Vážení čtenáři. Velice nás těší váš zájem o dění na Marsu. Pochopitelně i my v redakci sledujeme s napětím každý další krůček vozítka Perseverance. Rozhodli jsme se pro jistotu vytvořit seriál, který postupně pokryje dění kolem tohoto vozítka i jeho úžasného technologického demonstrátoru, vrtulníčku Ingenuity. U ostatních sond jsme vždy přinášeli ohlédnutí za tím, co zajímavého se dělo a budeme v tom pokračovat, což se týká nejen Curiosity, ale i dalších. V případě sondy Perseverance (česky Vytrvalost) však cítíme, že jsme svědky něčeho ještě většího – výzkumu, který vstoupí do dějin přelomovými kroky, jako je test helikoptéry na jiném tělese Sluneční soustavy, nebo odběr vzorků, které by měly být v budoucnu zkoumány v pozemských laboratořích. O hledání stop dávného života ani nemluvě. Seriál pro vás bude psát více redaktorů. Věříme, že o to zajímavější bude pro nás všechny.

Vytrvalost jako hrdý nástupce Zvídavosti

Už v první dekádě druhého tisíciletí začaly vznikat obrysy pojízdné marsovské laboratoře. A to vše v éře úspěšných marsovských roverů Spirit a Opportunity. Ale nešlo to jinak. Vývoj tak složitého pokročilého vozítka, jakým je Curiosity (česky Zvídavost), trvá roky, ba spíše přímo desetiletí. V NASA už mají dost zkušeností, a tak se vždy zhruba za pět až osm roků narodí nové, stále dokonalejší zařízení pro průzkum povrchu Marsu.

Curiosity dělá selfie
Zdroj: NASA/JPL-Caltech, http://mars.nasa.gov/

Když jsme se dozvěděli, že rover o hmotnosti bezmála jedné tuny bude nutné dopravit na povrch pomocí létajícího jeřábu, vyznělo to jako šílenost. Pokud si to nedokážete představit, ale zažili jste diskuze o tom, že je nemožné přistávat s raketami, tak zhruba víte, o jak neuvěřitelný nápad se tehdy jednalo. A když se jej podařilo v srpnu 2012 bezchybně použít k přistání Curiosity v kráteru Gale, byli fanoušci i inženýři v NASA u vytržení.

Na odkazu této dodnes stále funkční mise pak mohl navázat „svatý grál“ výzkumu Marsu. Zkonstruování podobného vozidla, které bude vybaveno ještě dokonalejšími přístroji, a navíc odebere vzorky, které budou v budoucnu dopraveny na Zemi. Tak se zrodila Perseverance.

Mise začíná

Jak už jsme si řekli, samotná mise se rodí mnoho let předtím. Některé díly stačilo zrecyklovat z vývoje Curiosity. Jinde stačilo jen být trochu odvážnější a přístroje vylepšit (okamžitě vás asi napadnou zoomovací barevné panoramatické kamery na stožáru, ale takových drobných vylepšení jsou desítky). Tak či onak platí, že Perseverance se rodila téměř osm let. Startovací okno v červenci 2020 se naštěstí stihlo a jako bonus se podařilo něco tak neuvěřitelného, jako přidání prvního testovacího vrtulníku Ingenuity na břicho vozítka.

Pohled na vrtulník Ingenuity ještě v pozemské přípravné hale, 6. 4. 2020. Zdroj: NASA/JPL

Přistání 18. února 2021 máme nyní všichni ještě v živé paměti, ale třeba si tento článek někdo otevře až po mnoha letech. Proto vás s hrdostí na celou naši redakci můžeme odkázat na dosud nejúžasnější přistávací manévr v dějinách výzkumu Marsu. Sledovali jsme jej v živém textovém přenosu, informovali na sociálních sítích, vysílali na Mall.TV a náš duchovní otec a šéfredaktor byl u toho spolu s výborným popularizátorem kosmonautiky na hvězdárně v Brně.

