Sondy Viking

História projektu a jeho realizácia:

Americký odborníci pôvodne predpokladali, že by sa už v roku 1973 mohli uskutočniť najzložitejšie a najnákladnejšie výpravy k Marsu.Keď vedenie NASA taký cieľ v roku 1968 schválilo, všeobecne sa očakávalo, že na yáver programu Apollo prídu k slovu v 80. rokoch pilotované lety na Mars, pričom budú plne využité informácie získané sondami Mariner v roku 1971, ako aj výsledky letov družicových a pristávacích sond. Administratíva prezidenta Nixona však tieto ambiciózne a veľmi náročné projekty predložené v roku 1969 odmietla - zostal z nich iba projekt raketoplánu Space Shuttle a nakoniec program letov bezpilotných sond Viking zostal jediným prostriedkom, ktorý sa mohol uplatniť pri výskume Marsu.Pre obmedzenie rozpočtu NASA odložili tento projekt až na rok 1976.Nakoniec sa program Viking stal najnákladnejšou medziplanetárnou výpravou bez účasti človeka.Jeho celkové náklady dosiahli výšku viac ako 3 miliardy dolárov a podstatne prevýšili i náklady na projekt Voyager, v ktorom sa pritom za dvanásť rokov podarilo uskutočniť úspešné návštevy celkovo 4 planét iba za 1/3 ceny programu Viking !

Svojím rozsahom sa program Viking nedal s ničím zrovnávať. Dve zväčšené verzie sondy Mariner 9 mali robiť chemický rozbor pôdy i atmosféry, pátrať po vzorkách života vo vzorkách pôdy odobratých mechanickou rukou, vysielať bežné rutinné vedecké údaje o počasí pomocou meteorologických prístrojov, sledovať seizmickú činnosť a vysielať stereoskopické farebné zábery z kamier krútiacich sa okolo svojej osi o celých 360 stupňov.Absolútnu prednosť mal prípadný objav akejkoľvek i tej najjednoduchšej formy života, pretože to celkom určite zaručovalo možnosť ďaľších výprav na Mars i v budúcnosti.Časť sondy mala lietať po obežnej dráhe okolo Marsu vďaka panelom so slnečnými článkami (rozpätie 9,75 m).

Prašné podmienky na povrchu planéty si vyžadovali, aby pristávacie moduly boli vybavené dvoma rádioizotopovými generátormi(každý s výkonom 76 W).Lunárne sondy Surveyor, ktoré pristávali na mesačnom povrchu, boli riadené zo strediska JPL v takmer reálnom čase.So sondami Viking to bolo zložitejšie.Veľanásobne väčšia a premenlivá vzdialenosť Marsu od Zeme viedla k časovému oneskoreniu v jednom smere niečo vyše 20 minút i pri šírení signálu absolútnou rýchlosťou svetla.To si vyžadovalo, aby všetku činnosť sond riadili palubné počítače, ktoré pracovali s blokmi inštrukcií a povelov vyslaných vopred z riadiaceho strediska.V každej časti sondy (orbitálnej i pristávacej) boli preto dva autonómne riadiace počítače.

Pristávací modul sond Viking.

Sonda Viking 1:

Viking 1 odštartoval 20. augusta 1975 a k Marsu dorazil po dvoch korekciách dráhy 19. júna nasledujúceho roku.Zapálením motora na 38 mniút a znížením rýchlosti o 1,2 km/s ju naviedly na predbežnú obežnú dráhu vo výške 1500- 14 600 km. Na druhý deň sa najväčšia vzdialenosť znížila na 32 000 km, aby obežný čas 24,66 hodín zodpovedal času rotácie Marsu.Nasledovalo podrobné snímkovanie vybranej severnej časti v oblasti Chryse Planitia, kde mala sonda 4.júla pristáť na počesť 200. výročia nezávisloti Spojených štátov.Odborníci NASA strávili veľa rokov štúdiom snímok Marinera 9, aby vybrali zaujímavú oblasť, ktorá by pritom nebola pre dráhu sondy nebezpečná, no keď si prezreli nové zábery z dokonalejších kamier sondy Viking 1, netajili sa rozčarovaním. Ukázalo sa totiž, že vybraná pristávacia oblasť je oveľa nerovnejšia, ako sa pôvodne predpokladalo.Pristátie preto odložili o dva týždne a po horúčkovitom hľadaní spojenom s manévrovaním sondy na obežnej dráhe padlo definitívne rozhodnutie, čo ďalej. Už táto časť letu dokázala výhody techniky pristátia z obežnej dráhy. Menej výkonné sovietske sondy Mars 2 a 3 museli totiž v roku 1971 pristáť počas zúrivých prachových búrok, pretože boli knštruované na pristávanie priamo z letu po medziplanetárnej dráhe. A to vtedy viedlo k neúspechu.

