Marsi uurimine laskumisaparaatide abil (0)

Referaat
Marsi uurimine laskumisaparaatide abil
Sisukord
Sissejuhatus 3
Spirit 4
Sojourner 4
Phoenix Marsile 5
Pathfinder 6
Marsist endast 6
Kokkuvõte 8
Kasutatud kirjandus 9
Sissejuhatus
Marsil tegutseb praegu kaks NASA kulgurit. Neist esimene, Spirit, laskus sinna 2004. aasta 3. jaanuaril ja teine, Opportunity, kolm nädalat hiljem. Kulgurite tegevusajaks oli esialgu plaanitud ainult kolm kuud, kuid üllatuslikult töötavad nad siiani. Opportunity on liikunud Marsi pinnal ligemale 12 kilomeetrit ja Spirit üle seitsme kilomeetri. Mõlemad kulgurid on Maale saatnud üle 100 000 foto. NASA teadlaste kinnitusel on kulgurid leidnud Marsil tõendeid vee olemasolust. Näiteks avastati hall särav mineraal hematiit, mis Maa peal moodustub vees. Mingit märki elusolenditest või kunagi eksisteerida võinud elusorganismidest kulgurid aga ametlikel andmetel avastanud ei ole, nimelt aparaatidel napib elu leidmiseks vahendid. Seetõttu peavad NASA teadlased siiski võimalikuks, et piirkond, kus kulgurid pinnavee jälgi avastasid , võis olla kunagi elamiskõlblik keskkond.
Spirit
NASA marsikulgur Spirit saatis punasel planeedil viibimise tuhandenda Marsi-päeva (ehk nn soli ) auks Maale suurepärase panoraamfoto. McMurdo panoraami nime saanud vaade on kokku pandud 1449 üksikfotost kogumahuga üle 500 megabaidi. Spirit pildistas selle panoraami umbes viie kuu jooksul, mil ta oli pargitud planeedi lõunapoolkeral  Low Ridge Haveni piirkonnas, kirjutab New Scientist . Talveperioodi lühikese päeva kasin päikesepaiste ei lubanud kulguril ringi rännata, kuna päikesepatareide jaoks ei jagunud piisavalt energiat.
Oma teekonnal on Spirit avastanud mitmeid kivimeid, mida teadlased seostavad vee tegevusega . Praegu püütakse leida vastuseid, kui kaua aega tagasi see tegevus toimunud on.
Lähinädalail teeb Spirit juba lühikese ringreisi praeguses piirkonnas, kuu hiljerm asub ta aga pikemale teekonnale Home’i platoo suunas. See arvatakse olevat iidse vulkaanilise plahvatuse jäänuk, mille kutsus esile sügavate veemasside üleskuumutamine magma poolt.
NASA insenerid usuvad, et kulgurid võivad Marsil edukalt töötada kuni järgmise aastani. Liikuraparaatide tööd jälgivatele teadlastele tundub, et käiks keegi vahepeal nende päikesepaneele tolmust puhastamas. Veel üks versioon marsikulgur Spiriti pildistatud rohelisest mehikesest. Veel on 2004. aasta 25. jaanuaril Marsile laskunud Opportunitylt saadetud esimestel fotodel märkasid USA kosmoseteadlased salapärast väikest kollast objekti, mis meenutas väljanägemiselt jänest.
Teadlaste hinnangul oli pidevalt asukohta muutnud saladuslik objekt vaid 4–5 cm pikk ja kaalult kerge. Seetõttu liigutasid teda Marsil puhuvad tuuled. Kõige tõenäolisemalt kujutas avastatud jänes tükikest marsikulguri pehmest materjalist. Ühes on teadlased siiski kindlad: Marsilt leiab märke muistsest elust bakterite tasemel, kuid usaldusväärsete andmete saamine võtab aega. Teadlased ei julge veel väita, et Marsilt võib praegugi elavaid mikroorganisme leida. Nimelt tapab kosmosekiirgus selle planeedi pinnal ilma kaitsevahenditeta kõik elava.
Sojourner
Marsikulgur Sojourne jätkasr oma reisi punase planeedi pinnal. Juba uuritud Barnacle Billi nimelise kivi juurest sõitis ta umbes meetri jagu maad ja jõudis uue ja suurema Yogi-nimelise kivi juurde. Nüüd ootavad teadlased Maal uusi analüüse. Juba esimesed fotod ja analüüsid Marsilt on muutnud seniseid seisukohti meie naaberplaneedi suhtes. Sojourner ja marsisond Pathfinder on praegu väga heas korras ning ilmelt ületab nende töö teadlaste ootused.
