Neljas kivi Päikesest, meie naaberplaneet Marss, on punaka värvitooniga. Värvuse annab Marsile tema pinnases leiduv raud ja seepärast on ta teistest taevakehadest kergesti eristatav. Oma värvi tõttu, mis meenutab verd, anti talle nimi antiikaja sõjajumala järgi (kreeklastel Ares, roomlastel Marss). Marss oli Zeusi ametlik Herast sündinud poeg.

Planeet Marss

Marsi -

• diameeter on 6794 km;
• pindalalt on ta natuke suurem kui Maa mandrite pind;
• mass on 6,4219 x 10²³ kg;
• keskmine tihedus on 3,95g/cm³;
• raskusjõud on 2,7 korda väiksem kui Maal;
• keskmine kaugus Päikesest on 1,524 a.ü. (227 900 000 km);
• sideeriline tiirlemisperiood on 686,92 d;
• sideeriline pöörlemisperiood on 24h 34m;
• keskmine pinnatemperatuur on -50° (kõrgeim registreeritud pinnatemperatuur on 20°, madalaim -140°).

Olympus Mons

Valles Marineris

Marsi kaugus Maast muutub vahemikus 55 miljonit (suure vastasseisu ajal) kuni 400 miljonit kilomeetrit. Tugevasti muutub ka Marsi heledus -- suure vastasseisu ajal on see -2.6 m, harilikult on heledus 1 m ringis. Marsi magnetväli on Maa omast 600 korda nõrgem. Marss on väga ebatasane planeet -- suurim kõrguste vahe on 27 km (Maal on see peaaegu 20 km). Marsil asub ka rühm hiigelvulkaane, neist suurim ja ka Päikesesüsteemi suurim, Olympus Mons (Olümpose mägi) kõrgub jalamilt 21 km, kraatri diameeter on 65 km ja mäe enda läbimõõt on 550 km. Marsile kuulub ka Päikesesüsteemi suurim kanjonite süsteem Valles Marineris (Marineri org), mis on ligi 4000 km pikkune, 200 km lai ja sügavust on tal 2 kuni 7 km (see kanjon ulatuks põhja Ameerika idakaldast läänekaldale ja veel rohkemgi).

Marsil on kaks kuud: Phobos ja Deimos (tõlkes Õudus ja Hirm). Nad meenutavad rohkem asteroide kui korralikke kuusid: Phobose suurim läbimõõt on 27, keskmine 21 ja väikseim 19 km, Deimose keskmine läbimõõt on vaid 13 km. Mõlema kaaslase kuju on ideaalsest sfäärist kaugel.

Marss on enim uuritud planeet Päikesesüsteemis. Ekspeditsioonide põhieesmärk on olnud kahtlemata leida märke kunagisest elust. Ligi nelikümmend aastat on teda uuritud (proovitud uurida), kuid kahekümnest retkest on korda läinud vaid kaheksa:

1. Mariner-4 (1965);
2. Mariner-6 (1969);
3. Mariner-7 (1969);
4. Mariner-9 (1972);
5. Viking-1 (1976);
6. Viking-2 (1976);
7. Pathfinder (1997);
8. Mars Global Surveyor (1997).

Venemaa kaheksa Marsi uurimise projekti on kõik edutud olnud, samal ajal kui USA-l on kaheksa projekti õnnestunud ja neli on olnud edutud. Esimese eduka lennu Marsi juurde tegi Mariner-4. Ta edastas Maale üle 20 foto, mis kummutasid ümber faktid, et Marsil on kanalite süsteem ja taimestik. Oli alanud uus etapp Marsi uurimises. Järgnevad missioonid Mariner-6 ja Mariner-7 saatsid kokku juba 201 pilti Marsist (vastavalt 75 ja 126 pilti). 1969. aastal lendavad siiski venelaste Mars-2 ja Mars-3 Marsile ning saavad esimesteks inimese poolt tehtud objektideks, mis Marsi pinda tabasid, kuid kõigest tabamisega asi piirduski. Mariner-9 lendas esimese sondina ümber Marsi ja saatis üle 7300 foto.

