Mi történhetett a Marson?

A vörös bolygó egykori meleg és nedves felszínét globális klímaváltozás alakíthatta zord fagysivataggá, halálos kihívás elé állítva az esetleg létezett marsi életformákat. Ennek részleteit próbálják majd kideríteni az égitest körül 2014-ben pályára álló űrszondák, a múltbeli események légköri „ujjlenyomatainak” vizsgálatával.

Üzemanyag-takarékos bolygóközi útvonalon a körülbelül 26 havonta megnyíló indítási ablakokban lehet űreszközt küldeni a Mars felé. 2011 végén a Curiosity hagyta el a Földet, 2013. november 18-án pedig a NASA által készített MAVEN (Mars Atmosphere and Volatile EvolutioN orbiter, magyarul kb. Marsi légkör- és illóanyag-fejlődést elemző keringőegység) indul majd útnak. Ha minden a tervek szerint alakul, felbocsátására hétfőn este kerül sor a floridai Kennedy Űrközpontban, közép-európai idő szerint 19.28-kor.

A becsomagolt MAVEN űrszondát 2013. november 8-án rögzítették az Atlas V hordozórakéta tetejére Forrás: NASA

Annak ellenére, hogy 2013. október elején a NASA kényszerszabadságra küldte 18 000 földi alkalmazottjának 97%-át az amerikai szövetségi kormány leállása miatt, a MAVEN-program előkészületeit nem szakították meg. Így a 903 kg tömegű szerkezet a küldetés eredeti menetrendje szerint, 2014. szeptember 22-én érkezhet meg külső bolygószomszédunk térségébe, vagyis nagyjából tíz hónapot tölt a világűrben. Ám utazása nem lesz teljesen magányos, mert ugyanezt az indítási ablakot kihasználva az Indiai Űrügynökség (ISRO) első Mars-kutató űrszondája, a Mars Orbiter Mission már sikeresen elindult a vörös bolygó felé – közel két héttel korábban, 2013. november 5-én (ennek ellenére csak két nappal a MAVEN után, 2014. szeptember 24-én áll majd pályára az égitest körül).

Az indiai Mars-kutató űrszonda 2013. november 5-én kezdte meg bolygóközi utazását Forrás: ISRO

A terepi méréseket és anyagvizsgálatokat végző leszállóegységek közvetlen módszerekkel szerezhetnek ismereteket a felszínről, azonban csak landolási helyük szűk környezetében, vagyis eredményeik nem általánosíthatók a teljes égitestre. A keringőegységek előnye, hogy az egész bolygót tanulmányozhatják, viszont a Föld körül keringő műholdakhoz hasonlóan csak közvetett, távérzékelési eljárásokkal. Ezért a Mars kutatásában a két űrszondatípust egyaránt alkalmazzák, ám a globális környezeti viszonyok és a „marstörténet” általános jellemvonásainak megismerését elsősorban a keringőegységek adatai teszik lehetővé.

Mi romlott el a múltban?

Napjainkra széles körben elfogadott nézetté vált, hogy a Mars fiatal korában nagyon hasonlított az ősi Földre: miután anyaga fémes magra és szilikátos összetételű köpenyre különült, megszilárdult a kérge, a folyamatos becsapódások és a radioaktív bomláshő által fenntartott belső aktivitás pedig mágneses teret hozott létre körülötte. Eközben reduktív légköréből H₂O csapódott ki, nedves éghajlatot és felszíni víztesteket eredményezve – vagyis kedvező feltételeket kínált az általunk ismert élet kialakulásához.

Látványos animáció a Marson lezajlott globális klímaváltozásról, az egykori meleg és nedves környezet elképzelt tájképével

Ám kb. 3,8 milliárd éve globális változások zajlottak le a Marson, amelyek következtében a légkör jelentős része eltűnt, a természetes üvegházhatás visszaesett, az éghajlat pedig hűvösebb és szárazabb lett. Közben egyre több vízgőz fagyott ki az atmoszférából, öngerjesztő módon még alacsonyabb légnyomást okozva. A H₂O forráspontja végül néhány Celsius-fokra zuhant, ezért folyékony állapotban már nem volt stabil a felszínen, csak vízgőz vagy jég formájában. Így a folyóvölgyek kiszáradtak, a tavak és tengerek pedig befagytak. A megmaradt vízkészletből poláris jégsapkák képződtek, vagy beszivárgott a több száz méter vastagságú törmeléktakaró hézagaiba, s ott megfagyva szinte összefüggő permafrosztréteget hozott létre.

Fantáziarajz a Marshoz érkezett MAVEN űrszondáról Forrás: NASA

Számos különböző elmélet próbál magyarázatot adni a környezeti viszonyok ilyen mértékű átalakulására. A megismerése kulcsfontosságú a Mars fejlődéstörténetének és a múltbeli élet lehetőségeinek feltárásában.

Kutatási együttműködés

Mindezek alapján a MAVEN küldetésének legfontosabb tudományos feladata az ősi légkörvesztés és éghajlatváltozás okainak kiderítése, továbbá a felsőlégköri gázok jelenlegi izotóparányainak és szökési ütemének pontos meghatározása, az atmoszférában zajló folyamatok elemzése, valamint a napszél és a töltött részecskékből álló ionoszféra kölcsönhatásainak tanulmányozása.

A MAVEN összeszerelésének befejezése 2013 augusztusában – fedélzetén több spektrométer és részecskedetektor működik majd, nagyfelbontású kamerát azonban nem visz magával Forrás: NASA

Az indiai keringőegység műszerei is lehetővé tesznek hasonló megfigyeléseket, a felszínen dolgozó Curiosity jármű pedig már talált a múltbeli légkörvesztésre utaló bizonyítékokat, a hidrogén és a szén eltérő tömegű izotópjainak arányát vizsgálva. Így a három űrszonda akár összehangolt méréseket is végezhet majd, hogy minél pontosabb és megbízhatóbb adatokat gyűjtsenek a Mars gázburkának történetéről.

https://www.facebook.com/MAVEN2Marshttps://twitter.com/MAVEN2Mars