Kui uudistes räägitakse, kuidas teadlased Maalt Sojournerit juhivad, siis ei mõelda selle all sellist juhtimist, millega meie oleme harjunud. Maa on Marsist ikkagi 190 miljoni kilomeetri kaugusel, ning Sojournerit ei saa liigutada nagu tavalist raadio teel juhitavat mänguautot. Sojourneri liikumist juhitakse tema mälusse salvestatavate arvutiprogrammide abil, mis edastatakse Sojournerile Pathfinderi võimsamate antennide abil. Raadiosignaal jõuab Maalt Marsile 11 minutiga. Kuigi Sojourneril on kolm kaamerat, juhitakse kulgurit hoopis Pathfinderi 1,7 meetri kõrguse masti otsas paiknevate kaamerate abil. Teadlased uurivad Pathfinderi tehtud pilte Marsi maastikust, määravad ära kulguri järgmise marsruudi ja edastavad selle siis raadio teel Sojournerile.
Arvutiekraanil muudetakse Marsilt saabunud erinevate filtritega tehtud fotod kolmemõõtmeliseks pildiks. See lubab teadlastel kulguri teed paremini planeerida. Kolmemõõtmelise pildi vaatamiseks peavad uurijad kandma spetsiaalseid prille . Arvuti võimaldab pilti ka liigutada ning uurida sama kohta erinevate nurkade alt. Marsi fotole lisatakse virtuaalne Sojourneri kujutis ning mängitakse võimalikud liikumisteed täpselt läbi. Samas on ka Sojourner ise piisavalt tark masin. Teadlased ei ütle talle ette iga sammu, vaid pigem koha, kuhu minna. Kulguri enda juhtimisprogramm kannab hoolt selle eest, et väiksematest takistustest mööda minnes kohale jõuda. Takistustest teatab kulgurile laseril põhinev hoiatussüsteem. Teadlaste sõnul on Sojourner varustatud programmiga, mis lubab tal ise otsuseid vastu võtta ning takistab oma juhtide vea korral näiteks vastu kaljut põrutamast. Kui ühendus kulguriga peaks mõne kaljurahnu või muu takistuse tõttu katkema, hakkab kulgur tuldud teed mööda tagurdama, kuni side on taastatud.
Kuuerattaline Sojourner liigub äärmiselt hüplevalt ning ettevaatlikult. Korraga sõidab ta viis sentimeetrit , peatub hetkeks ja jätkab sõitu, kui midagi ootamatut pole juhtunud. Kulguri tippkiirus on 1,3 sentimeetrit sekundis. 10-kilone ja kogukama mikrolaineahju suurune Sojourner kasutab liikumiseks oma päikesepatareisid. Seepärast liigub ta ainult Marsi päeval. Ehkki Sojourner teab tänu senise liikumise arvestamisele ja mõõteriistadele oma asukohta, kasutavad teadlased tema marsruudi täpsustamiseks iga päev ka värskeid Pathfinderi fotosid .
Phoenix Marsile
Aastatuhande vahetus oli ameeriklastele Marsi uurimisel halb aeg. 1999. aastal läks maandumisel kaduma Mars Polar Lander . Selle tõttu jäeti ära viimasega suhteliselt sarnane ja kaks aastat hiljem startima pidanud Mars Surveyor 2001 Landeri lend. Alt oli vedanud Polari kolmele jalale maandumise süsteem. 2003. aastal startinud ning veel praegugi tegutsevad kulgurid Spirit ja Opportunity kasutasid lollikindlamat meetodit maanduda täispuhutava pallina, nagu ka Mars Pathfinder 1997. aastal. Pärast uurimisülesannete ärajäämist jäid neist kahest ebaõnnestunud automaatjaamast üle ka uurimisaparaadid ise või vähemalt nende väljatöötlused ja nende baasil sündiski automaatjaam Phoenix (fööniks - justkui samanimeline müütiline lind oma tuhast). Kohale jõuab ta selle aasta mais ning laskub Marsi põhjapooluse ligidusse umbes seitsmekümnenda laiuskraadi kanti , kus Marsi ümber tiirlevate automaatjaamade vaatluste põhjal esineb jääd. Phoenixilt oodatakse eelkõige vastust küsimusele, mil viisil on see jää sinna saanud: kas on see külmunud jäänuk kunagisest ookeanist või on see sattunud sinna atmosfäärist või ehk mingil muul moel.
