MARSI UURIMINE (1)

Kallavere Keskkool
Kärt Kool
8.klass
MARSI UURIMINE
Uurimistöö
Juhendajad
Janne Pihelgas
Madis Sulg
MAARDU
2012
Sisukord
Sissejuhatus 3
1.Marss 4
2.Ettevalmistus 5
2.1 Ajalugu 5
2.2 Venelaste katsed 5
2.3 Ameeriklaste katsed 7
2.4 Venelaste ja eurooplaste koostöö 8
3.Marsi uurimine 9
3.1 Mariner 4 10
3.2 Mariner 6 ja 7 10
3.3 Mariner 9 10
3.4 Marsi avastused 11
4.Vallutamine 14
4.1 Marsi koloniseerimine 17
Marss on päikesesüsteemi neljas planeet. Marsi pealispind on punakas, see tuleb raua rohkusest planeedil. Marsi lõuna- ja põhjapoolkeral on erinevad kliimad . Lõunapoolkera on kraatritega kaetud. Põhjapoolkera kujundavad aga suured vulkaanid , kanjonid ja siledad laavaväljad. 19
Inimesi on pandud raskelt proovile pressides neid mõneruutmeetristesse lukustatud teraskonteineritesse, kus neil polnud vett, toitu ega hapnikku. Need katsed inimestega on andnud teadlastele hindamatuid teadmisi sellest, kuidas astronaudid kitsas kosmoselaevas reageeriksid, kui neil pole võimalik väljastpoolt abi saada. 19
Kasutatud kirjandus 20
Lisad Lisa 1 21
Lisa 2 22
Lisa 3 23

Sissejuhatus

Aeg-ajalt võime taevas jälgida huvitavat taevakeha , mis eristub teistest oma punaka värvuse poolest ja ei vilgu nagu tähed. See on planeet Marss. Punakas värv on tingitud planeedil leiduvatest vettsisaldavatest rauaoksiididest. See taevakeha on oma tänapäevase nime saanud vanadelt roomlastelt. Marss oli nende sõjajumal, ja meenutab ju planeedi punane värvus verevalamisi, mis sõjaga kaasnesid.
Ma võtsin oma uurimistöö teemaks Marsi uurimine, sest mulle meeldib astronoomia. Ma arvan, et on põnev ning väga huvitav teada saada, mis toimub meie naaberplaneedil ning, kas ka väljaspool planeet Maad leidub elu.
Uurimistöö koosneb neljast peatükist. Esimeses peatükis saab ülevaate planeet Marsist . Teises peatükis on kirjutatud ettevalmistustest Marsile minemisest. Kolmandas peatükis on käsitletud Marsi uurimist ning neljandas peatükis saame teada, kuidas kavatsevad teadlased planeet Marsi enda valdustesse võtta ehk koloniseerida. Töö sisaldab ka sissejuhatust ja kokkuvõtet. Tööl on lisadena kolm pilti.

1.Marss

Marss on Päikesesüsteemi neljas planeet, mis asub Päikesest 1,5 korda kaugemal kui Maa ja saab seepärast 2 korda vähem soojust.
Teleskoobis on see Maast 2 korda väiksem punakas planeet hästi vaadeldav iga 15–17 aasta tagant suurte vastasseisude ajal, kui Marsi ja Maa vaheline kaugus on ainult 55–60 mln km. Sel ajal paistab Marss taevas niisama heledalt kui Veenus .
Et Marsi ja Maa pöörlemistelgede kalle on enam-vähem ühesugune, ilmnevad Marsilgi aastaajad ja kliimavöötmed, kuid ringjoonest erineva orbiidi tõttu on temperatuuri muutumine keerukam . Kui planeet asub orbiidil Päikesele lähemal, võib troopikavöötmes olla suvepäevadel kuni 25 °C, kuid aasta keskmine temperatuur on päeval paarkümmend, öösel 100 kraadi alla nulli. Atmosfäärirõhk Marsi pinnal on võrreldav õhurõhuga 35 km kõrgusel maapinnast . Atmosfäär koosneb peamiselt süsinikdioksiidist, lämmastikku ja argooni on kuni 2%, hapnikku 0,3%; veeaur, kui see kõik sadestuks Marsi pinnale, moodustaks vaid u 0,02 mm paksuse veekihi. Enne koitu võib Marsi taevas olla hõredaid pilvi. Pooluste piirkonda katab kuni paarikümne meetri paksune valge tahke süsinikdioksiidi ehk süsihappelume kiht (need paistavad nn polaarmütsidena), mille all leidub ka jääd.
Marsi kuud Phobos ja Deimos, arvatavasti juhuslikult Marsi külgetõmbejõu mõjupiirkonda sattunud asteroidid , on korrapäratu kujuga kaljurahnud. Neilgi leidub meteoriidikraatreid ja lõhesid. Phobos tõuseb ja loojub (läänest itta) kolm korda ööpäevas, sest ta tiirleb kiiresti. Rohkem kui 100 aastat on väideldud, kas Marsi kuud ja aeg-ajalt planeedi pinnal paistvad tumedad jooned on mõistusega olendite rajatised, kuid ei kosmoseaparaatide abil tehtud fotodelt ega planeedi pinnaseproovidest pole leitud mingeid väljasurnud ega praeguse tsivilisatsiooni jälgi.
Planeedi lõunapoolusel on jääst sajamiilise tunnikiirusega väljapurskuvad süsihappegaasi joad . Geisrite purskamise tagajärjel tekivad jääle mustad laigud ning lehviku- ja ämblikukujulised jäljendid.

