Pred 40. leti se je na Mars spustil Viking 1.....

Potem ko se je leta 1957 z izstrelitvijo sovjetskega Sputnika 1 začela vesoljska doba, je bilo samo vprašanje časa, kdaj se bodo vesoljska plovila usmerila tudi v večje vesoljske globine in planete našega sončnega sistema in prav Mars je planet, ki je že od nekdaj zelo zanimal človeštvo. Koraki vesoljske sonde na poti k planetom so mimolet planeta, ki mu sledi orbiter ali umetni satelit ter nato pristanek na površini.

Pri poletih vesoljskih sond proti Marsu so imeli največ sreče in uspehov Američani. Leta 1965 je mimo Marsa uspešno letela sonda Mariner 4. Leta 1969 sta mimo Marsa prav tako uspešno leteli sondi Mariner 6 in Mariner 7. Leta 1971 je Mariner 9 postal prvi umetni satelit Marsa. Vse te sonde so posredovale v marsičem nov pogled na »rdeči planet«.

Projekt Viking

Nasin Langleyjev vesoljski center je imel prvi nalogo in odgovornost za projekt Viking (pristanek robotske sonde na Marsu) od leta 1968. Kasneje pa je nalogo prevzel znan Nasin Laboratorij za reaktivno pogone (JPL). Vodja projekta v JPL je bil zdaj že pokojni dr. Gerald A. Soffen, ki je tudi predaval na Mednarodni vesoljski univerzi v Strasbourgu.

Zgradili naj bi dve identični vesoljski sondi, sestavljeni iz orbitalnega dela ali orbiterja in ki bi dejansko postal umetni satelit Marsa in pristajalnega modula, ki naj bi se spustil na površino planeta. Prvotno je bilo predvideno, da naj bi sondi proti Marsu poleteli leta 1973, vendar je morala Nasa zaradi proračunskih omejitev to preložiti na leto 1975, to je na naslednji najugodnejši položaj za izstrelitev – ta se ponavlja na vsakih 26 mesecev, ko se Mars najbolj približa Zemlji.

Obe vesoljski sondi sta bili izstreljeni iz Cape Canaverala na Floridi s pomočjo močne satelitske nosilne rakete Martin Marietta Titan 3E Centaur. Prvi je 20. avgusta 1975 proti Marsu poletel Viking 1, nato pa je 9. septembra 1975 poletel še Viking 2. Vsaka sonda je tehtala več kot 3,5 tone in je še vedno najtežja vesoljska robotska sonda, ki jo je Nasa kdajkoli poslala proti Marsu. Sondi sta proti Marsu potovali 11 mesecev; Viking 1 je prispel v orbito Marsa 19. junija 1976, Viking 2 pa je začel krožiti okoli Marsa 7. avgusta 1976.

Vikinga sta bila edini vesoljski robotski sondi za raziskovanje Marsa, v katerih sta združeni umetni satelit in pristajalni modul prvič prišla v orbito okrog planeta in tako postala umetna satelita. Pri vseh drugih vesoljskih sondah se je pristajalni modul ločil od orbitalnega dela, še preden je taka združena kompozicija dosegla planet.

Želja vesoljskih strokovnjakov je bila, da naj bi pristajalni modul pristal na površini Marsa 4. julija 1976, ko so ZDA slavile dvestoletnico obstoja. Vendar se je izkazalo, da imajo na voljo še premalo podatkov. Odločitev je bila sprejeta 20. julija 1976, ko se je pristajalni modul ločil od združenega sistema in pristal na področju Chryse Planitia (zlate ravnice). Potem se je 3. septembra 1976 od združenega sistema ločil tudi pristajalni modul Vikinga 2 in se spustil na področje, imenovano Utopia Planitia (utopične ravnice).

Umetna satelita Marsa ali Vikingova orbiterja

Vikingova orbiterja sta konstrukcijsko sledila uspešnim in preizkušenim vesoljskim sondam vrste Mariner. Bila sta večja, bolj zapletena in sposobnejša. Kombinirana teža orbiterjev in landerjev je bil eden od faktorjev, da sta oba Vikinga do Marsa potovala več kot 11 mesecev. Daljše potovanje je zahtevalo podaljšano dobo delovanja in večje površine plošč s sončnimi celicami. Osnovna struktura orbiterja je bila osmerokotna in je imela največjo dolžino 2,4 metra, visoka je bila 1,4 metra. Njegova največja višina je bila 3,3 metra in je z iztegnjenimi ploščami s sončnimi celicami meril 9,7 metra. Med poletom do Marsa je bil orientiran tako s pomočjo Sonca in prek zvezde Canopus. Opremljen je bil s sistemom manjših raketnih motorjev na hladni plin (dušik), kar mu je omogočalo uravnavanje v vesoljskem prostoru. Na krovu je imel glavno skledasto komunikacijsko anteno premera 1,5 metra in pomožno, manj zmogljivo anteno. Orbiter je bil za tiste čase opremljen z najzmogljivejšimi računalniki in napravami za shranjevanje podatkov.

Pristajalna modula ali Vikingova landerja

Pristajalna modula sta bila sestavljena iz petih osnovnih delov: telesa, kape biološkega ščita, osnove aerodinamičnega ščita ali lupine, spodnjega pokrova, sistema padal in podsistemov pristajalnega modula. Modul je bil širok tri metre, visok dva metra, tehtal pa je 576 kilogramov. Pristajalni modul so podpirale tri pristajalne noge dolžine 1,3 metra. Iz dveh delov narejen biološki ščit je predstavljal kokon pod pritiskom, ki je celoti zatesnil pristajalni modul pred kakršnokoli možnostjo biološke kontaminacije, vse od časa, ko je Viking zapustil atmosfero Zemlje. Polovici tega kokona sta spominjali na jajce, saj je bil tudi bele barve.

