Selfie vozidla Perseverance společně s vrtulníkem Ingenuity pořízené kamerou WATSON na robotickém rameni vozidla (zdroj NASA/JPL-Caltech).

Současné intenzivní aktivity na Marsu sledujeme na Oslovi dlouhodobě (zde, zde a zde). Jedním z jejich klenotů je vozidlo Perseverance. Jeho velice důležitý úkolem je sběr vzorků marsovských hornin, které by se měly dostat na Zemi. Přesný plán průběhu i časového rozvrhu mise, která by přistála na Marsu a její návratové pouzdro by následně dopravilo vzorky marsovských hornin na Zemi ještě neexistuje, ale sběr prvních vzorků určených k dopravě do pozemských laboratoří by měl proběhnout v nejbližších týdnech. Perseverance bude shromažďovat a analyzovat geologické vzorky. Část z nich bude ukládat do speciálních pouzder. Postupně tak nasbírá kolekci těch nejzajímavějších hornin. Tu pak ponechá na specifickém místě povrchu Marsu.

Tam je vyzvedne sběrné vozidlo SFR (Sample Fetch Rover) organizace ESA, které by se mělo vypravit na Mars v následujících letech. To předá shromážděné vzorky transportnímu modulu připraveného organizací NASA. Ten je dopraví z povrchu na oběžnou dráhu Marsu, kde jí předá návratové lodi. Ta vzorky dopraví do blízkosti Země. Na Mars se zatím dostal první segment projektu MSR (Mars Sampling Return) dopravení vzorků hornin z Marsu na Zemi, tedy vozidlo Perseverance. Pokud se podaří podle stávajících plánů úspěšně realizovat i další komponenty projektu, mohly by se vzorky marsovské půdy dostat do pozemských laboratoří už v první polovině třicátých let.

Umělecká představa startu transportního pouzdra, které dopraví nashromážděné vzorky z povrchu Marsu na orbitu okolo něj (zdroj NASA/JPL-Caltech).

V minulém roce proběhlo nezávislé posouzení projektu a ukázalo, že NASA je připravena k realizaci projektu. Nezávislá komise vyjádřila projektu dopravy vzorků hornin z Marsu velmi silnou podporu. Mělo by jít o příklad velmi úzké a efektivní spolupráce americké NASA a evropské ESA.

V druhé polovině dvacátých let by tak měly startovat dvě zařízení tvořící důležité komponenty projektu získání marsovských vzorků MSR. Prvním bude SRL (Sample Retrieval Lander). To dopraví na povrch Marsu zmíněné vozidlo SFR organizace ESA a také transportní zařízení MAV (Mars Ascent Vehicle), které realizuje dopravu vzorků na oběžnou dráhu okolo Marsu. Druhým bude zmíněná návratová loď ERO (Earth Return Orbiter), která dopraví vzorky k Zemi.

Umělecké zobrazení setkání pouzdra se vzorky a návratového modulu na dráze okolo Marsu (zdroj NASA/JPL-Caltech).

Pro sběr vzorků má Perseverance velmi sofistikovaný komplex zařízení, který umožňuje získávat i vrtná jádra. Velmi komplexní zařízení ACA (Adaptive Caching Assembly) umožňující manipulaci se vzorky. Také dokáže odebrat kousky hornin a regolit z povrchu nebo vyvrtat vzorky i z větších hloubek kamene nebo skály. K tomu využívá speciální karusel s devíti speciálními vrtáky. Komplexní systém pro odběr a manipulaci se vzorky využívá sedm motorů a obsahuje více než 3000 součástek. Sofistikované odběrné zařízení je na konci robotické paže. Navíc jde o nejvíce vyčištěné a dezinfikované zařízení, které se zatím do vesmíru vypravilo.

Jedna z uměleckých představ oddělení návratového pouzdra od transportního modulu a jeho vníknutí do zemské atmosféry (zdroj NASA/JPL-Caltech).

Místo, ze kterého se odebírá vzorek pro uložení se vybírá velice pečlivě. Samotný odběr vzorků probíhá ve dvou stupních. Povrchové části horniny jsou zvětralé, proto se před odběrem odbrousí horní vrstva. Místo se očistí a vzorek z daného místa se velmi detailně analyzuje. K tomu slouží komplex přístrojů SHERLOC, PIXL a WATSON, který umožňuje realizovat řadu spektometrických metod v různých oblastech elektromagnetického spektra. Ty umožní minerální a chemickou analýzu. Jejich podrobnější popis je v předchozím článku. Zároveň bude provedena fotografická dokumentace s velmi vysokým rozlišením.