2.Ettevalmistus

Marss on alati inimesi paelunud. Viimaste aastakümnetega on lootus planeeti külastada saanud realistlikuks. 1960. aastatest on inimesi Marsi-reisi tõttu pandud raskelt proovile. Katseisikud pressiti mõneruutmeetristesse lukustatud teraskonteineritesse, kus neil polnud vett, toitu ega hapnikku. Need isolatsioonikuud on andnud teadlastele hindamatuid teadmisi sellest, kuidas tulevikuastronaudid kitsas kosmoselaevas reageerivad, kui neil pole võimalik väljastpoolt abi saada.

2.1 Ajalugu

Inimese kosmoselaeva tingimuste jäljendamise katsetuste ajalugu algas 50 aastat tagasi Siberis . Krasnojarski Biloogiainstituudi seinad jutustavad mustvalgete piltidega teedrajavatest tulemustest, mis saavutati1960. aastal sealses 300 ruutmeetri suuruses Marsi simulaatoris Bios -3. Tänapäeval on simulaator unarusse jäänud ja fotografeerimist keelav silt enam ei kehti.

2.2 Venelaste katsed

Venelaste mõte oli luua Maa habras aineringlus kontrollitavas suletud süsteemis. Seejärel tahtsid nad mudeli üle viia kosmoselaevadesse ja –jaamadesse. See oli teadus, mida tehti täieliku saladuskatte all. Ja see oli katse, mis väidetavalt maksis vähemalt sama palju kui mitu korda tuntum Kuu programm.
Ärasõiduni viivate katsetuste pioneer oli teadlane Jevgeni Šepelev, kes 1961. aastal elas esimesena 24 tundi suletud bioloogilises süsteemis, kus vetikas Chlorella muutis tema hingeõhust tuleva lämmastiku hapnikuks. Šepelev oli välja arvestanud , et kaheksa ruutmeetrit Chlorella’t peaks vastama ühe inimese sisse- ja väljahingamisele. Ta jäi ellu, aga kui uks ööpäeva möödudes lahti tehti, oli õhk teraskastis inimese ebameeldivaid lõhnu raskelt täis.
1960ndate aastate jooksul viimistlesid Vene teadlased Marsi simulaatorit Bios-3 nii, et lõpuks suutis see toota ja taaskasutada 85% kolme inimese jaoks vajaminevast veest. Ringlusesse õnnestus lisada ka söödavaid taimi, niiet katseisikuid said oma toidu ise kasvatada ja korjata. Siberis tehtud katsete kulminatsioon oli aastal 1972, mil kolm katseisikut- kaks meest ja üks naine- veetsid isolatsioonis 180 päeva. Selle aja jooksul kasvas ühest vea tõttu süsteemi sattunud seemnest ilus ja tugev kask. Venelastele avaldas muljet, kui kiiresti puu mõõtmed kunstliku päikese all suurenesid. Puu tüvest tehti hiljem suveniir.
Nende ja paljude teiste kogemuste põhjal tegid Vene teadlased kindlaks, et inimesed ei sõltu taimedest mitte ainult seetõttu, et need on ühise ökosüsteemi osa, vaid ka psühholoogilistel põhjustel. Taimed leevendavad selliste negatiivsete tunnete tekkimist nagu raev ja viha. Täpselt sama mõju on loomadel.
Katseisikud on mitmes katses kogenud kutsumata külaliste ilmumist. Ühel korral lendas kolme vangistatud mehe ruumis ringi kärbes. Nad võtsid ta omaks , kui kalli külalise, kes murdis igapäeva ranged rutiinid. Teinekord leidis suletud terasruumi tee üks prussakas . Üks uurija hoolitses tema eest ja andis talle toitu. Sama on kogenud ka kosmosejaama Mir kosmonaudid. Vene kosmonautide üks meeskond oli nutmapuhkemise äärel, kui nad pidid tapma linnud , kes ei suutnud harjuda eluga kaaluta olekus.
Vene psühholoogid nimetavad seda suurt muret loomade ja lindude pärast isolatsioonis “paljastatud närviks“. Loomad ja taimed aitavad liialdatud armastuse objektiks , sest nad meenutavad seda elu, mille katseisikud on maha jätnud. Kõik katseisikud räägivad pärast isolatsiooniperioodi, et nad igatsesid Marsi simulaatoris elu lihtlabaseid detaile. Tuule puhumist, temperatuurimuutusi, elu hääli, linde- kõike seda, mida inimene ei oska veel kopeerida.
Paralleelselt Siberi katsetustega tehti isolatsioonikatseid ka Moskvas. Kõige tähtsam neist sai alguse 5. Märtsil 1967, kui kolm meest suleti 12 ruutmeetrisesse teraskonteinerisse, mis pidi matkima kosmosekapslit, mis oli planeeritus 1971 aasta väljelennuks. Katse polnud juhi German Manovtsevi ja tema kaaslaste jaoks kindlasti meeldiv. Näiteks võisid väljaspool olevad teadlased tulla selle peale, et keerasid soojuse põhja ja hapniku peaaegu kinni, et testida, kuidas see mõjutab vangistatute suutlikkust asju mäletada ja koostööd teha. Ka vedelikust oli nii suur puudus, et katseisikud jõid salaja tualetitsisternidest vett. Samuti ei võetud arvssse ,et ühel kolmest meestest oli kodus rase naine, kes ei teadnud , millal mees koju tuleb.
Kogu katse tagamõte oli välja selgitada, kuidas inimene reageerib äärmuslikus stressisituatsioonis, millest pääseda pole võimalik ja ka väljastpoolt pole abi saada. Venelaste kogemus ütles, et see on võimalik füüsiliselt üle elada, aga hinges igatsevad inimesed maapealset elu- üllatusi, tähtpäevi, midagi, mida oodata. Aeg muutub abstraktseks ja päevad sulavad ühte. 1967. aasta katse näitas ka seda, et eraelu puudumine viib ärritumiseni. Pool nendest 12 ruutmeetrist oli instrumentide all ja katseisikuid jälgiti ööpäev läbi kaameratega. Saamaks ühesugust hapnikukogust, vahetasid nad iga kümne päeva tagant omavahel koikusid. See oli ka ainuke variatsioon nende igapäevaelus.

