Vypuštění Marsovské vědecké laboratoře (MSL) se odkládá.

Vladimír Wagner

V nedávné době jsem na Oslovi psal o jaderných zdrojích pro kosmické sondy. Zmiňoval jsem se také o vývoji nových radioizotopových zdrojů. Ty nahradí dosavadní modely, které se používaly na meziplanetárních sondách letících do vzdálených končin Sluneční soustavy. Jsou například na sondách Voyager, které se po průletu okolo velkých planet stále vzdalují od Slunce, sondě Cassini, která stále úspěšně pracuje u Saturnu nebo zásobují energií sondu New Horizons, která putuje k soustavě Pluta a Charonu. Právě u sondy New Horizons se starý typ radioizotopového článku použil naposledy a v současnosti se dokončuje vývoj nového modelu s označením MMRTG (Multi-Mission RTG).

Umělecká představa návštěvy sondy New Horizons u soustavy Pluta a Charonu v červenci 2015. Vlevo je vidět radioizotopový zdroj s chladičem, čnící na rameni do vesmírného prostoru.

Nový typ radioizotopových zdrojů má být poprvé použit u automatického vozidla, které by mělo pracovat na Marsu. Jeho označení je zatím MSL (Mars Science Laboratory). Start rakety se sondou s tímto aparátem se předpokládal koncem příštího roku a předpokládaný přílet k Marsu o rok později. Dne 4. prosince 2008 však organizace NASA uveřejnila informaci, že po analýze postupu prací na projektu bylo rozhodnuto start odložit. Důvodem je, že by se do předpokládané doby startu nepodařilo provést všechny potřebné testy aparatur, aby byla co největší záruka úspěšného průběhu mise. Rozhodnutí padlo na základě analýzy postupu prací, kterou vypracoval tým, který pracuje na kompletaci sondy. Ukázalo se, že není jistota, že bude možné vyřešit všechny technické problémy a stihne se provedení všech nutných testů. Vedení NASA tak rozhodlo o změně data startu, aby se dal dostatečný časový prostor na přípravu pojízdné laboratoře. Nevýhodou tohoto řešení je, že se tak start přesouvá až na rok 2011, tedy posun o dva roky. Je to dáno tím, že kvůli omezeným možnostem současné raketové techniky je potřeba využívat nejvhodnější letové dráhy k Marsu. Z toho důvodu je startovací okno k němu relativně úzké (pár týdnů) a málo časté. Další je právě až za dva roky.

Na své cestě k Plutu prolétla sonda New Horizons okolo Jupitera a pořídila snímky této planety a jejího měsíce Io. Na snímku je fotomontáž ze záběrů obou těchto těles.

Připomeňme si stav současného výzkumu Marsu pomocí automatických vozidel a projekt Marsovské vědecké laboratoře. Už od ledna roku 2004 pracují na Marsu velmi úspěšná vozítka Spirit a Opportunity, která následovala malé testovací vozítko Sojourner. Vozítka využívají malé radioizotopové zdroje pro udržení tepelného režimu. Elektřinu získávají pomocí slunečních baterií. To do značné míry omezuje dostupný výkon a tím i jejich přístrojové vybavení a mobilitu. Jsou také omezeny místa přistání na oblasti blíže rovníku s dostatečným slunečním svitem. Nevýhodou je i závislost na počasí. Výkon slunečních baterií v době prachových bouří je značně omezený. Proto jsou také pro udržení tepelného režimu použity zmíněné malé radioizotopové zdroje. Zajistí teplo i v době prachové bouře nebo zimním období. Nedochází tak k zamrznutí vozítka a poškození elektroniky. Při nedostatku elektrické energie ze solárních baterií se tak může vozítko „uložit ke spánku“ a po zlepšení podmínek opět „probudit“.

Prvním vozítkem na Marsu byl Sojourner.

V režimu významného omezení činnosti vlivem nedostatku elektrické energie, způsobeného prachem v atmosféře Marsu, je v současnosti vozítko Spirit. Jeho aktivita se omezuje na udržování funkčního stavu aparatury v klidovém režimu. I když situace se v posledních týdnech zlepšuje a vyhlídka je nadějná. V blízkosti vozítka totiž není žádná prachová bouře a prach bude postupně sedat. Vozítko Opportunity je v lepších atmosférických podmínkách. Výkon jeho solárních baterií je v současnosti zhruba pětkrát větší a může provádět i vědecká bádání včetně pořizování panoramatických snímků. Obě vozítka se připravují na nadcházející období, kdy bude Slunce mezi Marsem a Zemí a komunikace mezi automatickými průzkumníky a Zemí bude omezena.

V současnosti pracují na povrchu Marsu automatická vozítka Spirit a Opportunity.

