metri, camere panoramice de înaltă rezoluție, laboratoare chimice și microscoape și un sistem meteorologic capabil să studieze atmosfera marțiană. Phoenix a fost lansată pe 4 august 2007 de la Cape Canaveral, folosind o rachetă Delta II.Drumul până la Marte a durat aproximativ zece luni. În această perioadă au fost efectuate, corecții de traiectorie, verificări complete ale instrumentelor;
actualizări software și teste ale sistemelor de comunicații. Toate operațiunile au decurs conform planului.
Aterizarea pe Marte este considerată cea mai periculoasă etapă a oricărei misiuni. Atmosfera marțiană este suficient de densă pentru a produce frecare, dar prea rarefiată pentru ca o parașută să poată opri complet un vehicul spațial. Phoenix a intrat în atmosferă cu aproximativ 21.000 km/h. În doar șapte minute au avut loc succesiv, încălzirea scutului termic, deschiderea parașutei supersonice, desprinderea scutului, activarea radarului, coborârea controlată cu motoare cu combustibil lichid și oprirea completă la contactul cu suprafața. Pe 25 mai 2008, Phoenix a aterizat cu succes în regiunea Green Valley, din câmpia arctică Vastitas Borealis. A fost prima aterizare reușită a unui lander fix pe Marte după misiunea Viking 2 din 1976. Phoenix avea trei obiective majore, confirmarea existenței apei înghețat,NASA bănuia că imediat sub suprafață există gheață. Robotul trebuia să sape și să demonstreze acest lucru. Brațul robotic a început să sape șanțuri în sol.Primele mostre au fost introduse în laboratorul TEGA (Thermal and Evolved Gas Analyzer).
Acesta încălzea solul până la temperaturi foarte ridicate pentru a analiza gazele eliberate. La numai câteva zile după săpare, cercetătorii au observat bucăți albe pe fundul unui șanț. Inițial nu era clar dacă erau gheață sau sare.Astfel, Phoenix a oferit prima demonstrație directă că sub suprafața planetei Marte există apă înghețată. Aceasta reprezintă cea mai cunoscută realizare a misiunii.TEGA a confirmat ulterior că mostrele conțineau apă înghețată. NASA a anunțat oficial descoperirea în vara anului 2008.
Sol favorabil vieții
Analizele au arătat că solul marțian este, moderat alcalin, bogat în magneziu, bogat în sodiu, bogat în potasiu și asemănător, din punct de vedere chimic, cu unele soluri de pe Pământ. Acest lucru a surprins comunitatea științifică. Anterior se considera că solul marțian este mult mai ostil. Phoenix a identificat în sol săruri numite perclorați. Inițial, descoperirea a fost privită cu îngrijorare deoarece aceste substanțe pot distruge moleculele organice în timpul analizelor la temperaturi ridicate. Ulterior însă, cercetătorii au înțeles că perclorații pot reprezenta și o sursă de energie pentru anumite microorganisme și pot avea utilitate pentru viitorii exploratori umani, inclusiv în producerea oxigenului și a combustibilului. Stația meteorologică a detectat nori și precipitații sub formă de cristale de gheață.Acestea s-au evaporat înainte să atingă suprafața.A fost pentru prima dată când un robot a observat direct acest fenomen pe Marte. Phoenix era alimentată exclusiv cu energie solară.Pe măsură ce iarna marțiană se apropia, Soarele cobora tot mai jos pe cer.Praful depus pe panouri reducea și mai mult cantitatea de energie produsă. Temperaturile au ajuns sub –100 °C.În noiembrie 2008, bateriile nu au mai putut alimenta sistemele robotului. Ultimul contact radio a avut loc la începutul lunii noiembrie 2008, iar misiunea a fost declarată încheiată.
Ce s-a întâmplat după încheierea misiunii
În anii următori, sonda orbitală Mars Reconnaissance Orbiter a fotografiat periodic locul aterizării. Imaginile au arătat că Phoenix a rămas la locul său. În timpul iernilor succesive, peste robot s-au depus cantități importante de dioxid de carbon înghețat și gheață. Există indicii că panourile solare au fost deteriorate sau rupte de greutatea gheții sezoniere.
NASA a încercat în repetate rânduri să restabilească legătura radio în cazul în care robotul s-ar fi reactivat odată cu venirea primăverii marțiene. Nu s-a mai primit însă niciun semnal. În prezent, Phoenix se află în continuare pe Marte, în aceeași poziție în care a aterizat în 2008. Robotul este considerat inactiv definitiv (misiune încheiată), deoarece: panourile solare nu mai pot produce suficientă energie, temperaturile extreme au degradat componentele electronice și ciclurile repetate de îngheț și dezgheț sezonier au afectat structura mecanică.
Cu toate acestea, Phoenix continuă să aibă o valoare științifică importantă. Datele colectate sunt încă analizate și sunt folosite pentru planificarea misiunilor moderne, precum InSight și viitoarele misiuni de explorare a regiunilor bogate în gheață ale planetei Marte. Impactul misiunii Phoenix depășește cu mult durata sa de funcționare.Ea a demonstrat că apa înghețată este prezentă imediat sub suprafața marțiană, solul este mai complex decât se credea și regiunea polară este una dintre cele mai promițătoare pentru studiul posibilității existenței vieții.
Rezultatele Phoenix au influențat proiectarea misiunilor ulterioare și au consolidat strategia NASA de a căuta urme de apă și compuși organici în zonele polare și subterane ale planetei.
Concluzie
Misiunea Phoenix reprezintă una dintre cele mai importante realizări ale explorării robotice a planetei Marte. Printr-o aterizare precisă într-o regiune arctică dificilă și prin utilizarea unui laborator științific sofisticat, robotul a confirmat existența apei înghețate sub suprafața marțiană, a analizat compoziția chimică a solului și a oferit informații valoroase despre clima și mediul planetei. Descoperirea percloraților și observațiile meteorologice au deschis noi direcții de cercetare privind habitabilitatea planetei și utilizarea resurselor locale în viitoarele misiuni cu echipaj uman.
Deși Phoenix nu mai este funcțional și rămâne tăcut pe câmpiile înghețate din nordul planetei Marte, moștenirea sa științifică continuă să influențeze explorarea spațială. Misiunea a demonstrat că investițiile în cercetarea robotică pot produce descoperiri fundamentale și a pregătit terenul pentru generațiile următoare de sonde și rovere care încearcă să răspundă uneia dintre cele mai importante întrebări ale omenirii: a existat vreodată viață pe Marte?
Bibliografie
NASA Science – Mars Phoenix Mission. (NASA Science)
NASA Jet Propulsion Laboratory – Phoenix Mars Mission Overview. (NASA Jet Propulsion Laboratory (JPL))
NASA Jet Propulsion Laboratory Robotics – Phoenix Mars Lander. (robotics.jpl.nasa.gov)
John Uri, „15 Years Ago: Phoenix Mars Lander Launches to the Red Planet”, NASA History, 2022. (NASA)
Peter H. Smith et al., The Phoenix Mission to Mars, Science, Vol. 325, 2009.
William V. Boynton et al., Evidence for Calcium Carbonate at the Mars Phoenix Landing Site, Science, 2009.