2.3 Ameeriklaste katsed

Samal ajal, kui venelased keskendusid suletud bioloogilistele süsteemidele, tundsid ameeriklased selle uurimisvaldkonna vastu vaid tagasihoidlikku huvi. Arvatav põhjendus on see, et inimese kasutamine katses, mis talle au ei toonud, oli vastuolus Ameerika elufilosoofiaga ja nägemusega inimesest. See oli liiga pikaajaline ja kangelaslikkust polnud ollagi. Ameerika teadus oli tol ajal väga projektipõhine: siin on probleem- leidke sellele lahendus. Jõudke ruttu Kuule !
Vaevalt on juhus , et mõtte suletud süsteemidest pidi USAs maale tooma grupp alternatiivse elukäsitlusega kollektiviste. Kollektivistid külastasid 1980ndate keskel Moskvat ja kuulsid Venemaa kastetustest. Hiljem ostsid nad Arizonases, Tusconist põhja pool kõrves suure tüki maad. Grupp oli ühendanud oma jõud naftamiljardär Ed Bassiga ja rajas kolme aastaga 12 700 ruutmeetri suuruse Biosphere 2. See oli hiiglaslik klaaspüramiid, milles oli meri koos korallrahuga, soo, kosk , vihmamets, savann , kõrb, põllumajandus ja asustus. Idee oli sama kaugeleulatuv, kui konstruktsioon ise-kaheksa inimest pidi kaks aastat elama Biosphere 2s koos 3000 looma- ja taimeliigiga ning olema sajaprotsendiliselt isemajandav. Isegi inimjäätmed pidid ringlusesse minema.
Praktika osutus teooriast siiski mõnevõrra keerulisemaks. Eriti raske oli tasakaalustada putukate ja taimede vahelist koosmõju. Kartulid hävisid, sest üks harilikult vaid teepõõsastel elutsev lestaline ründas neid. Lestalisel polnud Biosphere 2s mitte ühtegi vaenlast. Samuti sai kiiresti selgeks, et toidu hankimiseks pidi ööpäev töötama. Kaheksa inimest oli vähemalt ühe võrra liiga palju, et maa-ala oleks neid toita suutnud.
Toidupuudus oli üks põhjusi, miks osavõtjate vahel tülid tekkisid. Hullem oli hapnikukoguse kahanemine normaalse 21 protsendi pealt vaid 14 protsendile muu hulgas seetõttu, et betoonkonstruktsiooni pind ei olnud kaetud ja absorbeeris hapnikku. See seadis missiooni ohtu, sest energiatase langes nii madalale, et piisava toidu tootmine muutus raskeks. Arvutused näitasid, et osalejad riskisid nii suure kaalukaotusega, et see võis nende tervisele ohtlikuks kujuneda.
Seetõttu otsustas juhatus, et hapnikku tuleb lisada väljastpoolt. Seda tehes oli katse kaotamas oma teaduslikku legitiimsust, arvas mõni elanik. Marsil poleks seda kunagi juhtunud, arvasid katses osalejad.
Probleem sai vastukaja ka Ameerika pressis , mis alguses suhtus Biosphere 2 kui oma silmaterasse, hiljem aga käsitles seda väga vihasel toonil. Katsegruppi esitati kui hipikarja ja usklikke ekstremiste.
Katse siiski jätkus. Püramiidi lisati hapnikku ja suurimad loomad tapeti. Teiste hulgas sead, kes sõid rohkem biomassi, kui ise tagasi andsid. Üks selle ja teiste katsetuste õppetund oli, et esimestest Marsile lendajatest saavad suure tõenäosusega taimetoitlased . Loomi on lihtsalt keeruline kaasa võtta. Need meetmed ei vähendanud siiski isiklikke konflikte. Kaheksa inimest olid juba poole aasta pärast jagunenud kaheks omavahel võitlevaks grupiks. Üks neist arvas, et kogu teadus on korstnasse lennanud ja et sama hästi võiks katse peatada, teine aga, et katset peaks jätkama.
Veel kahe aasta pärast tembeldati Biosphere 2 läänemaailma valitseva teaduse poolt fiaskoks. Loomulikult on kahtlane, kas grupp oleks suutnud neid keerulisi probleeme lahendada, kui tegu oleks olnud tõelise baasiga Marsil. Seevastu väidavad grupi juhid praegu, et katse näitas inimese oskust surveolukorras improviseerida. Nad rõhutavad, et lahendustele põhinev lähenemine situatsioonis, kus iga päev käib võitlus toidu ja ellujäämise pärast, sarnaneb tegelikkuses situatsiooniga, millesse inimene satub päeval, mil Marsile ehitatakse esimene koloonia. Lõpuks väidavad nad, et tehtud vead iseenesest olid ka õppimisoskuse näide ja saadud kogemused olid kasulikud.