Marsovská vědecká laboratoř bode velmi pokročilý pohyblivý průzkumník, který by měl znamenat další zlom v našich možnostech průzkumu povrchů planet a měsíců. Hmotnost vědeckého zařízení bude více než pětkrát větší než u vozítek Spirit a Opportunity. Celková hmotnost Sojourneru byla 11 kg, vozítek Spirit a Opportunity 174 kg a Marsovská vědecká laboratoř bude mít hmotnost 875 kg. Srovnání hmotnosti vědecké aparatury vypadá takto: 1,4 kg, 16 kg a 83 kg. Rozdíl elektrických příkonů aparátů ve velikosti není tak markantní ve velikosti, ale hlavně v kvalitě. U Sojourneru to bylo v ideální situaci více než 10 W a Spiritu a Opportunity pak až téměř 140 W. Ovšem jen v rovníkových oblastech a v době kolem poledne. Nestejnoměrnost dodávky elektřiny se řeší pomocí jejího shromažďování v lithiových bateriích a časová omezení práce přístrojů. Laboratoř MSL bude dostávat z radioizotopového zdroje stabilní tepelný příkon 2000 W a elektrický 120 W. Zajistí se tak velmi dobré tepelné podmínky pro elektroniku laboratoře. Elektrický výkon je sice stejný jako maximální výkon slunečních baterií vozítek Spirit a Opportunity, ale je stabilní a po celý marsovský den. Potřebný výkon by měl být spolehlivě zajištěn nejméně čtrnáct pozemských let. Umožní robotu MSL pracovat velmi efektivně i ve stíněných místech na dně kráterů.

Srovnání všech tří typů zmiňovaných marsovských automatických vozidel.

Celkově je Marsovská vědecká laboratoř konstruována tak, aby mohla dlouhodobě překonávat relativně velké vzdálenosti v náročnějším terénu. Projekt má demonstrovat schopnost dopravit do cílové oblasti na Marsu s přesností zhruba 20 km velmi těžkou aparaturu. Má umožnit průzkum rozsáhlé oblasti pomocí efektivně pracující mobilní laboratoře, která bude v činnosti nejméně celý marsovský rok (687 pozemských dní). Prvním vědeckým úkolem této laboratoře je hledat a zkoumat uhlíkové sloučeniny, které jsou základními stavebními komponentami živých organismů. Hledat také projevy biologických procesů. Dalším úkolem je studovat geologické charakteristiky zkoumané oblasti a zjišťovat chemické, izotopové a mineralogické složení povrchu a materiálů v nevelké hloubce. Díky tomu by se mělo zjistit, jak se formovaly skály a půda. Třetím úkolem je studium planetárních procesů hlavně z hlediska výskytu vody a dalších podmínek pro existenci života v minulosti. Posledním hlavním úkolem je studium široké škály radiace na povrchu Marsu.

Zařízení, které má zajistit bezpečné přistání Marsovské vědecké laboratoře na povrchu Marsu je připraveno k testům.

Při přistávání se bude používat jak brzdění odporem vzduchu v atmosféře Marsu, padáků i raketových motorů na konci přistávací dráhy pro zajištění měkkého dosednutí. V polovině listopadu bylo oznámeno, že v úzkém výběru zůstaly čtyři možná místa přistání. Byla vybrána na základě velmi pečlivého výběru pomocí výsledků analýzy fotografií a studia pomocí sond pracujících na orbitě Marsu. Eberswalde je oblast na jih od rovníku, kde se dávná řeka rozlévala v deltu a ústila do jezera. Gale je kráter s horou ve svém středu, plnou vrstev různých typů hlíny a sulfátů. Je umístěn na rovníku. Holden je kráter, opět na jih od rovníku, obsahující naplaveniny a pravděpodobné bývalé jezero s bohatými vrstvami usazenin Mawrth je místo na sever od rovníku s odkrytými vrstvami obsahujícími nejméně dva druhy různých typů hlíny. Odkladem startu se získává i čas na ještě pečlivější analýzu zůstávajících kandidátů a výběr toho nejzajímavějšího z nich.

Přistávací pouzdro, které bude chránit Marsovskou vědeckou laboratoř při přistávání.

I když je odložení mise Marsovské vědecké laboratoře zklamáním, je rozhodnutí NASA pochopitelné. Nechce případným šturmováním něco zanedbat a přijít o velice komplexní i drahou sondu. Hlavně způsob přistávání má velký počet nových prvků, u kterých je určitě potřeba pečlivým testováním snížit rizika na co nejmenší míru. Havárie předchozích marsovských sond ukazují, že opatrnost je na místě. Tým pracující na přípravě sondy tak dostal o dost delší čas na přípravu a testování laboratoře. Doufejme, že dvouleté prodloužení čekání bude vyváženo úspěšným přistáním a zajímavými informacemi z Marsu.

Připraveno na základě informací ze zdrojů NASA. Odtud pocházejí i prezentované fotografie.

Šest kol podvozku má průměr půl metru

---