Světle zbarvené kameny vypadající jako dlaždice budou patrně prvními, ze kterých se budou odebírat vzorky hornin. Mosaikový snímek byl získán 8. července 2021 (zdroj NASA/JPL-Caltech).

Poté se odebere dvojče prvního vzorku, které bude v netknuté podobě uloženo do vakuovaného pouzdra. Před samotným vrtáním bude vozidlo jeden sol odpočívat, aby se plně dobily akumulátory. Perseverance tak postupně nashromáždí sadu velice pečlivě vybraných a komplexně popsaných geologických vzorků, které budou velmi atraktivní pro detailní analýzu v pozemských laboratořích. Velikost těchto vzorků bude zhruba odpovídat kousku školní křídy.

Detailní záběr vzorku skály pořízený kamerou WATSON 11. července 2021 (jde o 139. marsovského dne (solu) od začátku mise) (zdroj NASA/JPL-Caltech).

Vozidlo se bude zaměřovat na struktury atraktivní z geologického hlediska, ale také na takové, které by mohly obsahovat pozůstatky dávného života na Marsu. Právě dramatický nárůst možností v oblasti paleoastrobiologie jsou hlavním cílem celého projektu cíleného sběru vzorků v kráteru Jezero a jejich dopravy na Zemi. A první odběr by se měl uskutečnit během nejbližších týdnů. Celkově by měl trvat 11 dní. Jde opravdu o zlomovou událost nejen v zahájení vědecké práce vozidla Perseverance.

Snímek pořízený kamerou vrtulníku Ingenuity při jeho devátém letu (zdroj NASA/JPL-Catech). Začátek vědecké mise vozidla Perseverance

Vědecká mise začala 1. června 2021 po testech vozidla. Už v minulých týdnech tak proběhly první zkoumání vzorků pomocí zmíněných analytických přístrojů, které ukázaly, že přístroje SHERLOC, WATSON a PIXL fungují dobře. Přístroj PIXL v testovacím režimu pořídil doposud nejkomplexnější chemickou analýzu marsovského prachu. Přístroje umožňují analýzu textury, velikosti a barvu zrn i chemická měření různých komponent horniny pomocí zmíněného rentgenovského spektrometru PIXL. Během první etapy vědecké mise by vozidlo mělo prozkoumat zhruba čtyři kilometry čtverečné velmi zajímavé geologické formace, která by mohla obsahovat odhalené podloží v kráteru Jezero. Mohly by tam být ty nejstarší vrstvy s pozůstatky dávného marsovského života. A součástí této první etapy vědecké práce je i připravovaný první odběr vzorků. Předpokládá se, že během ní urazí vozidlo mezi 2,5 a 5 kilometry a vzorky by se mělo zaplnit 8 z 43 pouzder na vzorky.

V následující druhé etapě se Perseverance vypraví do delty, kterou vytvořila pravěká řeka, která se vlévala do jezera v kráteru Jezero. Toto místo by mohlo být bohaté na horniny, ve kterých se v pozemských podmínkách vyskytují zbytky pravěkého života.

Přibližné trasy jednotlivých letů vrtulníku Ingenuity (zdroj NASA/JPL-Caltech).

K průzkumu a hledání zajímavých geologických formací může vozidlo Perseverance využívat i vrtulník Ingenuity. Ten uskutečnil 5. července devátý vzlet dlouhý až 625 m, který umožnil naplánování další trasy a vědeckého programu vozidla. Kamery vrtulníku umožňují z výšky deseti metrů zjistit začátek a konec skalních útvarů i různé změny geologických struktur a polohy i velikosti dun. Srovnání záběrů z vrtulníku a kamer s vysokým rozlišením na sondě MRO umožňují zlepšit možnosti využití této sondy ke studiu povrchu Marsu a přípravě cesty vozidel Perseverance a Curiosity. I tento let ukazuje, že se vrtulník plně osvědčil a je obrovským přínosem mise. Spolu s další obrovskou výhodou vozidla Perseverance, kterou je umělá inteligence využívána při samostatné navigaci a pohybu vozidla.

Zobrazení obroušených a zavátých skalisek a dně kráteru Jezero pořízené kamerou Mastcam-Z vozidla Perseverance dne 27. dubna 2021 (zdroj NASA/JPL-Caltech/ASU/MSSS).

Jsme tak svědky zahájení detailního průzkumu kráteru Jezero a různých vrstev sedimentů na jeho dně. Vozítko Perseverance by mělo postupně objasnit historii postupného vysychání jezera, které v něm existovalo. Z tohoto hlediska je klíčové odlišení původu různých geologických formací v něm. Podrobná mineralogická a chemická analýza umožní určit, zda jde o sedimenty nebo jsou sopečného původu. Podrobná chemická a morfologická analýza má umožnit najít zbytky života, pokud se v něm v dávné minulosti vyskytoval. Kromě dalšího amerického vozidla Curiosity pracuje v současné době na Marsu i menší vozítko Ču-Žung (Zhurong).