Ja siis tulid Vikingid -- üks kõigi aegade parim Marsi missioon. See koosnes kahest automaatjaamast: Viking-1 ja Viking-2. Viking-1 jõudis Marsi juurde 20. Augustil 1975 ja Viking-2 9. septembril 1975. Kumbki sond sisaldas endas orbiiterit ja maandurit (Viking Lander 1, Viking Lander 2). Peale Marsi ümber tiirutamist ja piltide tagastamist, mida kasutati maandumiskoha valikul, orbiiter ja maandur eraldusid. Maandur sisenes Marsi atmosfääri ja jõudis "pehmelt" valitud kohta Marsil. Orbiiterid jätkasid Marsi pildistamist ja teisi teaduslikke operatsioone orbiidilt samal ajal, kui maandurid asetasid positsioonidele oma instrumente Marsi pinnal.

Vaade Marsi pinnale maandurilt Viking Lander 1

Maandur koosnes kuueküljelisest alumiiniumist alusest, mis oli toetatud kolme väljasirutatud jalaga. Ülalt vaadates moodustas alus koos jalgadega võrdkülgse kolmnurga küljepikkusega 2,21 m. Instrumendid olid kinnitatud aluse ülemisse ossa. Viking-1 maandus 21. juunil 11:53:06 UT punkti koordinaatidega 22,697° põhjalaiust ja 48,222° läänepikkust. Viking 2 puudutas Marssi umbes 200 km lääne pool kraatrist Mie. Maanduri instrumendid pidid teostama esmased teaduslikud eesmärgid: uurida Marsi bioloogilist ja keemilist koostist (orgaanilist ja anorgaanilist), meteoroloogilisi, seismilisi, magneetilisi omadusi ja Marsi pinnase ja atmosfääri füüsikalisi omadusi. Pardal olid tuule suuna ja kiiruse mõõtjad ja ka meteoroloogiline poom, mis mõõtis temperatuuri. Pinnaseproove võeti kolme meetri pikkuse käpaga. Käpa otsas oli koguja, temperatuuri sensor ja kõige lõpus magnet.

Rõhku pöörati ka elu (mikroorganismide) otsingutele. Teostati spetsiaalsed katsed automaatsetes bioloogialaborites, kus teostati kolm erinevat katset. Kahjuks ei andnud ükski katse positiivset vastust, elu jälgi nii praegusest kui ka kunagisest ei näidanud ka maandumiskohast tehtud fotod.

Muide, Vikingid pildistasid ka esmakordselt nn. Marsi "nägu". Viking-1 maandur pidas Marsil vastu 1982. aasta 13. novembrini, kontakti kaotamiseni. Viking-2 tegutses Marsil 1281 Marsi päeva. Side lõpetati temaga 11. aprillil 1980 ülesütelnud patareide tõttu. Kokku läks Vikingite projekt maksma üks miljard dollarit (3 miljardit dollarit 1997. aasta vääringus). Vikingite tähelennule järgnes kolm ebaõnnestunud katset: 1988. a. startinud venelaste Phobos-1 ja Phobos-2 kontakt katkes, 1992. a. startinud USA Mars Observeriga katkes side vahetult enne Marsile jõudmist. 1996. a. startinud venelaste Mars-96 põles ära veidi peale õhkutõusmist.

Sojourner

Kivi Yogi Bear

On möödunud kakskümmend üks aastat Vikingite lennust ja Marsile jõudis 1997. aastal USA rahvuspühal 4. juulil automaatjaam Pathfinder (USA). Tehti enneolematuid samme teadlaste poolt: esmakordselt laskus mehitamata kosmoselaev planeedile ilma selle orbiidil peatumata, esmakordselt kasutati maandumisel ülehelikiirusel (2896 km/h) töötavat langevarju ja esmakordselt veeres planeedi pinnal Maalt kontrollitav sõiduk. Pathfinder laskus Marsi pinnale kell 19:56 (Ida-Euroopa suveaeg), Maal registreeriti selleks kell 20:06. Pathfinderi maandumiskohaks valiti Ares Vallis (Arese org). See asub Viking-1 maandumiskohast 850 km kaugusel Marsi põhjapoolkeral koordinaatidega 19,5° põhjalaiust ja 32,8° läänepikkust. Välja valiti ta sellepärast, et miljardeid aastaid olid seal voolanud võimsad veevood, mis tõid sinna pinnast ka kaugematest piirkondadest.

Pathfinder koosnes maandurist ja Marsi-kulgurist Sojourner. Kuuerattalise kulguri kõrgus on 30 cm, pikkus 65 cm, laius 48 cm ja kaal 10,6 kg. Sojourneri kiirus on vaid 1 cm, tavaliselt 0,7 mm sekundis. Põhilise teadusliku uurimisriistana asub Sojourneril kivimite ja pinnase keemilise koostise määramiseks mõeldud spektromeeter. Pinnase uuringuteks kasutati ka Sojourneri rattaid, mida pöörates kaabiti pinnast.