2.4 Venelaste ja eurooplaste koostöö

Seevastu pole venelased kunagi Biosphere 2 legitiimsuses kahelnud. Nad jälgisid seda suure huvi ja peaaegu et austusega. Bios-3 ja Biosphere 2 taga seisavad inimesed kohtusid külma sõja ajal ja toimisid tegelikkuses erialase koostöögrupina. Lüües lahti Venemaa riikliku teadusuuringute keskuse ülevaate teadustöödest, võib näha ka fotot Bios-3 juhist Josef Gitelsonist ja ühe ööpäeva koos vetikatega elanud Jevgeni Šepelevist Biosphere 2 külastuselt.
Seetõttu pole ka sugugi imelik, et siiani viimast isolatsioonikatset Marsi-simulaatoris korraldati Venemaal. Katse nimi oli Mars500, kuigi kuus osavõtjat olid isolatsioonis 520 päeva. Eksperiment oli korraldatud Venemaa ja Euroopa Kosmoseagentuuri koostöös ning kestis 2010. aasta suvest 2011. Sügiseni. Katse oli väga tõetruu. Näiteks pikendati järk-järgult osavõtjate ja kontrollkeskuse vahelise suhtluse hilinemist, sest selline oleks olnud olukord ka tõelisel Marsi- missioonil. Ka katse kestus vastab tõelisusele. 520 päeva on absoluutne miinimum, millega võib hakkama saada, kui kasutada kiireimat marsruuti Marsile. Samuti on kaasatud 30päevane periood, mil osavõtjatel on ligipääs piirkonnale, mis peab kujutama Marsi pinda. Seal peavad nad muu hulgas proove koguma ja eksperimente ellu viima.

3.Marsi uurimine

Teaduslik üldsus on koguaeg arvanud, et Marss on ebahuvitav ja et päris kindlasti puudub seal elu. Kuid iga kord pärast uusi ja paremaid uuringuid on teadlased pidanud oma arvamust muutma. Ja punane planeet pole oma kõige suuremat saladust meile veel avanud.

3.1 Mariner 4

1965. aasta suvel tegi kosmosesond Mariner 4 Marsist möödalennul esimesed 21 lähivõtet planeedist. Aga need fotod olid suureks pettumuseks, sest parematelgi neist oli näha üksnes kraatriga kaetud pind, mis meenutas Kuud. Mariner 4 mõõtis atmosfääri tihedust, ja selgus , et see on Maa omast 100 korda hõredam. Teadlased järeldasid, et Marss on igav planeet, ja seda pole mõtet lähemalt uurida. Kogutud andmete põhjal paistis Marss olevat hoopis teistsugune, kui seda filmides ja raamatutes olid kujutatud. Fotodel ei olnud jälgegi surevast maailmast ega iidse tsivilisatsiooni pingutustest juhtida viimane allesolev vesi suurte kanalite kaudu jääga kaetud poolustelt palavamatesse kõrbepiirkondadesse. Puudusid märgid elu kohta. Üldse jäi mulje, et ka planeedi geoloogia ei paku erilist huvi.

3.2 Mariner 6 ja 7

Kui 1969. aastal Mariner 6 ja 7 seda arvamust üldjoontes kinnitasid, oli Marsi uurimise lõpetamine noatera peal. Kuid õnneks oli NASA oma kahe järgmise kosmosesondi, Mariner 8 ja 9, kavandamisega juba nii kaugele jõudnud , et neist loobumine oleks olnud ebaotstarvekas. Kahjuks lõpetas Mariner 8 Atlandi ookeani põhjas, kuid Mariner 9 (lisa1) tõestas meile ,et planeedile hinnangu andmisega paari kiire möödalennu põhjal tuleks olla väga ettevaatlik.

3.3 Mariner 9

Kui kosmosesond Mariner 9 1971. Aastal Marsi orbiidile jõudis, võeti see uudis California juhtimiskeskuses rõõmuhõisetega vastu. Pool aastat teel olnud sondist sai Marsi esimene tehiskaaslane. Kuid kuu aega hiljem oli vaimustus asendunud lootusetusega. Marsil möllas suurem tolmutorm kui seal kunagi olnud oli, ja kaamerad näitasid vaid paksu tolmu mähkunud planeeti.
Kui detsembris torm nõrgenes nägid teadlased nelja tumedat laiku. Päevad kulusid ja atmosfäär muutus aegamööda selgemaks. Alles hiljem said teadlased aru, mida nad näinud olid: need laigud olid hiigelsuured kraatrid nelja üle 20 kilomeetri kõrguse vulkaani tipus. Hoobilt oli teadlaste ettekujutus punasest planeedist muutunud.