Už předchozí přistání Curiosity proběhlo velmi podobně. Především tehdy poprvé byl i sestup atmosférou řízen pomocí odhazování zátěží a korekčních motorků. Ale sestup Perseverance byl oslavou kosmické navigace. Již několik týdnů před přistáním byla provedena poslední korekce dráhy, protože se ukázalo, že sonda je přesně tam, kde ji chceme mít a nebylo třeba dalších korekcí těsně před příletem. Perseverance si sama při přistání určila, kdy bude nejlepší otevřít padák, žádný předem naprogramovaný manévr.

Sol 0, přistávací manévr. Pohled z Lander Vision kamery narovnaný a obarvený Kevinem M. Gillem. Foto: NASA/JPL-Caltech

Po odhození tepelného štítu přišel první z vrcholů. Vozítko si samo snímalo povrch pod sebou, aby bylo možné vybrat nějaké bezpečné místo k přistání, což se povedlo s neuvěřitelnou přesností. Po oddělení od ochranného krytu přišel vzorový úhybný manévr stranou a samotné dosednutí pomocí vznášejícího se jeřábu, pod kterým se rover pohupoval na třech lanech. Zbytek už dobře známe. Vozítko dosedá, lana se přesekávají, létající stupeň mizí pryč a tříští se o povrch. Kamery Perseverance rychle dokumentují okolí a posílají první snímky na sondu Mars Reconnaissannce Orbiter, která vše nejen sledovala svým dalekohledem, ale i přenášela datové balíčky k nám na Zemi. S odstupem něco málo více jak jedenácti minut vybuchuje část Zeměkoule nadšením. To dorazil signál o dosednutí na povrch. Mise začala.

První měsíc na povrchu

Když začaly přicházet první snímky z místa přistání i videa samotného náročného přistávacího manévru, docházela nám slova. Přesto jsme se pokoušeli vám první dojmy a snímky přinášet co nejdříve to bylo možné. S hrdostí na inženýry NASA, s radostí z toho všeho jsme sdíleli společnou radost z dobře vykonané věci.

Další týden po přistání byla už taková klasika. Podrobné nasnímání okolí, testy mechanických částí, jako jsou kola a robotická paže. Kamery Perseverance nás nepřestávaly udivovat. Snímky byly ještě lepší než naše očekávání. Fantastické okolí dotvářelo tu mozaiku nových emocí a zážitků.

Trochu dříve, než tomu bylo u Curiosity se dala Perseverance do pohybu. Nejprve jen ladně zacouvala a po otočce popojela, aby vzápětí každý další marsovský den urazila desítky metrů, především směrem k severu a pak i k východu. Mohlo se zdát, že to znamená jediné, časem se pojede na sever, objede se méně bezpečná oblast a vydáme se k nánosům usazenin v bývalé říční deltě asi kilometr na západ. Ale kdepak. Ve skutečnosti to byl jen podrobný průzkum okolí s jasným záměrem, který byl odhalen až 23. března večer na tiskové konferenci k vrtulníku Ingenuity.

Sol 32, mapa dosavadních míst navštívěných Perseverance včetně pozice odhozených krytů vpravo nahoře a názvů vybraných kamenů. Zdroj: NASA/JPL-Caltech/MSSS/Phil Stooke

Mezitím probíhaly další důležité testy. Snímání kamerou SuperCam na úplném vrcholu kamerového stožáru. Dále střílení laserem na blízký kámen Máaz, o němž jsme se díky tomu dozvěděli, že je složen z minerálů typických pro sopečné horniny. Vtip je ten, že i když to nyní víme, stále není jasný původ těchto světlých kamenů v podloží. Jde o usazeniny sopečného materiálu, který sem byl donesen v dávné minulosti, nebo jde o skutečné sopečné vyvřeliny? Uvidíme až v budoucnu. Každopádně místo přistání v kráteru Jezero je dosud geologicky nejzajímavější lokalitou.

