První přistání na Marsu: Co zjistily meziplanetární sondy Viking o rudé planetě?

Jak už to bývá, ani mise Viking se nerodila lehce. Národní poradní výbor pro letectví – budoucí NASA – hned při svém založení v říjnu 1958 prohlásil, že k jeho hlavním úkolům bude patřit právě studium Marsu. Jenže šlo o pouhou rétoriku: Když byl v následujícím roce prezentován desetiletý plán průzkumu vesmíru, o rudé planetě v něm nestálo vůbec nic.

Kosmické aktivity se však rychle rozšiřovaly, a Mars tak nakonec do hledáčku plánovačů pronikl. V roce 1961 dostala Laboratoř tryskových pohonů JPL v Pasadeně za úkol vypracovat studii o možnostech zkoumání čtvrté pla­nety. Když ji ovšem v květnu následujícího roku představovala, nejednalo se o radostné čtení. Experti z laboratoře konstatovali, že na uskutečnění smysluplné mise toho o Marsu víme příliš málo. A že existují i technické problémy – včetně komunikace na vzdálenost desítek milionů kilometrů, dostatečně výkonného a spolehlivého zdroje energie či sterilizace sondy, abychom nezavlekli pozemské mikroorganismy do cizích světů…

První (ne)smělé plány

Zdálo se, že Mars skončí na nějaký čas na vedlejší koleji, ne-li rovnou v zapomnění. Ústředí NASA však vidělo v letu na rudou planetu obrovský vědecký i propagační potenciál a navzdory varováním z Pasadeny si nechalo od firem General Electric a Avco vypracovat koncepci průzkumné stanice. V obou případech zůstalo jen u studií, nicméně na nich už se dalo stavět. V prosinci 1964 byl potom schválen program Voyager v hodnotě 1,25 miliardy dolarů. (Nezaměňovat s později realizovanou misí sond Voyager k velkým planetám Sluneční soustavy – jde pouze o shodu jmen.)

Počátkem roku 1965 začala NASA hledat vhodného dodavatele vybavení pro zmíněnou misi. Nabídky předložilo 28 firem, přičemž komise kosmické agentury vybrala k posouzení projekty od společností Boeing, General Electric a TRW. V červenci 1965 však přišlo šokující zjištění ze sondy Mariner 4: Atmosféra Marsu není tak hustá, jak se předpokládalo. Bylo tedy nutné přepracovat zamýšlené koncepce přistání, a očekávaný start sond Voyager se tudíž posunul na rok 1973.

Projekt předpokládal použití rakety Saturn IB s horním stupněm Centaur, která by k Marsu dokázala vyslat třítunový náklad, zahrnující družicovou část a přistávací modul. Jenomže po zjištění Marineru 4 se musel modul vybavit raketovými motory pro snížení přistávací rychlosti. Výrazně tím narostla jeho hmotnost, a ještě před koncem roku 1965 tedy program čekala další zásadní změna: Nosnou raketou se měl stát obří Saturn V, vyvinutý pro pilotované lety na Měsíc. Ve třístupňové verzi dosahoval startovní hmotnosti 2 700 tun, výšky 111 metrů a na nízkou oběžnou dráhu zvládl vynést dodnes nepřekonaných 145 tun nákladu. V jeho možnostech bylo nasměrovat k rudé planetě přes 30 tun užitečného zařízení. Jeden Saturn V měl tedy vždy vypustit dvojici průzkumných sond.

Program Voyager neměl představovat jednorázovou akci, ale relativně koncepční průzkum Marsu s rostoucí náročností jednotlivých misí. Počítalo se s tím, že celkem čtyři Saturny V vy­užijí startovací okna v letech 1973, 1975, 1977 a 1979 k vypuštění čtyř párů sond. Zatímco hmotnost zařízení při prvním startu měla činit 25,1 tuny, při druhém už se jednalo o 26,3 tuny, a při zbývajících dvou dokonce o 27,7 tuny. V roce 1967 bohužel Kongres popsané plány zrušil, když neschválil potřebné finance. NASA se pak rozhodla realizovat menší výpravu v roce 1975 s využitím nosičů Titan III. Mise dostala název Viking a na rozdíl od jiných meziplanetárních automatů, které se vyvíjely na základě úprav již existujících zařízení, vznikaly stejnojmenné sondy „na zelené louce“. Vytvářely se tedy přesně podle stanoveného cíle – žádné kompromisy ani polovičatá řešení – což mělo hlavní podíl na jejich úspěchu.

Modul průzkumník

Základ přistávacího modulu tvořila plošina o rozměrech 0,46 × 1,5 m, spočívající na třínohém podvozku. Hmotnost aparatury činila 1 120 kg při zahájení sestupného manévru a na povrchu planety pak 605 kg. Sestava byla vybavena i mechanickým manipulátorem, který sbíral vzorky hornin a rovněž zjišťoval fyzikální vlastnosti povrchu planety – prostě do něj „rýpal“ a na základě vzniklých rýh vědci uvedené atributy stanovili. Přistávací modul mohl se Zemí komunikovat buď přímo, nebo přes družicovou část. Energii mu dodávaly dva radioizotopové generátory s příkonem 76 W (při startu), což bohatě pokrývalo běžnou spotřebu dosahující 56 W. O hladké dosednutí se postaraly tři hydrazinové motory, z nichž každý měl 18 trysek, aby se rovnoměrně rozptýlily vznikající spaliny.