Pristávací modul Viking 1 sa oddelil 20.júla 1976 a začal zostupovať do horných vrstiev atmosféry Marsu.Chránil ho aerodynamický tepelný kryt, ktorý zniesol teplotu až 1500 stupňov C.I na ňom boli umiestnené prístroje.Jeden bol určený na analýzu horných vrstiev atmosféry až do výšky 100 km a malé množstvo dusíka, ktoré objavil, vedcov povzbudilo k ďaľšiemu pátraniu po známkach mimozemského života (rovnaký spektrometer bol neskôr umiestnený na raketopláne Columbia a monitoroval pri jeho návrate z obežnej dráhy zloženie vysokých vrstiev atmosféry Zeme).
V tejto fáze zostupu sa mohlo riadiace stredisko JPL spliehať iba na palubný počítač pristávacieho modulu, pretože všetko čo videli na monitoroch, boli vlastne len telemetrické údaje opisujúce udalosti už spred 19 minút.

Po aerodynamickom brzdení vo výške 250-30 km sa vo výške 6 km oddelil aerodynamický kryt, v 5,8 km sa pri rýchlosti 250 m/s na 45 sekúnd otvoril brzdiaci a stabilizačný padák s priemerom 16 m, ktorý sa oddelil vo výške 1,5 km nad povrchom Marsu pri rýchlosti 60 m/s.Keďže atmosféra tejto planéty je veľmi riedka, začali v poslednej fáze pracovať dýzy brzdiacich motorov riadených radarom a palubným počítačom.aždý motor mal 18 malých dýz, aby sa prúd výtokových plynov rozptýlil do väčšej plochy a zabránilo sa zbytočnému víreniu prachu tesne pred dosadnutím (po prvom kontakte troch pristávacích opôr s povrchom sa motory okamžite vypli).

Vo chvíli pristátia miernou rýchlosťou operátori v riadiacom stredisku na Zemi ešte nevedeli o vynikajúcom úspechu a sonda Viking 1 (oneskorenie signálu bolo 18 minút a 59,5 sekundy) sama začala vysielať základné informácie pre prípad, že by sa z nejakých príčin predčasne odmlčala.Išlo predovšetkým o prvé snímky okolia a informácie o tlaku a teplote. Tak ako desať rokov predtým sonda Surveyor na Mesiaci, aj Viking 1 začal najprv vysielať zábery najbližšieho okolia pätky jednej svojej pristávacej nohy.Kamera sondy potom odhalili aj pohľad na kamennú púšť s malými prachovými dunami bez jedinej známky života. Obraz pripomínal pustatinu na Mesiaci. Prvé panoramatické a farebné zábery na druhý deň predstavu krajiny na Marse doplnili: červenkastá či skôr hnedastá kamenistá púšť ťahajúca sa až k horinzontu a nad ňou ružovkastá obloha. Treba poznamenať, že tento prvý obraz spočiatku skresľovalo nesprávne spracovanie na počítačoch riadiaceho strediska JPL, keď sa namiesto ružovej zjavila tradične modrá obloha, ktorú vyvolalo rozptýlenie slnečného svetla čiastočkami prachu v ovzduší Marsu. Prvé údaje namerali teplotu miernych -33 stupňov Celzia na poludnie, ktorú sprevádzal vietor rýchlosťou 50 km/h (neskôr aparatúra sondy konštatovala, že tlak vzduchu dosahuje hodnotu 770 Pa a teplota počas dňa kolíše medzi -86 až -25 stupňnov).Pristávacie moduly oboch Vikingov však počas svojej činnosti na Marse prečkali bez väčších problémov i množstvo prachových búrok.

Všetci čakali odpoveď na otázku, či je na Marse život.Prvú vzorku horniny však trojmetrová mechanická ruka odobrala až 28.júla, pretože sa ju skôr nepodarilo celkom vysunúť.Automatické biologické laboratórium rozdelilo vzorku na tri diely pre samostatné skúmanie.Prvá sa správala, akoby v nej boli skutočne prítomné mikroorganizmi. Biochemické skúšky vyvolali búrlivé reakcie. Po preskúmaní zvyšných dvoch vzoriek však vedci dospeli k záveru, že ide o reakcie anorganické, a teda nie o prejav živých organizmov (v skúmanej pôde sa nenašli nijaké mikroorganizmi, i keď citlivosť aparatúry bola 0,000 01 % - testy sa niekoľkokrát opakovali na palube oboch sond s rôznymi vzorkami a takisto s využitím rôznych postupov, novýsledok nikdy nepotvrdil prítomnosť života).