3.4 Marsi avastused

Neli suurt vulkaani oli vaid Marsi avastamise algus. Peatselt said inimsilmale nähtavaks ka paljud muud maastikuvormid , sealhulgas piki ekvaatorit kulgev 4000 kilomeetri pikkune hiigelkanjon. Kanjon sai Mariner- sondide auks endale nime Marineris (lisa2). Kanjoni olemasolu oli ka varem teada, kuid selle mõõtmed olid üllatavad.
Kuid veel suurema üllatuse pakkus järgmine avastus. Selgus, et mitmel pool paiknevad vanad, kaua aega tagasi kuivanud jõgede sängid. Kuna õhurõhk on Marsil liiga madal, et vesi planeedi pinnal vabalt voolata saaks, oli see tõend, et kunagi oli Marsil olnud tihedam atmosfäär ja soojem kliima. Teadlastel tuli selle väitega nõustuda, kuid nad rõhutasid, et planeet pidi olema surnud juba vähemalt paar miljardit aastat. Aastaid hiljem seadsid uue põlvkonna kosmosesondide võetud pildid aga ka selle seisukoha kahtluse alla.
1972. aastal õnnestus valmistada esimene Marsi gloobus . See tõestas veel kord, kui ebaõiglane oli olnud planeedile esimeste piltide põhjal antud hinnang. Nimelt olid Mariner 4, 6 ja 7 pildistanud eeskätt lõunapoolkera. Kuid nüüd, kui kogu Marss olid kaardistatud, selgus, et kraatritega kaetud lõunapoolkera ja geoloogiliselt palju huvitavam põhjapoolkera, mida kujundavad suured vulkaanid, kanjonid ja siledad laavaväljad, on väga erinevad. Esimesi hinnanguid Marsile seetõttu võrrelda ettekujutusega Maast üksnes Aasia maamassiividest võetud fotode põhjal, kui ei ole näha ookeani.
Ameeriklaste teadusuuringud olid 1970. aastatel edukad , kuid venelastel ei läinud asjad nii libedalt. Juba 60ndatel oli neil tulnud üle elada terve rida kosmosesondidega seotud ebaõnnestumisi ja alles 1971. aastal kroonis pingutusi esimest korda osaline edu. Aastatel 1971-1973 jõudis Marsile vähemalt kuus venelaste kosmosesondi, kuid häid tulemusi ei saavutatud. Marss 3 ja 6 maandasid küll oma sondid planeedil, kuid need ei hakanud tööle ning ka ülejäänud Marsile jõudnud sondid saatsid Maale vaid vähesel arvul pilte ja andmeid.
Seetõttu on üsna loomulik, et ameeriklased võtsid Marsi uurimisel ohjad enda kätte. Kuuvõidujooksu ajal ja pärast seda tunti kosmoseuuringute vastu suurt huvi ja seetõttu oli NASA-l lihtne saada toetust väga kallite ja keerukate sondide ehituseks ja Marsile lähetamiseks, et otsida sealt elu. Ülesannet lihtsustas seegi, et Mariner 9 abil saadud teave viitas sellele, et minevikus võis planeedil olla nii soojust kui ka niiskust.
Järgmine samm teadusuuringutes astuti siis, kui imeväike marsikulgur Sojourner 1997. aastal planeedil maandus. Sojourner oli vaid kingakarbi suurune ega jõudnud kuigi kaugele, kuid esimest korda 20 aasta jooksul oli taas võimalik näha Marsi maastikku sellisena, nagu planeedi pinnal seisev inimene seda näha võiks. Kuid see oli vaid algus. Hilisematele kosmosesondidele Mars Global Surveyor, Mars Odyssey , Mars Express ja hiigelsuur Mars Reconnaissance Orbiter langes küll osaks palju vähem tähelepanu, kuid need tegid fotosid , mis olid kümme korda teravamad Mariner 9 fotodest, ja jälle muutus meie ettekujutus Marsist.
Mariner 9 piltidel olid kraatrid, vulkaanid, ja vanad jõesängid, kuid uute kosmosesondide fotodel on lisaks paljudes kohtades näha kihistusi kivimites. Neid on eri kohtades, näiteks hiigelkanjonite seintes ja lõuna poole jääval vanal maastikul paikneva kraatri servas . Sageli ulatus kihtide arv lausa mitmesajani. Need on tõendus selle kohta, et minevikus võis vesi olla Marsil olulise tähtusega. Maal nimetavad geoloogid merevee toimel tekkinud kivimikihtide toimel tekkinud kivimikihte settekivimiteks. 2010. aastal tegi Mars Reconnaissance Orbiter väga suure teravusastmega pildi Gale ’i kraatrist (lisa3). Fotol on kihistumine palju selgemini nähtav kui ühelgi varasemal fotol. Kõige alumine kiht on savi, mille moodustumiseks on vaja voolavat vett. Veidi kõrgemal kraatriseinas on saviga segunenud sulfaatide kiht. Sulfaadid moodustuvad niisketes tingimustes ja settivad, kui vesi aurustub. Kõige peal on terve rida kihte, mille puhul ei ole põhjust arvata, et need oleksid moodustunud niisketes tingimustes. Kraatri sein on kaks korda nii kõrge kui Suurel kanjonil, kuid see ei ole sama järsk ning selle kivimikihid tõestavad, et planeet on kuivanud pika aja jooksul.
