Sonda Phoenix počas testovania v Denveri necelý rok pred štartom. Zdroj:
NASA/JPL/UA/Lockheed Martin
Phoenix je úspešná americká sonda, ktorá dokázala to, čo Mars Polar Lander osem rokov pred ňou nie – pristáť na polárnej čiapočke Marsu v oblasti bohatej na ľad. Patrila do programu Mars Scout zameraného na menšie a finančne relatívne menej náročné kozmické sondy, ktoré štartovali pomedzi americké hlavné výskumné sondy. Phoenix vybrali spomedzi štyroch kandidátov na realizáciu a k jeho schváleniu došlo v roku 2005. Sonda ale v skutočnosti existovala už dávnejšie a mala štartovať v roku 2001. Tento plán zvrátila havária Mars Polar Landera. To, že sonda „povstala z popola“ ako mýtický fénix určilo jej meno. Po vybraní zakonzerovanej sondy v roku 2005 ju však, prirodzene, bolo potrebné zmodernizovať.
Vzlietla po jednodňovom odklade kvôli počasiu 4. augusta 2007 na rakete Delta II 7925. Zhruba deväť a pol minúty po štarte sa motor druhého stupňa dočasne vypojil. Raketa so sondou zotrvala zhruba hodinu na parkovacej dráhe, kým sa motor druhého stupňa opäť zapálil. Tento motor pred svojím odpojením dodal Phoenixu tiež želanú rotáciu okolo pozdĺžnej osi. Krátko nato sa iba na približne minútu zapálil tretí stupeň a udelil sonde posledný potrebný impulz na let k Marsu.
8. augusta prebehla prvá a najradikálnejšia úprava dráhy, ktorá odviedla Phoenix zo zámerne nesprávneho kurzu na správny. Zámerne nesprávny kurz mal kvôli poslednému stupňu jeho rakety, ktorý sa, prirodzene, pohyboval spočiatku po rovnakej dráhe ako sonda. S veľkou pravdepodobnosťou by teda v prípade dosiahnutia správneho kurzu dopadol na Mars a mohol ho kontaminovať pozemským životom.
6. októbra sonda utrpela poruchu palubnej pamäti kvôli zásahu kozmického žiarenia. Po prvom štvrťroku z trištvrteročnej cesty intenzívne previerky a korekcie utíchli a zvyšného polroka letu prebehlo bez veľkých udalostí. Všetky tri vtedy aktívne sondy na orbite okolo Marsu mali sledovať Phoenix počas pristávacieho manévru, na čo ich pozemskí technici vopred pripravili. Hlavnú úlohu retranslačnej sondy mala Mars Odyssey, ktorá musela kvôli tomu upraviť dráhu, inak by sa v čase pristávanie Phoenixu nachádzala na opačnej strane planéty. Miesto pristátia bolo zvolené ako kompromis medzi očakávaným vedeckým prínosom a únosnou hrozbou zániku sondy. Bolo ním ploché údolie v polárnej oblasti.
Počas pristávania sondy Phoenix sonda Mars Reconnaissance Orbiter urobila túto unikátnu snímku krátera Heimdall a podarilo sa jej zachytiť sondu Phoenix vznášajúcu sa na padáku. Na výreze vľavo dole je zväčšená sonda Phoenix, ktorá v skutočnosti pristála pred samotným kráterom. Zdroj: PD-USGOV-NASA
25. mája 2008 sa od preletového modulu oddelila pristávacia časť. Puzdro vniklo do atmosféry a tá ho brzdila s preťažením asi 9,2 g. Ešte v nadzvukovej rýchlosti sa rozprestrel nad Phoenixom padák a vzápätí sa od neho oddelil tepelný štít. Keď do pristátia zostávalo zhruba 140 sekúnd, aktivoval sa pristávací radar. Vo výške 1 km nad Marsom sonda odhodila vrchnú časť puzdra spolu s padákom a začala záverečná, motorická fáza zostupu. 12 pristávacích motorčekov nedokázalo meniť svoj ťah, ale podľa výpočtov palubného počítača sa vypínali a zapínali. Tesne pred kontaktom s planétou spravil robot očakávanú piruetu. Informácie o úspešnom dosadnutí dorazili na Zem až so štvrťhodinovým oneskorením, z dôvodu veľkej vzdialenosti oboch planét od seba. Počas pristávania nafotila Phoenix sonda MRO (Mars Reconnaissance Orbiter). Bol to unikátny, prvý záber sondy počas pristávacieho manévru. MRO na marťanskom povrchu dokázala zaznamenať nielen samotný modul, ale aj ležiaci padák a tepelný štít.
