Ohavně vyčerpávající celočarodějné exameny

Mars

Astronomie

Angela QuickBow

7. ročník, Havraspár

Obsah

1 Úvod 

2 Planeta 

      2.1 Základní informace 

      2.2 Geologie 

      2.3 Měsíce

3 Atmosféra 

      3.1 Teplota 

      3.2 Složení 

      3.3 Oblačnost 

      3.4 Voda 

4 Mise MARS 2020 

      4.1 Perseverance 

            4.1.1 SuperCam 

            4.1.2 MEDA 

            4.1.3 Mastcam Z 

            4.1.4 PIXL 

            4.1.5 SHERLOC 

            4.1.6 MOXIE 

            4.1.7 RIMFAX 

      4.2 Ingenuity 

            4.2.1 Technologie 

            4.2.2 Lety 

      4.3 Vrácení vzorků na Zem 

5 Závěr 

6 Poděkování

1 Úvod

Cílem této práce je seznámit čtenáře s planetou Mars. Ze začátku se zaměřuji na základní fakta o planetě jako takové, které jsou nám již známé. Také se trochu rozepíšu o měsících této planety. Na konec jsem se rozhodla blíž prozkoumat a představit vám nejaktuálnější misi americké agentury NASA, která nese název MARS 2020.

2 Planeta

2.1 Základní informace

Mars je čtvrtá planeta sluneční soustavy. I přesto, že se vyvíjel v oblasti, kde bylo více místa a mohl tak nasbírat více materiálu, zůstal znatelně menší než Země. Má oproti Zemi přibližně čtvrtinovou plochu povrchu a desetinovou hmotnost. Vznikl přibližně před 4,5 miliardami let akrecí z pracho-plynného disku (zvětšování objemu vlivem připojování vnějších částic k vlastnímu tělesu). Prachové částice se po srážkách začaly formovat na malá tělesa, která gravitací přitahovala další částice a okolní plyn, až vznikla protoplaneta.

Ta byla následně bombardována materiálem, který zbyl ze vzniku soustavy, takže se její povrch neustále přetvářel a tavil. Dokonce se mohlo stát, že se celý povrch roztavil do podoby tzv. magmatického oceánu.

2.2 Geologie

Geologicky mají Mars a Země mnoho společných rysů a řadí se mezi pozemské (kamenné) planety. Velká část hornin na povrchu je magmatického druhu, který se nazývá čedič.Také vrstvy planety Mars jsou podobné těm na Zemi; obě planety mají atmosféru, kůru, plášť a jádro.

Zatím všechny horniny a minerály, které byli na Marsu objeveny, se nachází také na Zemi. Povrch planety pokrývá oxid železitý, proto se nám při pozorování zdá červená. Dále tam můžeme nalézt horniny jako již spomínaný magmatický čedič, sedimentární pískovec, impaktity (horniny vytvořeny nebo upraveny dopady meteoritu) a evapority (horniny vzniklé odpařením vody z roztoků, převážně mořských vod nebo slaných jezer, například sádrovec, halit, kalcit).

2.3 Měsíce

Mars má dva měsíce Phobos (strach) a Deimos (hrůza). Jsou pojmenováni podle synů boha války Area z řecké mytologie, kteří ho doprovázely do válek.

Existence těchto měsíců byla předpovězena již dlouho před jejich objevením americkým astronomem jménem Asaph Hall v roce 1877. Německý matematik, astrolog a astronom Johannes Kepler usoudil, že pokud má Země jeden měsíc a Jupiter čtyři (v té době jich víc objeveno nebylo), musí mít Mars dva, aby nebyla narušena harmonie kosmu.

Měsíce mají vázanou rotaci, což znamená, že jsou k Marsu otočení neustále jednou a tou samou stranou. Mají podobné chemické složení jako tělesa, které tvoří pás planetek mezi Marsem a Jupiterem. Právě proto se předpokládá, že jsou to asteroidy, které byli zachyceni gravitací Marsu.

Druhá teorie předpokládá srážku velkého tělesa s Marsem, která horniny z povrchu obou těles vystřelila na oběžnou dráhu Marsu a poté se zformovali do podoby měsíců. Abychom však poznali skutečnou odpověď na tuhle otázku, bude nutné z povrchu měsíců odebrat vzorky a blíže je prozkoumat.

