Przystanek nauka - portal Uniwesytetu Śląskiego w Katowicach

W skład misji wchodził orbiter Mars Express Orbiter (MEO) oraz lądownik Beagle 2. Lądownik miał za zadanie przeprowadzić badania geologiczne, atmosferyczne oraz egzobiologiczne (poszukiwać śladów życia marsjańskiego). Lądowanie Beagle 2, które odbyło się 25 grudnia 2003 roku, wprawdzie się powiodło, ale panele otworzyły się tylko częściowo, co uniemożliwiło komunikację z orbiterem. Lądownik został uznany za stracony.

Mars Express był pierwszą misją na Marsa Europejskiej Agencji Kosmicznej. Od rozpoczęcia operacji naukowych w 2004 roku Mars Express dostarczył zapierających dech w piersiach widoków Marsa w trzech wymiarach, a także najbardziej kompletną mapę składu chemicznego atmosfery, zbadał księżyc Marsa – Fobosa – w niespotykanych dotąd szczegółach i prześledził historię wody na całym globie, pokazując, że Mars kiedyś krył w sobie warunki środowiskowe, które mogły być odpowiednie dla życia.

Wśród najważniejszych osiągnięć misji należy uznać m.in.:

• Odkrycie śladowych ilości metanu w atmosferze Marsa. Naukowców zainteresował sam fakt istnienia tego gazu, którego pochodzenia nie są w stanie jednoznacznie wytłumaczyć. Jak wiadomo, metan jest organicznym związkiem chemicznym, a na Ziemi powstaje w wyniku beztlenowego rozkładu szczątków roślinnych, stanowi też główny składnik gazu kopalnianego i gazu ziemnego. Głównym źródłem metanu jest gaz ziemny i pokłady węgla, dlatego pojawiła się hipoteza o możliwości udziału prymitywnych form życia na Marsie w jego wytwarzaniu. Hipoteza nie została dotąd potwierdzona.
• Odkrycie obecności amoniaku w atmosferze planety. Amoniak, podobnie jak wcześniej odkryty metan, ulega szybkiemu rozpadowi w panujących na Marsie warunkach. Stała obecność tego gazu wymaga istnienia stałego źródła uzupełniającego jego zasoby. Dwie wysunięte hipotezy, biologiczna upatrująca źródła w prymitywnych formach życia jak i druga tłumacząca istnienie obu gazów aktywnością geologiczną, nie zostały potwierdzone.
• Opracowanie pierwszych map gradientu temperaturowego w atmosferze Marsa, rozkładu dwutlenku węgla, map składu chemicznego atmosfery. Poznanie obecnego oddziaływania wiatru słonecznego na planetę, która w przeciwieństwie do Ziemi, nie ma wewnętrznego pola magnetycznego. Mars Express przyglądał się naładowanym jonom, takim jak tlen i dwutlenek węgla, wypływającym w przestrzeń kosmiczną, aby lepiej zrozumieć tempo, w jakim atmosfera ucieka z planety.
• Badania bieguna południowego planety z użyciem radaru MARSIS pozwoliły wyznaczyć grubość pokrywy logowej, co jest znaczącym krokiem w określeniu ilości wody obecnej na Marsie. Instrument OMEGA posłużył do stworzenia map rozmieszczenia warstw lodu w strefach podbiegunowych. Przyczynił się też do wykrycia śladów występowania wody w stanie ciekłym we wczesnej epoce istnienia Marsa. Pozostawiła ona ślady w postaci uwodnionych minerałów. Zestalony do formy kryształków lodu dwutlenek węgla wykryty został także w położonych wysoko (80 km) nad powierzchnią Marsa chmurach. Na Marsie chmury tworzą się też krótkotrwale nawet na wysokości 100 km, wyżej niż na innych skalistych obiektach w Układzie Słonecznym.
• Odkrycie pierwszego subglacjalnego jeziora na Marsie (2018), 1,5 km poniżej południowej polarnej czapy lodowej. Wówczas obliczono, że ma ok. 20 km średnicy i co najmniej metr głębokości oraz wysnuto przypuszczenie, że jest bardzo zasolone. W 2020 roku odkryto kolejne trzy subglacjalne jeziora na Marsie, 1,5 km poniżej południowej polarnej czapy lodowej. Rozmiar pierwszego i jednocześnie największego odkrytego jeziora został skorygowany do 30 km średnicy. Okazało się, że jest ono otoczone przez 3 mniejsze jeziora, każde o szerokości kilku kilometrów.
• Zobrazowanie szerokiego na 80 kilometrów krateru Korolewa wypełnionego około 2200 kilometrami sześciennymi lodu wodnego. Lód krateru jest częścią znacznie większych zasobów lodu na biegunach Marsa.
• Zbadanie chmury orograficznej wydobywającej się od wulkanu Arsia Mons. To najbardziej wysunięty na południe wulkan tarczowy formacji Tharsis Montes w regionie Tharsis, jedyny położony na południe od równika. Jego spłaszczony stożek wznosi się ponad 9 km nad otaczającą wyżyną, zaś średnica jego kaldery wynosi około 110 km.
• Spektakularne zdjęcia z kamery HRSC pokazujące niezwykłą różnorodność struktur na powierzchni Marsa: wyschnięte koryta rzeczne, ślady powodzi, ruchome wydmy, pozostałości po lodowcach, ślady po pęknięciach skorupy, co wskazuje na bogatą geologicznie historię planety. To pomogło w opracowaniu modeli powierzchni, które stworzono na podstawie zdjęć stereograficznych. Przydają się one podczas planowania kolejnych misji, w tym wyborze odpowiednich miejsc lądowania.
   

Warto wspomnieć, że w misji Mars Express jest także polski akcent. Polska brała udział w międzynarodowym eksperymencie PFS (Planetary Fourier Spectrometer). To urządzenie przeznaczone jest do otrzymywania charakterystyk widmowych powierzchni i atmosfery Marsa w podczerwieni. Ich analiza umożliwia dokładniejsze poznanie składu chemicznego badanych obszarów i pozwala rozwiązać zagadkę obecności ciekłej wody na tej planecie we wczesnym okresie jej historii. W Centrum Badań Kosmicznych PAN prowadzone były prace konstrukcyjne związane z PFS, a mianowicie: opracowanie oprogramowania w ramach systemu PISA (Primary Investigator Support Area) do analizy danych housekeepingu PFS, konstrukcja modułu skanera – systemu do pozycjonowania przestrzennego osi optycznej spektrometru PFS oraz konstrukcja modułu zasilania całości urządzenia.

Europejska Agencja Kosmiczna wielokrotnie ogłaszała koniec misji i równie często ją przedłużała. Istotnym problemem był fakt, że aparatura sondy pracowała na przestarzałym oprogramowaniu, a mianowicie systemie Windows 98. Po 19 latach oprogramowanie sondy Mars Express w końcu zostało zaktualizowane. Dzięki temu system działa szybciej, sprawniej i nie zapycha pamięci. Dzięki temu misja wciąż może być kontynuowana.   

Opracowano na podstawie materiałów Europejskiej Agencji Kosmicznej (ESA) 
oraz Centrum Badań Kosmicznych PAN