Devět přístrojů vážilo jen 29 kg a jednoznačně mezi nimi vynikala biochemická laboratoř složená ze 40 tisíc součástek. K dalšímu přístrojovému vybavení sondy patřil detektor nabitých částic ve výškách nad 100 km, hmotový spektrometr pro studium neutrálních částic (obě aparatury pracovaly pouze během sestupu), zobrazovací systém – dvě identické, metr vzdálené kamery s barevnými filtry, dále meteorologická stranice zahrnující teploměr, tlakoměr a přístroj pro sledování rychlosti a směru větru, seismometr, plynový chromatograf, hmotový spektrometr a fluorescenční rentgenový spektrograf pro detekci prvků periodické soustavy mezi hořčíkem a uranem.

Viking 1: přistání jinde

Viking s pořadovým číslem jedna vynesla 20. srpna 1975 do vesmíru raketa Titan IIIE Centaur a 19. června následujícího roku přešla sonda motorickým manévrem na oběžnou dráhu kolem Marsu. Prvotní průzkum přinesl jedno nemilé překvapení: Oblast Chryse vybraná původně pro vyslání přistávacího modulu se pro podobný úkon nehodila. Podobně nezbylo než zavrhnout i záložní lokalitu Tritonis Lacus. Dosednutí plánované na 4. července, k 200. výročí vzniku Spojených států, se tak muselo odvolat.

Nakonec se modul 20. července 1976 vydal do oblasti Chryse Planitia, hladce přistál a biologické experimenty se pak odehrávaly až do 30. května následujícího roku. Všechny ostatní pokusy na sondě byly oficiálně ukončeny v únoru 1979, nicméně specialisté z NASA modul ještě několikrát aktivovali, naposledy v listopadu 1982. Původně se přitom jeho životnost plánovala na 58 dní. Družicová sekce fungovala až do vyčerpání zásob pracovního plynu pro orientační a stabilizační systém. Než se tak 7. srpna 1980 stalo, odeslala k Zemi kromě jiného 51 539 fotografií rudé planety a jejích měsíců – některé ze vzdálenosti pouhých 36 km.

Viking 2: přistání bez spojení

Sonda s pořadovým číslem dva představovala neméně úspěšnou výpravu. Startovala 9. září 1975 a k cíli dorazila o rok později 9. srpna. Vybrané přistávací lokality se opět ukázaly jako nevhodné, takže nakonec padla volba na oblast Utopia. Přistání se uskutečnilo 3. září 1976, ale došlo při něm k poruše stabilizace družicové části, a tím i k přerušení spojení s modulem. Biologická laboratoř pak pracovala až do 28. května 1977 a ostatní přístroje ukončily svá pozorování 29. března 1980. Družicovou část Vikingu 2 – stejně jako její sesterskou stanici – vypnul po vyčerpání zásob plynu v orientačním a stabilizačním systému povel ze Země. Kalendář ukazoval 25. července 1978.

Sondy Viking přinesly mnoho zajímavých poznatků a odborníci si cenili především dlouhodobého pozorování na oběžné dráze i na povrchu planety. Bylo tak totiž možné studovat změny v atmosféře či počasí v průběhu celého tamního roku.

Co jsme vlastně našli?

Biologická laboratoř, do níž se vkládalo mnoho nadějí, na Marsu žádný život ani jeho stopy nenašla. Zaznamenala sice některé neobvyklé procesy, jež se někdy dávají do souvislosti s možnou přítomností látek organického původu, ale všechny se podařilo vysvětlit i neorganicky – což samozřejmě neznamená, že by ve skutečnosti nemohly mít organický původ.

V roce 2012 přišel ovšem mezinárodní tým vědců pod vedením biologa Josepha Millera s revolučním tvrzením. Badatelé znovu analyzovali data získaná sondami Viking a s přihlédnutím k aktuálnímu stavu poznání pak ve zveřejněné studii konstatovali, že zmíněné automaty život na rudé planetě našly! „Na základě toho, co jsme dosud dokázali, jsem si na devadesát devět procent jistý, že tam život je,“ hýřil optimismem Miller. Vědecká obec však závěry kolegů nepřijala, neboť je utvořili na základě matematických a statistických modelů. Jinými slovy: Než aby se věnovali dokazování vlastní (ne)existence živých forem na Marsu, zpracovávali naměřené výsledky pomocí pravděpodobnostních modelů. Daná metoda sice může přinést mnoho nových zjištění, ale její přesnost klesá s počtem zkušeností – a pozitivní zkušenosti nám při nalézání mimozemských organismů opravdu chybějí. Matematický algoritmus lze tudíž nastavit jakkoliv a vždy „správně“. 

Přestože tedy nakonec výprava Viking přinesla víc otázek než odpovědí, právem jí náleží zápis v kronice kosmonautiky – na čestném místě a vyvedený zlatým písmem.