3 Atmosféra

3.1 Teplota

Mars má velmi řídkou atmosféru. Nedokáže zachovávat tepelnou výměnu mezi povrchem a okolím, proto jsou zde velké teplotní rozdíly ve dne a v noci.

Průměrná teplota u povrchu planety se pohybuje kolem -63 °C. Na rovníku se běžně pohybuje mezi -90 °C a -10 °C. Teplota půdy na povrchu může narozdíl od toho někdy dosáhnout i +30 °C.

3.2 Složení

Atmosféra se skládá převážně z oxidu uhličitého (95,32 %). Obsahuje také dusík (2,7 %), argon (1,6 %), kyslík (0,13 %), oxid uhelnatý (0,07 %) a vodní páru (0,03 %).

Další plyny, které se vyskytují v atmosféře Marsu, jsou neon, krypton, xenon, ozón a metan.

3.3 Oblačnost

Oblačnost na planetě tvoří nejspíš krystalky oxidu uhličitého, které vznikají zhruba 15 km nad zemí. Také se zde často vyskytují prachové bouře či malé vzdušné prachové víry.

Během takové bouře může vítr na povrchu planety dosahovat až 200 km/h. Jinak je průměrná rychlost větru 35 až 50 km/h, ale kvůli řidší atmosféře nemá takovou sílu jako na Zemi.

3.4 Voda

Na povrchu nemůže existovat kapalná voda, protože by se kvůli nízkému tlaku začala vyparovat. Nachází se tedy pouze ve formě ledu nebo jako vodní pára, která vzniká při zvýšení teploty.

Předpokládá se, že na povrchu voda přeci jen kdysi tekla, avšak kdy to bylo a co se s ní stalo doteď není známo.

4 Mise MARS 2020

Mise odstartovala 30. července 2020. Vozítko Perseverance pak doletělo k Marsu 17. února 2021 a následně úspěšně přistálo den poté. Cílem mise je zkoumat atmosféru a počasí na Marsu a také sbírat vzorky, které je v plánu následně dopravit zpátky na Zem.

4.1 Perseverance

Rover s názvem Perseverance (Vytrvalost) je hlavní součástí mise MARS 2020. Je to šestikolové vozítko ovládané automaticky a váží 1043 kg. Nese 23 kamer, 2 mikrofony a sedm vědeckých přístrojů, které budou zkoumat povrch Marsu.

Vozítko má za úkol zkoumat také počasí a atmosféru na Marsu. Vzorky hornin, které cestou posbírá, by měli být v budoucnu přepraveny zpátky na Zemi.

4.1.1 SuperCam

SuperCam je přístroj na zjišťování chemického složení hornin a půdy, včetně molekulárního a atomového složení. Tyto data může zjišťovat až na vzdálenost 5 metrů.Také by mohl zjistit, zda se náhodou na povrchu nenachází prvky a látky, které by mohly být nebezpečné pro člověka.

Rovněž lze pomocí něj zjistit, zda byla na Marsu někdy v minulosti voda a zda se v ní nacházel život.

4.1.2 MEDA

Teplotu, vlhkost atmosféry, rychlost a směr větru, tlak, záření a také množství prachových částic ve vzduchu měří meteorologická stanice MEDA (Mars Environmental Dynamics Analyzer).

Data z této stanice pomáhají vědcům zpřesňovat předpovědi počasí na Marsu a zjistit, jak je podnebí vhodné pro pobyt člověka.

4.1.3 Mastcam Z

Rover dokáže zkoumat i velmi vzdálené objekty, a to pomocí systému kamer s názvem Mastcam Z, které dokážou přiblížit, zaostřit a pořídit 3D panoramatické a barevné snímky i videa vysokou rychlostí.

4.1.4 PIXL

Dalším z přístrojů je PIXL (Planetary Instrument for X-Ray Lithochemistry), který pořizuje detailní snímky textury hornin a půdy a také dokáže pomocí rentgenu identifikovat chemické vzorky.

4.1.5 SHERLOC

Složení minerálů, organických molekul a případné důkazy o minulém životě na planetě dokáže odhalit systém SHERLOC. Nachází se na paži vozítka Perseverance a je to laser, kamera a spektrometr v jednom.

Dalším z jeho cílů je zkoumat, jaký vliv má prostředí na různé materiály vhodné pro výrobu skafandrů. Díky těmto zjištěním se později budou moci vyrábět lepší skafandry pro astronauty letící na Mars.