Veel üks oluline avastus viitab sellele, et ehk ei olegi Marss veel täielikult kuivanud. Nimelt on paljudes kohtades kraatrite külgedes näha vagusid. On selge, et miski on kraatri küljest välja voolanud ja tekitanud kuni kraatri põhjani ulatuva vao.
Selliseid vagusid leidub ka Maal ja me teame, et need on tekitanud vesi. Marsil on õhurõhk ja temperatuur liiga madalad, et vesi selle pealispinnal saaks vabalt voolata. Kuid on arvatud, et soolade vesilahus võib säilitada voolavuse piisavalt kaua, et selline vagu uuristada, enne kui selles olev vesi aurustub. Igal juhul tõestavad arvukad vaod , et pealispinna all võivad peidus olla suured jää- või veevarud , mis aeg-ajalt välja murravad . Ilmselt on see pidevalt toimuv protsess. Kosmosesond Mars Global Surveyor on nimelt oma orbiidilt pildistanud vagusid, mida mõni aasta tagasi samas kohas kindlasti ei olnud. Näib, et kuigi Marss peidab hoolikalt oma vett, on see planeedil siiski olemas.
Kuid et asjas kindel olla, tuleks laskuda Marsi pinnale. Seitse aastat on kaks kulgurit Spirit ja Opportunity Marssi uurinud ja leidnud ka tõendeid vee olemasolu kohta. Näiteks leidis Opportunity jälgi Meridiaani platool kunagi asunud soolveejärvest. Ka on mõnes kohas leitud nõrgalt väljajoonistatud lainejälgi. Opportunity sõsarkulgur Spirit maandati omal ajal Gusevi kraatris, sest kosmosest kogutud teabe põhjal arvati, et see suur kraater oli kunagi täidetud veega. Kuid Spiritil tuli sõita mitu kuud kuivadel vulkaanilistel kivimitel, enne kui see leidis paarist künkaahelikust tõendeid minevikus valitsenud niiskemate tingimuste kohta. Õnneks suutis ta teha seda enne, kui need künkad lihtsateks liivakuhilateks oleksid muutunud.
Vett otsitakse nii innukalt seetõttu, et paljud teadlased peavad vett elu elltingimusteks. Kuid Spirit ja Opportunity ei ole mõeldud elumärkide otsmiseks.
Ühe meetodina kasutatakse Marsil leiduvate üliväikeste metaanikoguste analüüsimist. Metaan on gaas , mida mikroorganismid suudavad toota, seepärast oligi metaani avastamine 2003.aastal bioloogidele oluline. Kuid metaan võib moodustuda ka geoloogiliste protsesside käigus, näiteks vulkaanide aktiivsuse tagajärjel, seepärast on metaani päritolu väljaselgitamine oluline. Selleks on valmistatud kosmosesond Curiosity . Curiosity püüab leida metaani Marsi pinnalt ja lisaks uurida metaanis sisalduva süsiniku isotoopide vahelist suhet. Biloogiliselt toodetud metaanis on ülekaalus kerge isotoop süsinik-12.
Kuid Curiosity ei hakka töötama üksinda. Metaani tootvate alade täpseks kaardistamiseks saadavad NASA ja Euroopa Kosmoseagentuur ESA 2016 .aastal kosmosesse uue sondi, millel on muljetavaldav nimi: ExoMars Trace Gas Orbiter (TGO). TGO ehitavad Euroopa riigid ja selle saadab üles USA.
2018 . aastal järgnevad veel kaks kulgurit, mille varustus on samuti mõeldud elu otsimiseks. Need suudavad liikuda veel kaugemale, et koguda ja analüüsida pinnasest võetud puurproove. Sest kui elu on Marsil olemas, on see kõige tõenäolisem pealispinna all, kus see on kaitstud ultraviolettkiirguse ja temperatuuri kõikumise eest. Kuid vaatamata tehtud pingutustele on siiski vähetõenäoline, et saame lõpliku vastuse meid vaevavale küsimusele: kas Marsil on elu. Kogemuste põhjal võib oletada, et sondidega tehtud uuringud annavad meile teatavaid mõõtmistulemusi, mida Maa teadlaskond tõlgendab ja arutab. Kuid et asjas päris kindel olla, tuleb kindlasti astuda ka järgmine samm: saata inimene punasele planeedile.