Uurimisobjektideks olid ka kivid. Näiteks kivi nimega Barnacle Bill sai tema esimeseks uurimisobjektiks. Uuriti veel ka kive nimega Yogi Bear ja Scooby Doo (mõlemad nimed pärinevad multifilmidest). Tal oli kokku kolm telekaamerat: esiosas kaks mustvalgete piltide tegemiseks ja tagaosas üks värvilisteks võteteks.

Vaade maandurilt

Et Marsi ja Maa vahelisel kaugusel kulub raadiolainetel palju aega (üle 10 minuti), siis saadeti Sojournerile vaid korra päevas vajalikud käsud, kuhu sõita ja mida teha, ning siis tegutses ta juba iseseisvalt. Kuigi enamasti anti Sojournerile liikumistee ette küllalt üksikasjalikult, katsetati ka tema võimet ise teed valida ja takistusi ületada või neist mööda minna. Sojourneri juht oli Brian Cooper. Tal oli ka ametlik Marsi-kulguri juhiluba, mis anti välja pärast Sojourneri demonstratsiooni.

Lisaks Sojournerile tegutses Marsil veel ka maandur. Tema ülesanneteks olid Marsi pildistamine, meteoroloogiliste vaatluste tegemine ja sidepidamine nii Maa kui kulguriga. Maandurilt pildistamiseks kasutati CCD kaamerat, sai teha ka stereopilte, selleks oli kaks teineteisest 15 cm kaugusel asuvat objektiivi. Maanduril asusid ka temperatuuri, õhurõhu, tuule suuna ja tuule kiiruse andurid. Mõõdeti ka tolmu hulka Marsi atmosfääris. Magnetiliste tolmuosakeste kogumiseks oli maanduri korpusele kinnitatud püsimagnetid. Ühendus temaga katkes 27. septembril 1997, kui ta oli töötanud Marsi orbiidil kolm korda planeeritust kauem ja jõudnud teha 16 000 pilti. Lisaks sellele tegi Sojourner 550 pilti ja määras 16 pinnaseproovi koostise. Pathfinderi missioon läks maksma "kõigest" 250 miljonit dollarit (võrreldes Vikingitega 12 korda vähem). See saavutati väiksema arvu mõõteaparatuuridega, lihtsamate eksperimentidega, dubleerimise vältimise (üks Pathfinder kahe Vikingi vastu) ning kallite väljatöötluste asemel lausa laiatarberiistade kasutamisega (pardaarvuti, raadiomodem).

Mars Global Surveyor

Samal aastal jõudis Marsi orbiidile ka USA sond Mars Global Surveyor (MGS), et kahe aasta jooksul tiirutada 380 km kaugusel ümber Marsi ning valmistada kaart planeedi pinnast (startis 7. novembril 1996). MGS-i pikkus on 12 meetrit koos avatud päikesepatareidega, põhikorpuse mõõtmed on 1,2 x 1,2 x 1,8 meetrit, paraboolantenni läbimõõt on 1,5 meetrit.

Esialgu oli tema orbiit väga piklik ja tööks vajaliku, ligi 400 km kõrgusel üle pooluste kulgeva ringorbiidi saavutamiseks oli ette nähtud kasutada pidurdamist Marsi atmosfääris. Marsi atmosfääris pidurdamine ei kulgenud aga ilma tõrgeteta. 17. septembril 1998 pidi algama järjekordne MGS-i pidurdusmanööver ja Maalt saadeti selleks vastavad käsud. Paraku oli nendes aga viga ja MGS pöördus nii, et üks tema päikesepatareidest sattus vale nurga alla. Selle tulemusena vähenes automaatjaama energiaga varustatus ja kõik vähemolulised seadmed lülitati välja. Otsest ohtu see vahejuhtum MGS-le ei kujutanud. Nädala võrra lükkus edasi aga kahe tunni pärast algama pidanud MGS-i orbiidi muutmine. Kaardistama hakkas MGS 1999. aasta märtsis. Kaardistamise ajal ületas MGS Marsi ekvaatori Päikese-poolsel küljel alati kell 13:00 (kohaliku Marsi aja järgi), liikudes lõunast põhja. Sellise liikumisega saadi MGS-lt parimad tulemused.