Phoenix po dosadnutí približne 20 minút čakal, kým sa neusadí prach, ktorý rozvíril. Až potom zahájil rozkladanie dvoch krídel svojich solárnych panelov. Pristál v správnej polohe a prvé úlohy na povrchu zvládol dobre. Nasledujúceho dňa došlo na testy robotickej ruky, ktorou disponoval. Robotická ruka bola schopná odberu vzoriek zmrznutej pôdy, ktorú potom analyzoval. MRO však pokyn na test robotickej ruky Phoenixu neodovzdala a tak sa testy o deň odložili. Pristávací modul poslal aspoň informácie o počasí. V mrazivých lokalitách, kde dosadol, boli najvyššie denné teploty -30°C a najnižšie nočné -80°C, čo sa blíži k rekordnému minimu, aké bolo kedy na Zemi zaznamenané. Pritom Phoenix síce pristál neďaleko pólu, ale v letnom období. Prišli aj snímky fádneho, rovinatého povrchu planéty v okolí sondy.
Keďže MRO v úlohe odovzdávania príkazov zlyhala, na tretí deň po pristátí sonda zahájila testy robotickej ruky vďaka príkazom odvysielaným cez Mars Odyssey. Zistilo sa, že sa celkom neuvoľnil obal, ktorý mal chrániť robotickú ruku pred kontamináciou pozemskými mikróbmi. No navzdory tomu a navzdory takmer roku, počas ktorého bola ruka v nečinnosti, testy dopadli dobre.
Na štvrtý deň spôsobil rozruch záber z kamery pod modulom. Zachytil svetlú škvrnu, ktorá by mohla byť dlho hľadaným vodným ľadom. Dostala menom Snow queen (Snehová kráľovná). Trysky z neho odfúkli prachovú pokrývku. Takisto lopatka na konci robotickej ruky týždeň po pristátí odkryla ďalší potenciálny ľad. Mohla to však byť aj soľ.
Miesto pristátia sondy Phoenix. Zdroj: Glen Fergus
Po cvičnom odbere lopatka vysypala nabratý materiál na vopred určené miesto. Nasledujúceho dňa prebehla príprava na ostrý odber. Otvorili sa dvierka jednej z komôr analyzátoru TEGA, prístroja, ktorý mal zistiť chemické zloženie skúmanej vzorky. S prístrojom bol už predtým problém, mal skrat, a teraz sa zase ľavá polovica dvierok dostatočne neotvorila. Technici ale vyhodnotili, že otvor je napriek tomu pre príjem vzoriek dostatočný. Prebehol ešte druhý pokusný odber a na jedenásty marsovský deň od pristátia, dňa 5. júna 2008, došlo k pokusu o prvý ostrý odber. Lopatka nabrala červenkastý materiál z hĺbky 2 až 4 centimetre a nasledujúceho dňa ho vysypala na mriežku, ktorá chráni komoru prístroja TEGA predtým, aby tam spadli väčšie kusy kameňov. Na úžas vedcov ale cez mriežku neprepadlo dovnútra komory nič. Namiesto toho časť materiálu padla na zavreté dvierka susednej komory. Materiál marsovskej pôdy mal nečakane vysokú súdržnosť a priľnavosť. Vedci v nasledujúcich dňoch robili všetko preto, aby sa pokúsili materiál cez mriežku preosiať, ale napriek snahe dovnútra dostali menej než 1 mg marťanského prachu. Až 10. júna vzorka náhle prepadla cez mriežku. Zároveň sa úspešne podarilo dostať vzorku aj na optický mikroskop a preskúmať ju. Mikroskop je súčasťou zariadenia MECA, do ktorej patrí aj „mokré“ chemické laboratórium WCL. Robotická ruka spravila väčší výkop, v ktorom opäť narazila na biely materiál.
Riadiace stredisko vyslalo na sondu povely na uzavretie komory so vzorkou a začatie jej analýzy. Po ohriatí prvej vzorky na 35 °C neboli nájdené nijaké stopy po vode, hoci prípadný ľad mohol za ten čas, čo vzorka ležala na mriežke analyzátoru, vysublimovať z pôdy. Navyše sa jednalo o vzorku z vrchnej vrstvy pôdy. Zahrievanie pokračovalo na 175°C. Zistilo sa, že zrnká pôdy uvoľňujú veľké množstvá oxidu uhličitého.
20. júna odobrala robotická ruka sondy ďalšiu vzorku pôdy, ktorú neskôr nasypala do MECA, a časť do analyzátoru TEGA. Na ďalšej komore analyzátoru TEGA sa zistilo neúplne otvorenie dvierok, čím bola činnosť analyzátora mierne obmedzená. 25. júna poskytlo chemické laboratórium WCL množstvo údajov o skúmanej vzorke pôdy. Analyzovanú vzorku pôdy odborníci prirovnali k suchým horným vrstvám údolí Antarktídy. Vzorka bola zásaditá (pH 8 – 9) a nachádzali sa v nej soli horčíka, sodíka, draslíka a chlóru. To je ďalší dôkaz prítomnosti vody. V ten istý deň dokončil ohrev vzorky aj analyzátor TEGA a začal komplikovaný týždenný rozbor získaných plynov.
6. júla vsypala robotická ruka ďalšiu vzorku do laboratória MECA. Jej rozbor odhalil prítomnosť chloristanových aniónov.