4.Vallutamine

Püsiasunduse loomine naaberplaneedil ei ole enam kauge unistus . Plaanid on juba tehtud ja ootavad vaid rahastamist. Ja ehk ei rahuldu me ühel päeval enam kinni kaetud kosmosejaamadega, vaid võtame kogu planeedi oma valdusse.
Aastal 1952 kirjutas hilisem menukirjanik Arthur C. Clarke väikese romaani pealkirjaga „Marsi liivad “. See oli esimene katse kirjeldada meie naaberplaneedi kolonoseerimist ja pole kahtlust, et romaanist sai inspiratsiooniallikas, paljudele hiljem punast planeeti uurinud teadlastele. Clarke kirjeldas suuri kuppellinnu, kus sai ringi liikuda nagu maal. Seal olid punased kõrbed ja rohelised taimed. Kuid mis kõige parem: temperatuur oli nii kõrge ja õhk nii tihe, et väljas käimiseks piisas polaarriietusest ja hapnikumaskist.
Tänu Marsi ümber tiirlevate kosmosesondidele on meile teada iga kivi sellel planeedil juba enne, kui esimene astronaut oma jala punasesse tolmu vajutab. Seetõttu ei ole tulevased astronaudid enam klassikalises mõttes maadeavastajad ega tegele tundmatute alade kaardistamisega. Nad on teadlased, kes uurivad üksikasju planeedil, mida me üldiselt juba päris hästi tunneme .
Kuigi uurimistulemused on näidanud, et Marss sarnaneb Maaga palju vähem, kui me omal ajal arvasime, ei ole huvi sinna jaamu ja kolooniaid asutada sugugi kahanenud. Suurenenud teadmised on toonud meile planeedi püsiva asustamise võimaluste kohta nii häid kui ka halbu uudiseid.
Hea uudis on see, et paljudes kohtades näib olevat otse planeedi pealispinna all suurtes kogustes jääd- isegi ekvaatorile suhteliselt lähedal. Lihtne juurdepääs veele muudab jaamade ehitamise kindlasti kergemaks. Halb uudis on aga see, et Marsi atmosfäär on ülihõre, sest selle õhurõhk on sama mis 35 kilomeetri kõrgusel Maa atmosfääris. Päikese ultravioletkiirguse eest kaitsev osoonikiht puudub täielikult. See tähendab, et kui tahame Marsil ringi liikuda, peame alati kandma kaitseriietust.
Hõre atmosfäär koos suhteliselt suure raskusjõuga muudavad maandumise raskeks. Atmosfäär suudab pidurdada väikeseid kuni paar tonni kaaluvaid sonde, kuid sama ei ole võimalik teha 50-60 tonni kaaluvate kosmoselaevadega. Seetõttu peab maandumise viimane faas toimuma pidurdusrakettidega. Need neelavad kütust, mis tuleb kohale toimetada miljonite kilomeetrite kaugusel asuvalt Maalt. Teadlased on välja selgitanud, et seda on võimalik valmistada Marsil olevate materjalidega.
On tõenäoline, et Marsile hakatakse ehitama kosmosejaama kohe pärast esmamaandumist. Suure vahemaa ja pika reisi aja tõttu tuleb arvestada paljude kuude, ehk isegi aastate pikkuse kohalolekuga. Kuigi esimene jaam tuleb tagasihoidlik , tekib selle püstitamisel kindlasti palju probleeme, alustades igasse prakku tungiva tolmuga ja lõpetades kosmilise kiirgusega.
Esimene jaam toimetatakse Marsile arvatavasti valmiskujul. See ehitatakse valmis Maal ja lähetatakse Marsile mehitamata kosmosesõidukis. Marsi Ühing on aastaid püüdnud ette valmistada inimese saabumist Marsile ja ehitanud ka jaamade mudeleid arktilises Kanadas. Praegu projekteerib ühing oma kolmandat, kõige moodsamat jaamamudelit, mille nimi on Euro-Mars. Euro-Marsil on kolm korrust ja see on ehitatud arvestusega, et kuus astronauti võivad seal elada peaaegu kaks aastat.
Kõige alumisel korrusel on teaduslaborid. Nimelt tuleb enamik Marsilt võetud proove kohapeal analüüsida, sest Maale saab neid kaasa võtta üksnes piiratud koguse. Selle korruse väga olulised seadmed on elektronmikroskoop mikroorganismide otsimiseks ja röntgenspektromeeter mineraalide koostise määramiseks. Gaaskromagraafi kasutatakse proovidest orgaanilise aine otsimiseks. Otsustava tähtsusega on proovide hoidmine, et vältida võimalike Marsi mikroorganismide sattumist jaama ruumidesse.
Kõige alumisel korrusel asub ka kaks õhulüüsi, mille kaudu pääseb Marsi pinnale. Kahe lüüsi vahel on remonditöökoda. Keskmisel korrusel on ruumid vaba aja veetmiseks, köök, vannituba, tualetid, samuti spordikeskus ja tormikamber. Tormitsevate ohtude hulka kuulub kiirgus, kuna planeedi atmosfäär on väga hõre ja tal puudub ka magnetväli. Kõige ülemisel korrusel on igal astronaudil omaette magamiskabiin ja veidi ruumi isiklike asjade jaoks. Jaam on sisustatud võimalikult mugavalt , et astronaudid tunneksid ennast kui kodus. Suure osa nende tööülesannetest moodustub ringireisimine survekabiiniga traktorilaatsete suurte masinatega. Neil masinatel on ka õhulüüs, et astronaudid saaksid sihtkohas välitöid teha. Mõni sõit kestab mitu nädalat ja viib kuni 500 kilomeetri kaugusele jaamast .
Esimese baasi kaks põhiülesannet on toiduainete valmistamine, ja maapealse keskkonna ning kliima loomine. See on viinud mõtted geneetiliselt muundatud taimedele. Veel ei ole päris kindel, kui heaks kasvukohaks Marsi pind taimedele olla võib.
Kütust hakatakse tootma Sabatieri reaktsiooni abil. See on lihtne reaktsioon Maalt imporditud vesiniku ja Marsi atmosfääris leiduva CO2 vahel. Reaktsiooni käigus muutuvad ained veeks ja metaaniks. Metaan on suurepärane raketikütus, mida on lihtne pikka aega säilitada. Moodustunud vee saab kiiresti lagundada hapnikuks ja vesinikuks. Vesinikku taaskasutatakse tootmisprotsessis, hapniku võib aga jätta metaani põletamiseks raketimootoris.