Nn. Marsi nägu

Lisaks Marsi kaardistamisele ja pildistamisele pidi MGS tegelema ka teaduskaugete asjadega. Nii tehti 1998. aasta aprillis foto alast, kus asub nn. Marsi nägu, mille avastasid juba Vikingid. NASA kiirustas selle pildistamisega, et kummutada arvamus "näo" tehislikust päritolust. 10 korda parema lahutusvõimega fotol polnud jälgegi näost, sellel paistis vaid kivisid täis räsitud küngas. 1999. aasta 8. märtsil pildistas MGS hoopis teistlaadi nägu. Seda lapse joonist meenutavat Galle kraatrit tuntakse "Rõõmsa näo kraatrina".

Aastatuhat lõppes Marsi uurijatele traagiliselt. 1998. aasta septembris startis Mars Climate Orbiter (MCO). See oli esimene automaatjaam, mille esmaseks ülesandeks oli mõne teise taevakeha regulaarne ilmavaatlus. Ta pidi toimima retranslaatorina automaatjaamale Mars Polar Lander. Side katkes temaga, nagu oligi planeeritud, kuid planeeritud 20 minuti järel side ei taastunud. Algul arvati, et MCO on valel orbiidil. Hiljem, kui sidet ikka ei õnnestunud taastada, arvati, et MCO on purunenud kas Marsi atmosfääri tihedatesse kihtidesse sisenemisel või koguni vastu planeedi pinda põrgates. MCO vähim kaugus Marsist pidi olema 150 km, oli aga tegelikult 60 km (minimaalseks ohtuks kauguseks loetakse 85 km).

26. detsembril lõpetas NASA MCO otsingud. Nädal hiljem tegi NASA teatavaks MCO huku põhjuse. Tema hävimisele viinud ligi 80 km suuruse vea MCO asukohas põhjustas erinevate mõõtühikute kasutamine. Kuna NASA-s kasutatakse peamiselt meetermõõdustiku, siis kasutas ilmselt MCO ehitanud firma Lockheed Martin Inglise mõõdusüsteemi (tolle, jalgu jms.).

Mars Polar Lander

1999. aasta 3. jaanuaril startis Mars Polar Lander (MPL). Tema ülesandeks oli otsida planeedilt vett ja uurida selle kliimat. Seadmetest olid MPL-il kaasas kopp (2 m pikk) pinnaseproovide võtmiseks, mikrofon Marsi häälte kuulamiseks, kaamera, mis tegi pinnaseproovidest pilte, teine kaamera mis tegi laskumise ajal 10 pilti, kolmas kaamera stereopiltide tegemiseks, kahemeetrine mast, mis pidi otsima veeauru ja süsihappegaasi ja mõõtma temperatuuri ning tuule kiirust. MPL-l oli ka Venemaal ehitatud radar, mis pidi uurima tolmu eraldumist.

Kümme minutit enne MPL-i maandumist pidid eralduma temast kaks mikrosondi, mis tungisid kiirusega umbes 200 m/s kuni meetri sügavusele Marsi pinnasesse ja pidid edastama sealt andmeid, muuhulgas ka veesisalduse kohta. Nende asukohad pidid jääma MPL-st umbes 60 km kaugusele. Kuigi loodeti kõige paremat, tekkisid MPL-ga probleemid. Pärast maandumist ei saadud temaga ühendust. Ühendust ei saadud ka kümme minutit enne maandumist eraldunud sondidega Amundsen ja Scott. Võimalikud ebaõnnestumise põhjused:

1. Luhtunud eraldumine kosmosekapslist: Marsile lähenedes ei eraldunud maandur kosmosekapslist ning kukkus vastu Marsi pinda puruks. Sellisel juhul pole side taastamiseks midagi teha.
2. Viga langevarju avanemises: maandur eraldus kosmosekapslist, kuid langevari kas ei avanenud üldse või tegi seda vaid osaliselt, mistõttu maandur sai kas kõvasti kahjustada või kukkus puruks.
3. Raadiosignaali levi puudumine: maandur langes sellisesse kohta, kus signaali läkitamine maale või vastupidi on takistatud.
4. Halb maandumine: maandur ei suuda kindlaks määrata enda asukohta ega leia seepärast kosmoseavarustest ka Maad üles ning ei suuda võtta ühendust.