4.1.6 MOXIE

Vozítko nese na sobě také přístroj MOXIE, který má za úkol připravit půdu pro budoucí lidské mise na Mars a vyzkoušet způsob, jakým bychom mohli vyrábět kyslík pro dýchání a pohon z marťanské atmosféry.

20. dubna 2021 (den jeho prvního spuštění) vytvořil 5,4 g kyslíku. Je poměrně malý, avšak do budoucna jsou plánovány mnohem větší, díky kterým by se nemuselo na Zemi natankovat tolik kapalného kyslíku, protože by mohl být po příletu doplněn právě kyslíkem z těchto přístrojů.

4.1.7 RIMFAX

Poslední z přístrojů, RIMFAX, je umístěn na spodní části vozítka. Využívá radarové vlny k měření podzemí pod vozítkem. Dosah radaru je 10 metrů pod povrch a jeho cílem je hledat vodu a minerály pod povrchem Marsu.

4.2 Ingenuity

Spolu s vozítkem Perseverance byl na Mars dopraven i malý plně autonomní vrtulník s názvem Ingenuity. Je to první létající stroj, který kdy létal na jiné planetě. Jeho cílem je ukázat technologický pokrok a otestovat technologie, které budou potřeba pro případné cestování strojů, nebo dokonce lidí po Marsu.

Vrtulník musel být zkonstruován tak, aby dokázal létat ve stokrát řidší atmosféře, než je zemská. I proto jeho vývoj začal již v roce 2013 a trvalo 6 let, než byl proveden úspěšný test v atmosféře podobné té na Marsu.

4.2.1 Technologie

Velká část technologií, které jsou použita na vrtulníku, je běžně dostupná a prodejná. Třeba takový software běží na operačním systému Linux, který hodně lidí využívá na svých počítačích.

Hardware je také většinou z veřejně dostupných produktů. Obsahuje procesor, který se používá v mobilních telefonech a snímky pořizuje díky 13 mpx barevnému fotoaparátu.

Také má na sobě laserový výškoměr, sklonoměr pro hladký start a několik gyroskopů a akcelerometrů.

4.2.2 Lety

První let měl být proveden 11. dubna 2021, nakonec byl však kvůli potížím odložen až na 19. dubna. Tento let trval 39,1 sekundy.

Celkem měl vrtulník provést minimálně 5 letů v průběhu 30 dní. V současné době jich má za sebou již 17. Poslední let absolvoval 5. prosince a několik dní poté se začal plánovat další let.

4.3 Vrácení vzorků na Zem

NASA spolu s Evropskou vesmírnou agenturou (ESA) pracují na způsobech, jak přivést vzorky hornin, které rover Perseverance sesbírá, zpátky na Zem k dalšímu zkoumání. Plánují se dvě mise “Mars Sample Return”, které budou na sebe navazovat.

První by měla za úkol přistát poblíž kráteru Jezero, kde se nachází rover, převzat vzorky a poté je vypustit zpátky do vesmíru. Druhá by tyto vzorky poté zachytila na oběžné dráze Marsu a následně bezpečně dopravila zpátky na Zem.

Přistání na Marsu je plánováno již v roce 2028 a navrácení na Zem někdy začátkem 30. let. Inženýry a vědce však čeká ještě mnoho testování a vývoje.

5 Závěr

Na závěr bych chtěla říci, že ačkoliv jsme jako lidé dokázali již tolik skvělých věcí, pořád máme ještě dlouhou cestu před sebou. Ve vesmíru je toho tolik, co se dá prozkoumat a nepochybně i hodně věcí, o kterých zatím ani nevíme, že existují, nebo by mohli existovat. Každým dalším krokem se však posouváme dál a dál a to je na tom to skvělé. Možná se toho naše generace nedožije, ale věřím, že jednou lidé na jiné planetě žít budou; ať už to bude Mars, nebo ne.

6 Poděkování

Ráda bych vyjádřila svou vděčnost profesorce Betelgeuse Orionis, která mě v prvním ročníku seznámila s astronomii a ukázala mi její čaro. Lituji jediného, že jsem nestihla ve studiu u ní pokračovat.

Také děkuji panu profesorovi Epansovi Mc Broomovi za jeho nápadité výklady a provedení ročníkem druhým.

V neposlední řadě mé díky patří madam Niane z Libelusie za možnost skládat u ní zkoušky OVCE, i když jsem u ní předmětem neprošla, a za pomoc při výběru tématu.