Poslední týden přinesl důležité události, jako odhození krytu mechanismu pro sběr a ukládání vzorků nebo odhození ochranného krytu Ingenuity. Sběrný systém je ukryt na spodní straně vozítka a pro manipulaci se vzorky a s trubičkami by nebyl prostor. Víko tohoto systému je ale už jen kusem odpadu na povrchu Rudé planety a to je v tomto případě dobrá zpráva. Zajímavostí bylo, když pak o několik dnů později bylo skoro na stejném místě odhozeno i víko chránící helikoptéru. Tím se dostáváme do žhavé přítomnosti, ve které tento článek vzniká.

Sol 26, kalibrační terčíky kamery Watson na robotické paži s testovacími materiály ve spodní řadě, ale i geocoinem 221 Baker (odkazující na adresu bydliště Sherloca Holmese) i samotnou podobiznou detektiva uvnitř bludiště ve čtvrtém terčíku zleva. Zdroj: NASA/JPL-Caltech

Vynalézavost vstupuje na scénu

V následujících týdnech se bude nejvíce skloňovat jméno vrtulníčku Ingenuity (česky Vynalézavost). Podrobněji se o něm rozhovoří kolega v příštím dílu. Ale vzhledem k tomu, že v úterý 23. 3. 2021 večer našeho času proběhla tisková konference, máme pár důležitých novinek, které dosud nebyly známy. Pojďme si je přehledně shrnout.

V první řadě bylo prezentováno, abychom při každém pohledu na tento úžasný stroj mysleli na to, jak moc je odlišný od běžné sondy, které poletují vesmírem, nebo byly kdy dopraveny na jiné těleso. Jde o testovací prototyp, takže nemůžeme čekat více, než test, zda je možné létat na Marsu. Ovšem případný úspěšný let by byl něčím mimořádným.

Zkusme to přirovnat k prvnímu letu motorového stroje těžšího než vzduch bratří Wrightů, který se vznesl 17. 12. 1903. Na počest tohoto letu umístili inženýři kousíček látky z letounu Wright Flyer 1 nad rotorovou část Ingenuity (ze spodní části solárního panelu). Toto letadlo je legendou, byť šlo také jen o technologický experiment. Část tohoto stroje letěla už na Měsíc v modulu Eagle Apolla 11.

"We are very proud to honor that experimental aircraft from long ago, by carrying a small piece of fabric on Ingenuity."@NASAJPL chief engineer Bob Balaram explains how the #MarsHelicopter carries a small piece of the Wright Brothers' original Flyer 1: pic.twitter.com/S7S3pBbJbt

— NASA (@NASA) March 23, 2021

Vzhledem k tomu, že jde o první test podobného zařízení na Marsu, bude se postupovat velmi obezřetně. Jen samotné vyložení a přípravy vrtulníčku zaberou deset dní. Testovací let pak očekáváme po 8. dubnu.

Perseverance se nyní přesune do místa vybraného pro testovací let. To je mimochodem poblíž místa přistání, jen asi 15 metrů na sever. Výhodou tohoto místa je velmi bezpečný terén a možnost prozkoumat jej do nejmenších detailů. Během toho, jak se Perseverance přesouvala nejdřív na sever a pak kousek k východu, pořizovala snímky této oblasti, takže známe každý detail, každý malý kamínek, který se zde nachází.

Sol 30, pohled kamerou Watson na Ingenuity odhalený po odpadnutí krytu. Zdroj: NASA/JPL-Caltech

Připomeňme, že jakmile bude Ingenuity vyložen, nastane napínavá fáze (alespoň tak byla prezentována), protože v tom okamžiku musí Perseverance popojet pryč alespoň pár metrů, a to nejpozději do 25 hodin. Na solární panel musí dopadat sluneční záření dříve, než by se vybily jeho vlastní akumulátory. Vrtulníček totiž vydrží maximálně jednu marsovskou noc a pak se musí nabít (akumulátory jsou samozřejmě chráněny vlastním elektrickým vyhříváním).

