Ballonok és repülőgépek is mennek majd a Marsra

Ballonokat és repülőgépeket is bevetnek a Mars kutatásában a következő évtizedekben. Bár a Mars Science Laboratory- és az ExoMars-roverek késéssel indulnak, a tervezőasztalon már körvonalazódnak a következő küldetések, amelyek 2020 körül első alkalommal hozhatnak majd anyagmintát a vörös bolygóról a Földre. 

Új típusú Mars-szondák

A korábban említett felderítő küldetések keretében olyan szokatlan egységeket is terveznek a Marsra, mint például ballonok vagy repülőgépek. Ezek a bolygó körüli pályán keringő és a felszínen lévő szondák vizsgálta mérettartományok között végzik majd a megfigyeléseket. A keringőegységeknél tehát kisebb részleteket is megpillanthatnak, mégis nagy területeket vizsgálhatnak át, ellenben például a roverekkel - miközben az atmoszféra jellemzőit is részletesen tanulmányozzák.

Egy ballon és egy repülőgép fantáziarajza, amelyek a Mars légkörében halva derítenék fel a bolygót (GSFC, NASA)

Az amerikaiak és az európaiak is terveznek ballonokat a Marsra. Ezek lehetnek héliummal töltött léggömbök, amelyek éjjel és nappal is repülnének, de felmerült olyan berendezés lehetősége is, amelyben a gáz éjszakára lehűlne, ezért a szonda ekkor leszállna. Reggel a ballon sötét anyagában lévő gáz felmelegedne, és újra felemelkedne a szerkezet. A légkörben a szelekkel sodródna, akár több ezer kilométer távolságot is megtéve.

Ezzel szemben a repülőgépek célirányosan haladnának, és a pontosan kijelölt területeket akár egymás után több alkalommal is megvizsgálhatnák. A napelemek által termelt és akkumulátorokban tárolt energia révén tartósan a levegőben maradnának, amit a ritka légkörben extrém könnyű szerkezetük segítene.

Animáció az ARES repülőgépről a Mars légkörében (NASA)

Néhány évvel ezelőtt még kisebb, részben rovarokra hasonlító repülő szerkezeteket is terveztek a bolyóra, de ez az ötlet lekerült a napirendről. Az egzotikus, de szintén bizonytalan jövőjű szondák között szerepelnek olyan apró ugrálóegységek, amelyek csoportosan vizsgálnák felszínt, és akár felszín alatti mélyedéseket, barlangokat is elérhetnének - valamint itt említhetők a szél által sodort és a felszínen guruló, felfújt gömbök is.

Marsi anyagminta szállítása a Földre

A keringő- és leszállóegységek utáni következő fontos lépés a Mars űrszondás kutatásában anyagminta szállítása lesz a Földre. Ennek végrehajtását jelenleg 2020 környékére tervezik. Ezt megelőzően egy küldetés a Phobosról hozna kőzetmintát bolygónkra. Az orosz Phobos-Grunt-misszió leszállóegysége a tervek szerint a Mars belső holdján landol, ott mintát vesz, és azt a Földre juttatja. Mint arról korábban beszámoltunk, a program keretében egy apró kínai szonda is eljut a vörös bolygóhoz.

Az így szerzett minta elsősorban az apró hold jellemzőinek jobb megértését segítené, ugyanakkor nem kizárt, hogy kis mennyiségben marsi anyagot is tartalmazna. A vörös bolygót érő nagy becsapódások során kevés törmelék az űrbe is kirepül - így landolhatnak marsi meteoritok a Földön is. Sok ilyen kirobbant szemcsét söpörhet fel a Phobos, tehát kis mennyiségben marsi kőzet is lehet a töremeléktakarójában.

Fantáziarajz egy marsi anyagmintát visszaszállító egység startjáról, és az indulást egy szikla árnyékából követő roverről (GSFC, NASA)

A mintavevő küldetések általános forgatókönyve szerint egy leszállóegység landol a Marson, amelyről (vagy egy tőle független korábbi szondáról) egy rover gurul le a felszínre. Utóbbi hónapokon keresztül gyűjt sok apró mintát különböző területekről, ideális esetben a felszín alól is. Végül ezeket átrakja a visszatérő egységbe, amely vagy közvetlenül repül vissza a Földre, vagy előbb összekapcsolódik a Mars körül keringő rakétafokozattal, és az juttatja el bolygónkhoz.

A mintavételhez kapcsolódó műveletek jelentős része még fejlesztés alatt áll. Itt említhető a mélyfúrásos módszer, amelynél meg kell oldani, hogy minél kevesebb szennyezőanyag jusson a felszín alatti térségbe, illetve a fúrás során az eltérő mélységű minták minél kevésbé keveredjenek egymással.

Fantáziarajz a mélyfúrásról (NASA)

Sok a feladat a bolygóvédelmi célok megvalósításában is: meg kell oldani, hogy a marsi minta közvetlenül ne érintkezhessen a földi környezettel. Itt nemcsak a teljesen izolált laboratóriumi elemzés a cél, de a szondának akkor is épségben, széttörés nélkül kell túlélnie a landolást, ha például nem nyílik ki az ejtőernyő a földi visszatéréskor.

Mintavevő küldetést a NASA és az ESA is tervez. Utóbbi szerényebb anyagi forrásai ellenére nagyszabású terveket hirdetett meg az Aurora-program keretében, ahol a vörös bolygó kutatását célzó küldetések fontos technológiai fejlesztésekkel kapcsolódnak össze. Ezek sorában valósulna meg a már említett ExoMars rover is.

Rendszeresség helyett nemzetközi együttműködés

Néhány évvel ezelőttig minden olyan helyzetben, amikor a Mars közel volt a Földhöz, indítottak egy-egy szondát a bolygó felé. Ez a dinamikus tempó az elmúlt időszakban lelassult, és egyre többször csúsznak az egyes küldetések. Mint láthattuk, ennek részben anyagi okai vannak, de az egyre bonyolultabb szerkezetek tesztelése is egyre több időt igényel.

Részben emiatt fontos lépésre szánta el magát a két nagy űrügynökség: az elmúlt napokban az ESA és a NASA közösen bejelentette, hogy hosszú távú stratégiai együttműködést kezdenek a Mars kutatásában. A Mars Express (ESA) és a Mars Reconaisance Orbiter küldetésekben már segítették egymást, igaz, csak szerény mértékben.

Az együttműködés során megosztják a növekvő költségeket. Az első két program, amelyben a kapcsolatot szorosabbra fűzik, a korábban említett MSL és az ExoMars lesz. A halasztások miatt az ESA és a NASA szakembereinek több ideje lesz arra, hogy megosszák egymással a fejlesztések tapasztalatait. Lehetséges, hogy az első mintavételi küldetés is kooperációban valósul majd meg, amelynek teljes költsége 6 és 8 milliárd dollár között várható.