Kolmele jalale pole Marsile maandutud enam pärast 1976. aastat, kui sellega said probleemideta hakkama mõlemad Vikingid, mis olid üldse esimesed edukalt Marsile jõudnud automaatjaamad . Nüüd siis üritab Phoenix seda korrata , sest õhupallide abil ei saa ta maanduda suurema massi tõttu. Vikingitega on Fööniksil muidki sarnasusi peale kolme jala, näiteks robotkäpp ja automaatlaboratoorium analüüside tegemiseks
Kui kõik läheb plaanikohaselt, siis võtab see kosmoseaparaat Marsil 2,35 meetri pikkuse ja puurimisseadmega varustatud robotkäe abil proove kuni meetri sügavusest ning ka analüüsib neid pardal olevates aparaatides. Tegemist on kalli projektiga. Phoenix Mars Lander neelab 420 miljonit dollarit. Selle projekti elluviimisel peab NASA silmas ka kaugemaid eesmärke. Nimelt tahab kosmoseagentuur pärast 2020. aastat ( hiljemalt 2037) lennutada Marsile kuus astronauti ning Phoenix Mars Lander peab aitama leida platsi, kus nad punasele planeedile astuvad.
Käpaga võetud proovide analüüsimiseks on Phoenixil koguni kaks laboratooriumi. Esimeses neist proove kuumutatakse ja analüüsitakse eraldunud gaaside koostist. Peale veeauru ja süsihappegaasi on võimalik leida ka orgaanilisi aineid. Kokku on nii võimalik uurida kaheksat erinevat proovi. Teises laboratooriumis lisatakse sinna paigutatud proovile vett ja määratakse saadud lahuse happesus ning keemiline koostis. Niiviisi saab uurida nelja proovi. Proove saab vaadata ka mikroskoobiga, mille lahutusvõime on 10 mikromeetrit. Seejuures saab uuritavat objekti valgustada punase, rohelise, sinise ja ultravioletse valgusega , et paremini esile tõsta pinnase ja jääkristallide struktuuri. Samuti on Phoenixil seadmed Marsi pinna soojus - ja elektrijuhtivuse mõõtmiseks. Loomulikult ei puudu ka kaamerad, millest vast kõige olulisem on stereokaamera, mis on olnud mingil kujul kõigil Marsile maandunud automaatjaamadel. Phoenixi stereokaamera on kõrgema lahutusvõimega versioon Mars Pathfinderi omast. Filtreid vahetades saab teha pilte 12 erinevas lainepikkuste vahemikus. Proovide võtmise jälgimiseks on üks kaamera ka robotkäpa otsas. Kolmas kaamera töötab Phoenixi laskumisel, selle tehtud piltidelt on näha, kuhu automaatjaam täpselt maandus . Phoenixil on ka väike ilmajaam , mis mõõdab atmosfääri temperatuuri ja -rõhku ning on varustatud laseriga tolmuosakeste kontsentratsiooni määramiseks.
Phoenixi pardal on ka DVD, millele on salvestatud Marsi visionääride (Carl Sagan, Arthur Clark jt) sõnavõtud, tuntud ulmekirjanike Marsi (teemalised teosed ja umbes 250 000 inimese allkirjad). Selle DVD mõte on olla ajakapsel, millega saab oma sõnumit või vähemalt nime tulevikku saata, sest võib mööduda sadu aastaid, enne kui see leitakse.
Pathfinder
Kuna Pathfinderi maandumiskohas ja Ühendriikides on öö ja päev praegu täpselt vastupidistel aegadel , siis marsimissiooni kulgurijuht Brian Cooper tavaliselt magab , kui tema sõiduk sel ajal suuri tegusid teeb. Cooperil on ametlik marsikulguri juhiluba. See on välja antud Washingtoni osariigis päras Sojourneri demonstratsiooni ning sellele on lisaks kohalikule sõiduõpetajale alla kirjutanud ka osariigi kuberner ja USA asepresident Al Gore.
Uudisteagentuuri Associated Press küsimusele, kuidas kulgurijuht end maise auto roolis tunneb, vastas Cooper: „Seda küsige mu naiselt .” Praegu teevad teadlased plaane saata Sojourner Pathfinderist kaugemale ning uurida mõne kaugema kaljurahnu tagakülge, kuhu Pathfinderi kaamerad piiluma ei küüni. „Võibolla peidavadki väikesed rohelised mehikesed ennast nende kaljude taha,” naljatas teine kulgurijuht Jacob Matijevic.