Obrázek kopce Santa Cruz v kráteru Jezero pořídilo vozítko Perseverance pomocí své kamery Mastcam-Z dne 29. dubna 2021, šlo o 68 sol jeho mise. (Zdroj NASA/JPL-Caltech/ASU/MSSS).

Novinky u čínského vozítka Ču-Žung

Velice úspěšnou činnost s řadou překvapení jsme pozorovali i u tohoto čínského marsovského zařízení. Nejkouzelnější je pořízení společné fotografie vozítka a přistávacího modulu získané malou příruční kamerou. Tu vysadilo vozítko na povrch Marsu zhruba deset metrů od přistávacího modulu. Připomeňme, že podobný kousek už sestava čínských marsovských zařízení uskutečnila již dříve. Sestava Tchien-wen-1 (Tianwen) při svém letu k Marsu odhodila malou kameru a pořídil si selfie.

Vozítko Ču-Žung a přistávací modul, který jej dopravil na Mars vyfocený malou mobilní kamerou, kterou vozítko umístilo na povrch Marsu (zdroj CNSA).

Vozítku se podařilo vyfotografovat i padák a ochranný kryt, které umožnily jeho průlet atmosférou a přistání na Marsu. Je zhruba 350 metrů od místa přistání vozítka. Do poloviny července 2021 urazilo vozítko zhruba 510 metrů.

Místo přistání čínské sestavy na pláni Utopia Planitia vyfotila s velmi pěknými detaily i americká orbitální sonda MRO. Na snímku je velice pěkně vidět změna barvy v místě dosednutí způsobená odfouknutím prachu spalinami přistávacích raketových motorů.

Místo přistání čínské sestavy s vozítkem Ču-žung vyfocené kamerou s vysokým rozlišením HiRISE americké orbitální sondy MRO (zdroj NASA).

I oblast Utopia Plantia je z geologického hlediska velice atraktivní. To byl důvod, proč zde v minulosti přistála americká sonda Viking 2. I zde by se mohly vyskytovat známky minulého marťanského života. Výbava vozítka Ču-žung je sice omezenější, připomíná v tomto směru americká vozítka Opportunity a Spirit, ale i tak slibuje velmi zajímavé vědecké informace. Navíc je první, která má i přístroj na měření magnetického pole. To je na Marsu velmi slabé, ale jeho přesné studium je velmi důležité.

Vozítko Ču-žung vyfotografovalo i padák, který umožnil jeho přistání na Marsu (zdroj CNSA).

Závěr

Díky širokému vějíři přístrojů lze v nejbližších letech čekat dramatický posun našich znalostí o Marsu. Pochopitelně nevíme, zda na Marsu život v minulosti byl, takže ani to, zda jej objeví současná mise Perseverance nebo nějaká budoucí. Lze však očekávat řadu klíčových poznatků pro případnou budoucí výpravu lidí na tuto planetu.

Zlomová by mohla být doprava vzorků materiálů z povrchu Marsu na Zemi. Připomeňme, že se na Zemi po téměř půl století dostaly díky čínské automatické expedici nové vzorky z Měsíce. Ty se budou zkoumat v řadě zahraničních laboratoří, možná i v Česku. Je naděje, že Číňané v brzké době dopraví na Zemi i vzorky z odvrácené strany našeho vesmírného souputníka. Zároveň uvolňuje NASA více vzorků shromážděných výpravami pilotovaných letů projektu Apollo. Souvisí to s očekáváním brzkého návratu lidí na Měsíc a přílivu nových sad hornin. Vzorky se zatím skladovaly s očekáváním budoucích lepších metod jejich analýzy.

Řada vzorků hornin se na Zemi dostala i z planetek a další jsou na cestě. Ty tak lze studovat také v pozemských laboratořích. Jejich vlastnosti lze srovnávat s analýzou materiálů získaných z meteoritů. Nejatraktivnější jsou vzorky z meteoritů s rodokmenem, které byly pozorovány při svém vstupu do atmosféry Země. Lovem meteoritů s rodokmenem jsou proslulí právě čeští astronomové.

Přímé zkoumání vzorků z řady různých těles Sluneční soustavy v sofistikovaných pozemních laboratořích je nejlepší cestou ke zkoumání její historie. Můžeme se tak těšit na dramatický posun v našem poznání jejího původu a vlastností.