Sonda Viking 2

Pristávací modul sondy Viking 2 sa na cestu vydal 9.septembra 1975 a takmer o rok neskôr -3.septembra 1976- dosadol severnejšie v oblasti planiny Utópia (Utopia Planitia).Vedci usudzovali, že v týchto miestach by mohla vhlkosť objavujúca sa bližšie k pólu zvýšiť pravdepodobnosť nálezu známok života.

Ibaže ani tu sa nepodarilo nájsť sebemenšiu stopu a výsledky skúmania boli porovnateľné s výskumami sondy Vikinga 1.Vedecká obec sa dlho nevedela zjednotiť.Jedni tvrdili, že výsledky skúmania ovplyvnili nejaké chemické reakcie, iný s tým nesúhlasili a nakoniec sa všetci zhodli v závere, že sondy Viking boli iba príkladom počiatku hľadania stôp mimozemského života a že vyhliadky sú ešte vždy nádejné.

Zhrnutie činnosti sond Viking:

Obe pristávacie sondy Viking prekonali očakávanie svojich tvorcov. Dokázali pracovať celý rok na Marse, ktorý zodpovedá takmer dvom pozemským, no pokračovali v činnosti až do 80. rokov. Pravdu povediac, vytrvalé vysielanie oboch sond čoskoro vyvolalo v NASA rozpaky: udržiavať prevádzku v riadiacom stredisku nebolo lacnou záležitosťou. Preto bol v apríli 1980 najprv diaľkovým povelom vypnutý pristávací modul Vikinga 2. Aby sa ušetrili aspoň nejaké peniaze za udržiavanie tímu špecialistov i za spracovanie prijatých informácií, rozhodlo vedenie NASA prerušiť činnosť i pristávacieho modulu sondy Viking 1 aspoň dovtedy, než si protesty medzinárodnej vedeckej verejnosti vynútia zmenu tohto rozhodnutia.Nakoniec bol pristávací modul Vikinga 1 preprogramovaný tak, aby vysielal svoje správy iba raz do týždňa.Išlo predovšetkým o súhrnnú informáciu o meteorologickej situácii a zábery z okolia miesta pristátia, na ktorých bolo možné sledovať prípadné zmeny. Pôvodne sa predpokladalo, že v tomto režime bude Viking 1 pokračovať v práci až do roku 1994, no už v novembri 1982 bola aparatúra pristávacej sondy s konečnou platnosťouvyradená z prevádzky.Vinníkom bol chybný povel,vyslaní z riadiaceho strediska.

A čo robili orbitálne časti oboch sond? Kým správy o činnosti pristávacích modulov plnili stránky novín a časopisov, zaoberali sa družicové časti systematickým mapovaním Marsu. Napríklad Viking 2 bol postupne navedený na polárnu dráhu a mohol tak lepšie zaznamenať sezónne zmeny severnej polárnej čiapočky.Na snímkach z obežnej dráhy bolo možné rozlíšiť podrobnosti veľké až 300 m. Ibaže zásoby plynu pre korekcie dráhy a stabilizáciu i orientáciu neboli neobmedzené a nedali sa pochopiteľne ani doplniť. Po 706 obehoch okolo Marsu ukončil svoju činnosť 25.júla 1978 najprv Viking 2.Bol to úspech. Plánovaná životnosť bola 150, skutočná však 716 dní.
Družicová časť sondy Viking 1 svoju činnosť ukončila takisto po diaľkovom príkaze riadiaceho strediska, no až 7.augusta 1980. Získala 51 539 prfektných snímok, ktoré spolu s fotografiami z Vikingu 2 sú skutočnou pokladnicou obrovkých znalostí o Marse. Na niektorých možno rozlíšiť i 20 metrové detaily, čo napríklad umožnilo vedcom z NASA konštatovať, že tesne pod povrchom planéty by mohli existovať veľké zásobárne vody. Keby to bola pravda, potom by sa Mars mohol stať i druhým domovom pre ľudstvo. V 80. rokoch sa k Marsu už nevydala nijaká ďaľšia prieskumná sonda.

Neúspešné boli projekty Sovietov so sondami, ktoré mali skúmať nielen Mars, no predovšetkým jeden z jeho mesiacov Phobos, zlyhal i let americkej sondy Mars Observer, ktorá sa v roku 1993 mala stať ďaľšou družicou planéty.

Linky:

http://vesmir.sk - vesmir.sk