Viimasel kolmel juhul on siiski võimalik temaga ühendust saada, kuid see on raskendatud. Kriitikute väitel võis aga Landeril tehnilisi vigu olla juba enne seda, kui ta Maalt teele saadeti. Juba enne starti tõstatati küsimus, kas ehk projektile eraldatud raha vähesus ja liiga väike personal ei määra MPL-i missiooni juba ette luhtunuks. Kuna MPL-ga maandumise ajal raadioühendust polnud, siis ei saa me iialgi kindlalt teada, mis juhtus. NASA kuulutas MPL-i kadunuks 6. detsembril 1999. aastal. Püüti küll ka edaspidigi temaga kontakteeruda, kuid edutult. Ametlikult lõpetati otsingud 17. jaanuaril 2000. aastal. Kaua ei tulnud oodata, kui otsingud taasalustati. Aluse uueks katseks andis see, et pärast pikka matemaatilist töötlust leiti 18. detsembril 1999 ja 4. jaanuaril 2000 Marsilt Standfordi Ülikooli 45-meetrise raadioteleskoobiga saadud UHF-piirkonna raadiokiirgusest mingid ilmselt kunstlikku päritoluga signaalid. Kokku läks see missioon maksma 165 miljonit dollarit (2,5 miljardit krooni).

Hiljem siiski selgus, et need signaalid olid maist päritolu. Veebruari lõpus sai selgeks ka arvatav MPL-i huku põhjus. Nimelt oli probleeme tema jalgadega. Kui maandur jõuab Marsi pinnale, siis tema jalgadel olevad andurid annavad arvutile käsu mootorid välja lülitada. Praegu tehtud katsetustel aga ilmnes, et lülitid reageerisid samamoodi ka jalgade tööasendisse fikseerimisel tekkivale löögile. Jalgade tööasendisse viimine toimub pärast kuumuskaitse eraldumist umbes kahe kilomeetri kõrgusel Marsi pinnast. Kuna jalgade avanemisel on arvutile teatatud, nagu oleks juba pinnale jõutud, siis ta lülitab mootorid uuesti välja ning automaatjaam kukub vastu Marsi pinda puruks. Kuna lennu eel katsetasid jalgade avanemist ja maandumist erinevad rühmad, siis seda viga varem ei märgatudki.

Seoses kulukate ebaõnnestumistega ei pruugi siiski enam paika pidada suurejooneliselt seatud ajakava Marsi "vallutamiseks". Kuna MPL-i kadumise põhjuseid on väga raske kindlaks teha, võib edasi lükkuda 2001. aastaks plaanitud järgmised missioonid (Surveyor 2001 Orbiter ja Surveyor 2001 Lander). 2002. aastal peaks pisike Marie Curie mööda Marsi pinda kulgema ja planeedi atmosfääri hindama (missioon Surveyor 2001 Lander), maanduri küljes on ka Päikesekell.

2003. aastal selgub kavakohaselt, kas Marsi atmosfäärist saaks toota hapnikku ja missiooniga Mars Ekspress lülitub ka Euroopa Kosmose Agentuur (ESA). Siis hakkaks esimest korda tegutsema pisike mobiilne instrumendikandja Nanohod. See liikuv kettsõiduk on niisama suur kui A5 paber, kaalub vaid kaks kilogrammi ja emalaevaga seob teda meetri pikkune "nabanöör". Minisõiduki instrumendikapsel saab 180 kraadi võrra liikuda ja teha seega nii lähifotosid kui keemilisi analüüse.

2005. aastal peaks Marsile lendama USA automaatjaam Mars Surveyor 2005 Lander. Marsile laskub maandur pinnasepuuriga ja sellelt väljub sõiduk Athena. Kogutud proovid saadetakse orbiidile. 2005. aastal peaksid ka prantslased Marsile viima Mars Surveyor 2005 Orbiteri, mis toob orbiidil olevad pinnaseproovid Maale. Ja lõppude lõpuks peaksid 2019. aastal inimesed punaplaneedile jõudma.

Kasutatud kirjandus:

• "Universum". Tallinna Raamatutrükikoda, 1998;
• "Täheatlas". J. Jaaniste, E. Saar; Tallinn, "Valgus", 1990;
• "Astronoomialeksikon". H. Eelsalu; Tallinn, "Eesti Entsüklopeediakirjastus", 1996;
• ajalehed "Postimees" ja "Eesti Ekspress";
• ajakiri "Horisont" (4/1999)
• interneti meililist obs-teated;
• interneti lehekülg http://www.obs.ee/astro/surveyor/, http://www.nasa.gov/.