NASA má plán na návrat vzoriek z Marsu
Jana Plauchová - 2020-05-22

Raketa, ktorá vyniesla marťanské vzorky na obežnú dráhu Marsu, uvoľňuje návratové puzdro. Zdroj: NASA/JPL-Caltech

Nijaká kozmická sonda doposiaľ nedoniesla vzorky z inej planéty. Sovietom sa ako prvým podarilo automaticky dopraviť vzorky z Mesiaca, máme už aj vzorky asteroidov a komét. S planétami je to však náročnejšie – ich gravitácia je oveľa vyššia a neľahko sa prekonáva. Aj na tento problém sa však črtá riešenie.


Americká NASA chce najskôr v roku 2026 odštartovať misiu Mars Sample Return (MSR), ktorá, ako už názov hovorí, má priniesť z Marsu prvé vzorky. Ak by sa tento termín nestihol, ďalšia príležitosť nastane v roku 2028. Ako to prebehne? Aj keď sa riaditeľ programu výskumu Marsu v NASA, Jim Watzin, vyjadril, že chce program udržať čo najjednoduchší, z pohľadu nezainteresovaného ide stále o komplikovanú a veľmi ambicióznu výpravu. Misia sa bude skladať zo stacionárnej pristávacej plošiny, rakety pre spiatočný návrat puzdra so vzorkami, robota pre dopravu vzoriek. Osobitne poletí orbitálna časť, ktorá umožní puzdru so vzorkami opustiť obežnú dráhu Marsu a zamieriť k Zemi. Tento orbiter bude tiež slúžiť ako spojovacia družica pre komunikáciu s pristávacou časťou. Aby toho nebolo dosť, robot misie MSR nebude ten, ktorý vzorky nazbiera. On iba vyzdvihne vzorky, ktoré mu zanechá robot Perseverance (misia Mars 2020). Štart rovera Perseverance je naplánovaný na prelom júla a augusta tohto roka. Rover a teda logicky neskôr aj návratová sonda pristanú v kráteri Jazero.


01 rover.jpg


Marťanský rover Perseverance zbiera vzorky, ktoré sa majú vrátiť na Zem (umelecká predstava). Zdroj: NASA/JPL-Caltech


Misia MSR namieri svoju pristávaciu časť (lander) blízko miesta, kde Perseverance vzorky zanechá. Po pristátí z útrob landeru vyjde rover, ktorý bude dielom ESA. Jeho jedinou úlohou je vziať trubičky so vzorkami a dopraviť ich naspäť k landeru. Tam ich umiestni do návratového modulu na vrchol rakety schopnej dosiahnuť marťanskú orbitu. Raketa bude musieť fungovať na tuhé pohonné hmoty, pretože kvapalné by sa kvôli krátkej dobe skladovateľnosti museli vyrobiť krátko pred štartom a teda priamo na Marse, čo je príliš zložité. Štart rakety bude sledovať zberný rover, ktorý zostane na povrchu, a tiež rover Perseverance, pokiaľ bude ešte v tej dobe funkčný.


02 lander.jpg


Na Marse pristáva platforma nesúca rover na vyzdvihnutie vzoriek a raketu pre návrat (umelecká predstava). Zdroj: NASA/JPL-Caltech


Na obežnej dráhe Marsu sa puzdro so vzorkami stretne s európskym orbitálnym modulom vybaveným americkým systémom na ich zachytenie. Ten ich uloží do návratovej schránky, ktorá má zabrániť kontaminácii. Vedci pracujú nielen na tom, aby vzorky dobre ochránili pred kontamináciou pozemskými mikróbmi, ale aj na tom, aby ochránili našu planétu pred prípadnou kontamináciou mikróbmi z Marsu. Potom puzdro opustí obežnú dráhu Marsu, preletí k Zemi, zabrzdí v jej atmosfére a bez padákov dopadne do púšte v Utahu najskôr v roku 2031. Puzdro bude zosilnené, aby toto neriadené pristátie vydržalo. Padáky sa nepoužijú preto, lebo ak by zlyhali, puzdro by sa roztrieštilo o zemský povrch a nastalo by riziko obojstrannej kontaminácie – mikroorganizmami zo Zeme pre vzorky a mikroorganizmami z Marsu pre Zem. Týmto spôsobom sa zároveň ušetrí hmotnosť návratového puzdra.


03 start.jpg


Štart rakety s puzdrom so vzorkami z povrchu Marsu. Zdroj: NASA/JPL-Caltech


Hoci podľa Jima Watzina je väčšina prvkov misie už odskúšaná alebo aspoň podobná tomu, čo už odskúšané bolo, medzi nevyskúšané patrí jeden z najpodstatnejších bodov – štart rakety z Marsu. Pôjde skôr o raketku s výškou ani nie tri metre, s priemerom okolo pol metra a hmotnosťou pod 400 kg. Hmotnosť vracajúcich sa vzoriek bude medzi 14 a 16 kg. Ani použitie tuhého paliva neodstraňuje všetky problémy – súčasné tuhé raketové palivá zle znášajú nízke teploty, ktorým by boli na Marse vystavené. NASA preto zvažovala použitie tzv. hybridného systému, ktorý používa síce tuhé palivo, ale tekuté okysličovadlo. Napokon sa ale rozhodla pre dvojstupňovú raketu na tuhé pohonné hmoty. Motory dodá firma Northrop Grumman, ktorá má ako jediná skúsenosť s výrobou tohto typu motorov aj pre veľmi nízke teploty. Predchodca tejto firmy vyvíjal motory pre sondu Magellan, ktoré úspešne fungovali aj po viac ako 15 mesiacoch strávených vo vesmíre. Firma vyrobí motory až pre desať rakiet, z ktorých časť bude použitá na testovanie a časť ako záloha tej jedinej, ktorá na Mars skutočne poletí.


Projekt na dopravu vzoriek z Marsu bol už v roku 2011 označený za prioritu NASA v planetárnom výskume. Odhadované náklady sú 7 miliárd amerických dolárov.