Aerodinamični okrov je predstavljal aerodinamični toplotni ščit. Na njegovi površini je bila vezan pluti podoben ablativni material, ki je med vstopom v atmosfero Marsa zgoreval in tako pristajalni modul ščitil pred aerodinamičnim segrevanjem, ki naj bi pri vstopu v atmosfero doseglo temperaturo do 1500 stopinj Celzija. Na zunanji strani roba okrova, ki je vseboval masni spektrometer ter tipali za pritisk in temperaturo, je bilo 12 malih raketnih motorjev in dva kroglasta, iz titana izdelana rezervoarja, ki sta vsebovala 85 kilogramov hidrazinskega mono goriva. Padalo za pristajanje s 16 metri premera je bilo izdelano iz lahkega poliestra in je tehtalo 50 kilogramov.

Podsistemi pristajalnega modula so bili razdeljeni na šest kategorij: raketni motorji za spuščanje ali pristanek, komunikacijsko opremo, energetski viri, pristajalna radarja, shranjevanje podatkov in nadzor. Raketni motorji za končni ali mehki pristanek so omogočali nadzor višine in zmanjševali hitrost modula po ločitvi od padala. Šlo je za motorje s potisno silo 2600 N, ki jim je bilo mogoče uravnavati potisno silo. Prek 18 malih izpušnih šob se je razpršilo izpušne pline raketnih motorjev na široko področje, da ne bi bila motena površina in onemogočeni predvideni biološki in kemični eksperimenti različnih instrumentov. Pristajalni modul je prek 76-centimetrske antene komuniciral neposredno z Zemljo.

Podatki radarskega višinomera so zajemali oddaljenost od 1370 kilometrov od površine pa vse do 30 metrov do površine. Posebni radar za spuščanje je meril horizontalno hitrost modula pri končni stopnji spuščanja, vključen pa na višini 12 kilometrov od površine. Za uspeh pristanka modula sta bila pomembna oba radarja. »Možgane« modula sta sestavljala sistem za vodenje in računalnik, ki je predstavljal za projekt Viking največji izziv, lahko pa je tudi 22 dni nadziral pristajalni modul na površini Marsa brez kakršnegakoli stika z Zemljo. Osnovno električno energijo sta dajala dva radioizotopska termoelektrična generatorja tipa SNAP-19, in sicer vsak po 35 W električne energije. Mars prejema polovico manj sončne svetlobe kot Zemlja, ponoči pa se temperatura spusti tudi na minus 120 stopinj Celzija. Gre za isti tip RTG, ki jih je Nasa uporabila že pri programu Apollo in vesoljskih sondah Pioneer 10 in 11, ki sta poleteli proti Jupitru.

Znanstveni eksperimenti

Z eno samo izjemo (seizmičnimi eksperimenti) so vsi znanstveni eksperimenti zbrali več podatkov, kot se je pričakovalo. Seizmometer pristajalnega modula Vikinga 1 ni deloval. Pri pristajalnem modulu Vikinga 2 je zaznal samo en dogodek, ki morda tudi ni bil seizmične narave. Trije biološki eksperimenti so razkrili nepričakovano in enigmatično kemično aktivnost v Marsovih tleh, vendar niso dali na voljo jasnih dokazov prisotnosti mikroorganizmov v bližini pristanka obeh pristajalnih modulov. Biologi menijo, da je površina Marsa taka, da sama sebe sterilizira. Prepričani so, da kombinacija ultravijoličnega sevanja nasiči površino planeta. Prisotna je tudi zelo velika suhost površine kot oksidirajoča narava kemije tal. Vprašanje življenja na Marsu je tako še vedno nerešeno. Masni spektrometer in plinski kromatograf nista ugotovila niti sledi kemije organskih snovi na obeh krajih pristanka.

Modula sta merila tudi fizikalne in kemijske lastnosti Marsovih tal in vreme. Atmosferske temperature na južnem kraju pristanka so se dvignile do minus 14 stopinj Celzija in padle do minus 77 stopinj Celzija, na severnem kraju pristanka pa so se spustile celo do minus 120 stopinj Celzija. Ravno tako je variral barometrični pritisk; najnižji izmerjeni je bil 6,8 milibara, najvišji pa 10,8 milibara.

Fotografije prekosile vsa pričakovanja

Fotografije – oba orbiterja sta posredovala 52.000 fotografij, pristajalna modula pa 4500 fotografij – so prekosile vsa pričakovanja. Pristajalna modula sta dala na voljo prve bližnje posnetke površine Marsa in opazovala variacije v atmosferi več Marsovih let. Vikingova orbiterja sta posnela ali kartografirala 97 odstotkov površine Marsa.

Prvo vesoljsko plovilo, ki je prenehalo delovati, je bilo Viking orbiter 2, ki je končal svoje delo 25. julija 1978. Potem mu je 7. avgusta 1980 sledil Viking orbiter 1. Zadnji podatki iz pristajalnega modula Vikinga 2 so prišli na Zemljo 11. aprila 1980, iz pristajalnega modula Vikinga 1 pa 11. novembra 1982. Celotni program Viking se je končal 21. maja 1983.