2021 on merkittävä vuosi Mars-lentojen historiassa. Kesällä 2020 peräti kolme maata lähetti punaista planeettaa kohti yhteensä kaksi mönkijää, yhden laskeutumisaluksen, yhden minihelikopterin ja kaksi kiertoradalle asettuvaa satelliittia, ja nyt ensimmäinen niistä saapuu perille: satelliitti Al-Amal tai englantilaisittain Hope. Kyseessä on Yhdistyneiden arabiemiirikuntien kaikkien aikojen ensimmäinen Mars-hanke.
Kolmen maan Mars-hankkeista saadaan aiempaa yksityiskohtaisempia tutkimustuloksia Marsista – planeetan kaasukehästä aina sen pinnan hiekkaan asti.
Kaasukehää tutkii kaksi uutta kiertoradalle asettuvaa satelliittia: Hope sekä Kiinan Tianwen-1-hankkeeseen kuuluva satelliitti.
Yhdistyneiden arabiemiirikuntien satelliitti on nimeltään Al-Amal tai englantilaisittain Hope eli toivo. Sillä on työkaluinaan muun muassa spektrometri. Kaikki aineet lähettävät tai imevät itseensä valoa tietyillä aallonpituuksilla. Kun tutkitaan esimerkiksi kaasukehästä tulevaa valoa, voidaan spektrometrin avulla tunnistaa, mitä aineita kaasukehässä on.
Hopen on myös määrä mitata, miten paljon lämpöä Marsin pinnalta haihtuu ja miten paljon hiilidioksidia kaasukehään kerääntyy. Hiilidioksidi vaikuttaa planeetan lämpötilaan kasvihuoneilmiön kautta samalla tavalla kuin Maassa.
Näin Hope kartoittaa Marsin ilmastoa
Hope-satelliitti tekee mittauksia näkyvän valon sekä infrapuna- ja ultraviolettivalon alueella. Se kerää tietoja mm. lämpötilan vaihteluista ja otsonista Marsin kaasukehässä.
Hiilidioksidin lisäksi Hope tarkkailee veden – tai sen ainesosien vedyn ja hapen – määrää kaasukehässä. Toiveena on laatia päiväkohtaisia sääennusteita Marsin lämpötilasta, pilvipeitteestä ja sateista.
Kiinan HX-1-satelliitin tehtävänä taas on selvittää metaanin määrää Marsissa. Metaani voi olla merkki elämästä.
Nasan Curiosity-mönkijä, joka on kierrellyt Marsissa vuodesta 2012 lähtien, on havainnut Marsin pinnalla ajoittain huomattavia metaanipitoisuuden heilahteluja.
Sen sijaan kiertoradalla lentävät satelliittiluotaimet eivät ole huomanneet muutoksia kaasukehässä. Niinpä on epäilty, että metaani hajoaa noustessaan kaasukehässä.
Satelliitit mittaavat kaasuja
Satelliitit mittaavat Marsin kaasukehän koostumusta. Siitä voidaan tehdä päätelmiä planeetan ilmastosta, veden esiintymisestä ja elämän mahdollisuuksista.
Miten Marsin ilmasto muuttuu?
Tutkijoilla on melko karkea kuva Marsin ilmastosta. Jos käy hyvin, Hope-satelliitin mittausten pohjalta voidaan laatia päiväkohtaisia ennusteita lämpötilasta, pilvisyydestä ja sateista. Lämpötilan vaihtelu voidaan päätellä siitä, miten paljon lämpösäteilyä imeytyy kaasukehän hiilidioksidiin. Hiilidioksidi imee etenkin lämpösäteilyä 7–8 ja 14–16 mikrometrin aallonpituuksilla.
Miten nopeasti vesi haihtuu Marsista?
Mars on menettänyt vettään jo pitkään. Katoamisnopeudesta voidaan päätellä, miten kauan elämä mahdollisesti ehti kehittyä Marsissa. Hope-satelliitti selvittää veden haihtumista mittaamalla ultraviolettisäteilyä 121,6 nanometrin ja 135,6 nanometrin aallonpituuksilla. Kun auringonsäteily osuu veteen, veden vety ja happi säteilevät juuri näillä aallonpituuksilla.
Onko Marsin metaani peräisin pieneliöistä?
Kiinan HX-1-luotain mittaa metaanin määrää Marsin kaasukehässä. Marsin pinnalla on havaittu suuria metaanipitoisuuden vaihteluita, joita ei ole osattu selittää. HX-1:n avulla yritetään testata teoriaa, jonka mukaan metaani on peräisin pinnan alta oliviinimineraalista tai mikrobeista. Metaani muodostaa klatraatteja eli metaanijäitä ja haihtuu, kun klatraatit kesäisin sulavat.
Kiinan HX-1 etsii metaania kaasukehän alaosista. Toiveissa on, että se voisi selvittää metaanin alkuperän. Metaani voi olla peräisin pinnanalaisesta merestä, jossa sitä syntyy mineraaleista tai mikrobien aineenvaihdunnasta.
Tutkijat ovat arvelleet, että kallioperästä tai pieneliöistä tuleva metaani muuttuu pinnan alla metaanijääksi eli klatraatiksi, joka sitten kesän lämmössä sulaa kaasuksi ja pihisee kaasukehään.
Nasa pelkää liikenneruhkaa Marsissa
Hope-luotaimen saavuttua Marsiin Kiina ja USA seuraavat pian perässä omilla aluksillaan.
Liikenteestä tulee niin tiheää, että Nasa pitää erityisen tarkasti silmällä alusten ratoja, kun ne lähestyvät punaista planeettaa.
Ne saattavat nimittäin törmätä toisiinsa – tai esimerkiksi luotaimiin, jotka jo ennestään kiertävät Marsia.