4.1 Marsi koloniseerimine

Unistus Marsi koloniseerimisest on meid tugevasti oma võimusesse saanud ja edaspidi, kui kosmoselennud muutuvad odavamaks, ei ole sugugi võimatu, et me oleme suutelised ehitama Marsile tõelise koloonia. See tähendab juba kuppellinnade ehitamist.
1980ndatel aastatel sai selgeks, et telliskivisid on Marsil lihtne valmistada. Selleks on vaja võtta Marsi pealispinda kattev tolm, segada see veega, kokku pressida ja lõpuks põletada. Esimesed ehitised Marsil on tõenäoliselt kenad punased telliskivimajad.
Madal temperatuur ja kosmiline kiirgus tekitavad ainult lisaprobleeme. Üks lahendus on majade katmine betooniga , kuid kupliga võib katta terve asunduse. Ühe ettepaneku kohaselt tuleks ehitada kupli alla nelinurkse kujuga keskväljak, kus oleks taimi ja ehk ka tehisjärv. Keskväljakust saaks kolonistide kogunemispaik. Sellistes linnades elavad inimesed saavad luua täiesti oma kultuuri, mis on rohkem suunatud teadusele ja kosmoselendudele.
Kuid kuplite all elamisel on ka oma hind. Lapsed, kes on sündinud Marsil ja seal ka üles kasvanud, ei saa planeet Maad külastada. Nende luustik ja lihased on kohandunud Marsi väikese raskusjõuga. Ja isegi Marsile täiskasvanuna saabunud kolonistidele muutub Maa külastamine raskeks.
Kuigi koloonia loomise tehnilised väljavaated on väga head, ei lahenda Marss Maa ülerahvastumise probleeme. Lähemas tulevikus ei saa Marsil elama rohkem kui paar tuhat elanikku. Kuid ehk sunnivad Maal tekkivad keskkonnaprobleemid astuma järgmise sammu Marsi koloniseerimisel ja muutma punase planeedi elamiskõlblikuks st terravormima. Siis oleks inimestel koht, kus elada, kui maapealne elu peaks hävima.
Marsi terravormimine tähendab tema kliima ja atmosfääri muutmist nii suures ulatuses, et inimene saaks planeedil vabalt elada ja ringi liikuda, nagu me teeme seda Maal. Geoloogide arvates oli Marsi põhjapoolkeral suur meri, samuti oli seal palju jõgesid ja aktiivseid vulkaane . Kulub umbes tuhat aastat, et muuta Marss elamiskõlblikuks. Sellest hoolimata on teadlased juba hakanud mõtlema sellele, kuidas see suurejooneline plaan ellu viia.
Marsi terravormimist tuleks alustada temperatuuri tõsmisest umbes 30 kraadi võrra. Selle võib saavutada kolmel viisil. Esimesene võimalus on atmosfääri tugevatoimeliste kasvuhoonegaaside (eelkõige CFC-gaaside) paiskamine. Teine võimalus on suurendada Marsile langevat päikesekiirgust, tuues planeedi orbiidile suure peegli. Ja viimane võimalus on puistamine Marsi polaarmütsidele tumedat tolmu, mis neelaks päikesekiirgust.
Marsi polaarmütside sulatamine on suurepärane idee, mille abil saab sulatada ka miljardeid tonne lund ja jääd, mis peidavad end Marsi pealispinna all. Tuleb leida võimalus, kuidas õhk selleni juhtida, siis sulaksid jää ja lumi automaatselt. Seejärel võiks planeedile viia geneetiliselt muundatud taimed ning loomad, kes suudavad taluda Marsi karmi kliimat.
Viimane samm oleks kuppellinnadest lahkumine ja planeedi oma valdustesse võtmine. Kuid see on vaid unistus, mille täitumiseni kulub palju aega. Kui me seda kogu hingest soovime, siis võime ühel päeval seilata Marsi taastatud jõgedel, lastes pilgul puhata horisondil kõrguval vulkaanil.
Kokkuvõte

Marss on päikesesüsteemi neljas planeet. Marsi pealispind on punakas, see tuleb raua rohkusest planeedil. Marsi lõuna- ja põhjapoolkeral on erinevad kliimad. Lõunapoolkera on kraatritega kaetud. Põhjapoolkera kujundavad aga suured vulkaanid, kanjonid ja siledad laavaväljad.

Inimesi on pandud raskelt proovile pressides neid mõneruutmeetristesse lukustatud teraskonteineritesse, kus neil polnud vett, toitu ega hapnikku. Need katsed inimestega on andnud teadlastele hindamatuid teadmisi sellest, kuidas astronaudid kitsas kosmoselaevas reageeriksid, kui neil pole võimalik väljastpoolt abi saada.

Antud töös sain teada, kuidas uuriti planeet Marssi. Esiteks hakati Maal ettevalmistusi tegema, milleks olid erinevad katsed inimestega. Saadi teada , et inimestel tekib stress ilma taimede ja loomadeta ning, kui inimene panna teraskonteinerisse luku taha, hakkab ta igatsema loodust, linnulaulu, tuule kohinat- kõike mida inimene järgi ei suuda teha. Teiseks hakkasid teadlased uurima Marssi: milline on tema pealispind, millest see koosneb ja mis selle all on. Saadi teada, et Marsil on kaks poolkera , mis on väga erinevad. Kolmandaks hakkasid teadlased mõtlema välja plaane , kuidas Marss vallutada. Nad jõudsid järeldusele, et Marsile on võimalik teha Maa kliima, aga selleks läheb sadu aastaid, ning see nõuab mitmete põlvkondade koostööd.
Küsimus on selles, kas me oleme suurteks uuendusteks valmis?

Kasutatud kirjandus

Jaaniste, Jaak. Füüsika. Tallinn, Koolibri, 1999.
Jacob Gottschau, Ojvind Hesselager. Unistus Marsist. Imeline teadus nr 6, 2011, lk 66-73.
Jacob Gottschau, Ojvind Hesselager. Unistus Marsist. Imeline teadus nr 7, 2011, lk 68-77.
Jacob Gottschau, Ojvind Hesselager. Unistus Marsist. Imeline teadus nr 8, 2011, lk 72-79.
Katrin Linask . Marss. GEO august, 2011, lk 44-51
Lõhmus, Jaak. Uutesse maailmadesse: aatom ja universum. Tallinn, Koolibri, 1994.
Wikipedia. Marss. Kättesaadav: http://et.wikipedia.org/wiki/Marss

Lisad

Lisa 1

Lisa 2

Lisa 3