Miesto, z ktorého sonda odobrala lopatkou vzorku a odhalila biely materiál. Autor: NASA/JPL-Caltech/University of Arizona/Texas A&M University
30. júla sa robotickej ruke podarilo odobrať vzorku pôdy z výkopu, v ktorom boli už pred mnohými dňami pozorované sublimujúce biele škvrny. Už z pozorovaní bolo veľmi pravdepodobné, že ide o vodný ľad. Prvé výsledky merania skupenského tepla v priebehu zahrievania na teplotu 35 °C a analýza odparených molekúl hmotnostným spektrometrom MS (Mass Spectrometer) odhalili vo vzorke prítomnosť vody. Tým sa jednoznačne dokázala nielen prítomnosť vody na Marse, ale aj hypotéza o polárnom ľade, ktorý sa nachádza v polárnych oblastiach pod niekoľkocentimetrovou vrstvou prachu.
Sonda zároveň dokončila 360° farebnú panorámu svojho okolia, ku ktorej zverejneniu došlo v nasledujúci deň.
5. augusta sa kvôli vysokému záujmu verejnosti o činnosť sondy Phoenix vedenie misie rozhodlo „otvoriť okno“ do vedeckého výskumu a priebežne a otvorene informovať o prebiehajúcich meraniach, analýzach a výskumoch.
31. augusta robotická ruka odsypala časť vzorky pôdy do tzv. mokrého chemického laboratória WCL (Wet Chemistry Laboratory). Vzorka pochádzala zo zatiaľ najhlbšieho výkopu pomenovaného „Stone Soup“, s hĺbkou 18 cm. Začala sa chemická analýza vzorky.
8. septembra vedenie misie rozhodlo o urýchlenom naplnení zatiaľ nepoužitých komôr vedeckých laboratórií, pretože výkon solárnych panelov sondy klesal. To súviselo s klesajúcou výškou slnka na oblohe Marsu. Išlo hlavne o poslednú voľnú komoru laboratória WCL a posledné 4 voľné komory analyzátoru TEGA. 9. septembra sonda zaznamenala prachové víry a krátkodobý prudký pokles tlaku. Nameraná rýchlosť vetra bola 5 m/s. 12. septembra sonda zaplnila vzorkou pôdy poslednú voľnú komoru laboratória WCL. 18. septembra NASA oznámila rozhodnutie investovať ďalších 6 miliónov USD do misie Phoenix, ktorá by tým mala byť predĺžená až do decembra 2008. Nebolo však isté, či sonda dovtedy vydrží pokles teplôt a znižujúci sa príkon elektrickej energie.
30. septembra zaznamenala sonda sneh padajúci z mrakov. Sneh však nedopadal až na povrch, ale vysublimoval vo veľkých výškach. Snehové vločky zaregistroval laser inštalovaný ako súčasť kanadskej meteorologickej stanice.
Záber panoramatickej stereoskopickej kamery s vysokým rozlíšením SSI (Surface Stereoscopic Imager), na ktorom je časť solárneho panelu sondy a robotické rameno pri odbere vzoriek
11. a 12. októbra mal Phoenix silne obmedzený príjem elektrickej energie v dôsledku prachovej búrky. Túto udalosť možno označiť za „začiatok konca“ sondy, pretože hoci prachovú búrku prečkala bez ujmy, rozptýlený prach, ktorý zostal v atmosfére Marsu ešte dlho po búrke, znižoval už aj tak nízke množstvo slnečného žiarenia, z ktorého pristávací modul vyrábal energiu. 29. októbra sa prvýkrát odmlčal a nereagoval na pokusy o nadviazanie rádiového spojenia. Riadiace stredisko sa vytrvalo pokúšalo kontaktovať sondu, čo sa 30. októbra napokon podarilo. Údaje prichádzajúce cez retranslačnú družicu prezradili, že vždy, keď bolo na Marse odpoludnie alebo večer, došla Phoenixu elektrická energia, ale nasledujúceho rána, hneď ako začalo svietiť slnko na solárne panely, sonda ožila. Definitívny koniec misie sa očakával každý deň. 2. novembra sa Phoenix odmlčal znova a definitívne. Napriek tomu riadiace stredisko niekoľko týždňov sledovalo situáciu a čakalo, či sa sonda ešte nepreberie.
10. novembra 2008 bola misia sondy Phoenix ukončená. Niekoľko dní pred tým sa v rámci pokusu zachytiť signály zo sondy zvýšila frekvencia preletov retranslačných družíc MRO a Mars Odyssey nad miestom pristátia Phoenixu, ale bezvýsledne. Za definitívne ukončenú vyhlásila NASA misiu sondy Phoenix až v máji 2010. Hoci sonda nevysielala signály už veľmi dlhú dobu, riadiace stredisko sa po skončení marťanskej zimy opakovane znovu pokúšalo so sondou spojiť prostredníctvom sondy Mars Odyssey. Navyše podľa snímok, ktoré zhotovila sonda MRO, sa zdá, že vrstva námrazy oxidu uhličitého, ktorá sa na Phoenixe utvorila počas zimy, ho drasticky poškodila. Sonda okrem dôležitých vedeckých údajov odoslala na Zem 25 000 snímok. Celkové náklady na jej misiu dosiahli 475 miliónov dolárov.
Napísať odpoveď