Proces vyložení trochu připomíná narození dítěte. Nyní je Ingenuity propojen s vozítkem, jako dítě s matkou pupeční šňůrou, ale po dosednutí na povrch už bude odkázán jen na své palubní akumulátory a ty se budou nabíjet z fotovoltaických článků.

Perseverance pak odcouvá do bezpečné vzdálenosti. Mělo by to být 100 metrů, protože bezpečnost vozítka zůstává na prvním místě, ale nyní jsme se dozvěděli, že to bude 60 metrů východně od testovací oblasti. První let vrtulníku bude následovat až poté, co bude ověřena funkčnost motoru (točení vrtulí bez pokusu o vzlet). Ingenuity při prvním letu vystoupá do výšky tři metry. Bude snímat povrch rychlostí 30 snímků za sekundu a pokusí se o otáčení na místě. Po 3s visení přistane opět v místě startu. Místo vzletu a přistání má rozměr 10 metrů a letová zóna směřující na sever je dlouhá 90 metrů.

Letová zóna Ingenuity – místo přistání Perseverance je na okraji zóny prvního startu. Zdroj: NASA/JPL-Caltech/University of Arizona

Pro testy je vymezeno časové okno v délce jednoho měsíce (30 dnů). Jde o technologický demonstrátor a více není třeba. Mnohem důležitější je následný výzkum robotem Perseverance. Všichni jsou samozřejmě zvědavi, jak se Ingenuity vypořádá s nízkými nočními teplotami a marsovskou atmosférou. Neočekávají se problémy s větrem. Počasí už bylo prozkoumáno a poryvy obecně nepředstavují riziko, jak jej známe s filmů, kde jde o snahu udělat děj napínavější.

Aby se s letovými podmínkami Ingenuity bez problémů vypořádala, musel jí být dán do vínku vysoký výpočetní výkon. V praxi to znamená, že byla trochu porušena pravidla, kdy vesmírné sondy jsou osazeny radiačně odolnou elektronikou, která musí být dostatečně vyzkoušená. Vrtulníček obsahuje podobně výkonný počítač, jako měly mobilní telefony asi před třemi lety. Je tedy 150× výkonnější, než počítač Perseverance, a opravdu je tedy výkonnější, než všechny dosavadní planetární sondy dohromady.

Následující lety by měly být i do strany a zpět na místo přistání, nebo i na nové místo přistání. Maximální výška letu byla určena na 5 metrů. Omezením je laserový výškoměr, aby fungoval zcela spolehlivě. Všichni víme, že celkově je plánováno pět testovacích letů se stále rostoucí náročností. Podrobný plán je ovšem jen na první tři lety a pak se uvidí. Můžeme doufat, že vše půjde podle plánu a inženýři se při posledním letu hodně odváží a zažijeme něco mimořádného.

Informace z tiskové konference podrobně shrnul Mirek Pospíšil, kterému patří velký dík za spolupráci na přípravě seriálu i za dosavadní pomoc se souhrny dění.

Zdroje informací:
http://www.unmannedspaceflight.com/
https://mars.nasa.gov/mars2020/

Zdroje obrázků:
https://db-prods.net/marsroversimages/Perseverance/2021/Sol30_Watson.jpg
https://external-preview.redd.it/T4e3MZL4hOQlmX6CbgHlpZ9dI4S9vQrHB4Y1emhnFMw.jpg
https://images-assets.nasa.gov/image/KSC-20200407-PH-JPL01_0002/KSC-20200407-PH-JPL01_0002~orig.jpg
https://www.flickr.com/photos/thomasappere/51047306911/
http://www.unmannedspaceflight.com/index.php?act=attach&type=post&id=47380
https://live.staticflickr.com/65535/51059530428_a221b79131_h.jpg
https://mars.nasa.gov/system/resources/detail_files/25744_PIA24494-1200.jpg