Marsist endast
Teadlaste üllatuseks meenutab spektrogrammi abil uuritud esimese Marsi kalju koostis suurel määral Maa vulkaanilisi kivimeid. Seni arvati, et Marss sarnaneb rohkem Kuuga.
Ühe USA koomiksi järgi Barnacle Billiks nimetatud kaljus leidus Sojourneri analüüsi järgi rohkesti kvartsi, mis teatavasti on Maal tekkinud võimsate tektooniliste protsesside tulemusel.
Marsi missiooni ühe juhi Matthew Golombeki sõnul ei lootnud teadlased midagi vulkaanilist küll leida. See tähendab, et Mars sarnaneb Maaga rohkem, kui seni arvati. Täpsemate järelduste tegemine ja uuringutulemuste põhjalikum uurimine seisab muidugi alles ees.
Sojourner hakkas uurima Barnacle Billist umbes meetri kaugusel paiknevat Yogi-nimelist kaljurahnu. Fotode põhjal arvavad teadlased, et suurem ja teist värvi Yogi erineb oma keemiliselt koostiselt Barnacle Billist.
Teekond Yogi juurde oli raskendatud, sest kalju ees näis olevat auk ning teadlased ei riskinud kulgurit otse Yogi juurde suunata, kartes, et ta võib auku libiseda ja oma päikesepatareid vigastada. Pathfinderilt saabunud fotod tunnistust sellest, et kunagi mühasid Ares Vallise nimelises Pathfinderi marssumiskohas tugevad vetevood. Seda tõendavad voolujäljed kaljudel ja pinnavormidel. Arvatakse, et ka Barnacle Billi ja Yogi on vesi kohale toonud mõnest teisest Marsi piirkonnast . Vee kunagine olemasolu näitab, et kunagi olid Marsil olemas kõik tingimused elu tekkeks. Marsi tolm on esialgsetel andmetel täpselt samasugune , nagu 1976. aastal, mille USA marsisond Viking kindlaks tegi.
Praegu tiirlevad ümber Maa USA kosmosesüstik Columbia ja Vene orbitaaljaam Mir. Kui kosmoseaparaatide vahel raadioühendus saadi, siis oli Miri meeste esimene küsimus: „Kuidas Mars välja näeb?” „Kõige halvem asi on siin see, et ma pole veel ühtegi uut Marsi pilti näinud,” kaebas Miri pardal juba mõndagi üle elanud USA astronaut Michael Foale.
Foale kuulas innuka kadedusega Columbia astronaudi Michael Gernhardti kirjeldusi lahedatest uutest marsifotodest, mida NASA lennukontroll on ka süstiku meeskonnale näha saatnud.
Kokkuvõte
Isegi kui astrobioloogia ei kinnita ennast iseseisva teadusdistsipliinina, on selle valdkonna entusiastid teinud suure teene , äratades huvi loodusteaduste vastu. See teadusvaldkond pole elitaarne ning on võimaldanud doktorantidel ja üliõpilastel juurdepääsu uusimatele avastustele. Viimastel aastatel on Euroopas ESA algatusel ning koostöös Suurbritannia, Soome, Taani ja Rootsi teadlastega korraldatud doktorantidele ja üliõpilastele mõeldud astrobioloogiakursusi ja loengusarju. 2006. aasta algust märkis Lapimaal peetud Euroopa esimene astrobioloogia talvekool, millest võttis osa 15 õppejõudu ja 30 üliõpilast (2 Eestist). Osalejad esindasid eri uurimisvaldkondi: astrofüüsikat, astronoomiat, ( mikro )bioloogiat, geokeemiat, geoloogiat, mineraloogiat ja geomikrobioloogiat. Eesti teadlased osalevad aktiivselt nii Universumi, varajase elu kui ka meteoriidikraatrite uuringutes, tehes koostööd NASA ja ESA uurimisprogrammide raames. Need võimalused on tekkinud tänu uurijate mitmekülgsetele teadmistele füüsika, keemia, bioloogia, geoloogia jt. distsipliinide vallas. Et Eesti saaks ka edaspidi uute maailmade avastamisel kaasa rääkida, peaks haridussüsteem senisest rohkem toetama ulatuslikku loodusteaduste õpetamist. Marsi uurimine on alles alguse perioodis , praegused enamus faktid on oletatavad. Ees on veel palju pikki aastaid, ning loodame lõpuks ka inimese jala sinna pinnale viia.
Kasutatud kirjandus
Ajaleht SL Õhtuleht 24.01.2008
Ajaleht Postimees 07.10.1997
Ajakiri TM 08.2007
Ajakiri Horisont 01.2002
10