Kui 2002. aasta jaanuaris-veebruaris juhtub õhtuti ilm selge olema, siis võib lõuna-edelataevas lisaks tavalisele taevapildile näha veel üht punakat tähte, mis päriselt täht ei ole. See on planeet Marss, mis eemaldub Maast pärast 2001. aasta juunis toimunud vastasseisu (lähiseisu). Järgmine kohtumine, sedapuhku juba suur vastasseis, leiab aset 2003. aastal.

   Huvi naabri vastu pole raugenud

   Marss on planeet, mis kõige rohkem on pälvinud nii täheteadlaste kui laiema publiku tähelepanu. Juba üle 100 aasta on teadlased vaielnud selle üle, kas Marsil kunagi on olnud elu või on ehk praegugi. Mitmed astronoomid väitsid tol ajal, et nende leitud Marsi kanalite võrgustik on kindel tõend töökate marslaste olemasolust. Kanalid osutusid küll silmapetteks, aga lootus Marsil elu leida jäi. Sellele näisid viitavat näiteks Marsi värvitoonide muutused aastaaegade vaheldumisel. 1962. aastal koostatud ülevaates kirjutas Ülo-Ilmar Veltmann: “Ei ole siiski põhjust arvata, et Marsi mered on kaetud ainult samblike ja vetikatega. Mõningate kaalutluste põhjal võiksid seal esineda madalad põõsastikud, aga võib-olla isegi hõredad okasmetsad.” Nii võis arvata enne, kui Marsile laskusid kosmosesondid. Vahepealsetel aastatel on nii orbitaaljaamadelt tehtud vaatluste kui ka Marsi pinnal teostatud uuringute põhjal saanud selgeks, et Maa taimestiku kehvagi analoogi (rääkimata loomastikust) Marsil ei ole. Pole vähimatki lootust, et Marsil maandunud kosmosesõidukit võtaksid vastu marslased, nagu lahedates ulmejuttudes on kirjeldanud Ray Bradbury ja teised.

   Siiski pole huvi Marsi vastu raugenud. Otsitakse vastust küsimustele, kuhu on kadunud Marsi vesi, miks on atmosfäär väga hõre võrreldes Maa omaga, millised protsessid on kujundanud Marsi pinnastruktuurid jne. Vaikinud ei ole vaidlused elu olemasolust – need on siirdunud uuele tasandile. Probleemiks on, kas noorel Marsil, millel tõenäoliselt oli praegusest paksem atmosfäär, kõrgem temperatuur ja rohkem vett, jõudsid tekkida algelised elusorganismid, ning kui kaugele nad arenesid, ja kas Marsil leidub praegugi eluvõimelisi mikroobe. Seda kõike uuritakse mitte ainult uudishimust, vaid lausa rakendusliku eesmärgiga – Marsil toimunu teadmine ja mõistmine aitavad aru saada Maal toimunust ja toimuvast.

   Marsi uurimisega tegelevad paljud teadlaskollektiivid, keskeltläbi ilmub iga päev vähemalt üks uus uurimus Marsi kohta. Pea iga nädal “toodetakse” aga selline uudis, mis jõuab massimeediasse. Kiire arengu tõttu vananevad Marsi käsiraamatud ja ülevaated mõne aastaga.

   Järgnevates kirjutistes püüan esitleda uuemaid huvitavamaid andmeid Marsi kohta, tuua võrdlusi Maaga. Alustuseks aga veidi Marsi vaatlemise tingimustest ja uurimise ajaloost.

   Areograafia sünnist

   Punaka värvusega Marss on nime pälvinud rooma sõjajumalalt Marsilt, harvemini kasutatakse kreeka sõjajumala Arese nime. Arese järgi on aga nime saanud Marssi käsitlevad teadusharud: geograafiale vastab areograafia, geofüüsikale areofüüsika jne.

   Mõõtmetelt on Marss (ekvaatoriläbimõõt 6794, polaarläbimõõt 6750 km) peaaegu kaks korda väiksem Maast, kuid Maa kaaslasest Kuust omakorda kaks korda suurem. Marsi kaugus Maast kõigub suurtes piirides. Kui Marss on Maalt vaadatuna ühenduses Päikesega, nii et Maa on ühel pool, Marss teisel pool Päikest, siis ulatub Maa-Marsi vahemaa kuni 401 miljoni kilomeetrini. Vastasseisude ajal, mil Maa ja Marss on ühel pool Päikest, võib vahemaa olla ainult 54,5 miljonit kilomeetrit. Vastavalt sellele kõigub suuresti Maalt nähtav Marsi nurkläbimõõt. Suurimate lähenemiste ajal on see 25,7 kaaresekundit, mis jääb siiski 60 korda alla Kuu nurkläbimõõdule. Suurimate kauguste puhul on Marsi ketta ulatus ainult 3,5 kaaresekundit ja kujutis sarnaneb peaaegu tähega. Seetõttu on kõik kosmoseajastu- eelsed Marsi avastused tehtud vastasseisude ajal. Eriti viljakad on olnud nn. suured ehk periheelsed vastasseisud, kui elliptilisel teel liikuv Marss on vastasseisu ajal parajasti oma orbiidi periheeli lähedal. Vastasseisud korduvad iga 2–3 aasta järel, suured vastasseisud esinevad 15 või 17 aasta takka.

   Marsi suurte pinnamoodustiste heleduskontrastid on võrreldes näiteks Maa mandrite ja merede kontrastiga suhteliselt väikesed, mistõttu isegi vastasseisude ajal millegi nägemiseks on vaja küllalt häid teravaid kujutisi andvat teleskoopi, Maa atmosfääri rahulikku seisundit ja vaatluskogemusi. Galileo Galilei ja tema kaasaegsete kasutuses olnud esimese põlvkonna teleskoopides oli küll näha Marsi ketas, kuid pinnadetailid ei eristunud.

   Areograafia arengus oli oluliseks 1659. aasta, kui Madalmaade füüsik Christiaan Huygens skitseeris Marsi pinnal asuva iseloomuliku kujuga tumeda laigu Syrtis Majori. See on esimene Marsil leitud detail. 1666 avastas itaallane Giovanni Cassini valge laigu Marsi polaaralas ehk polaarmütsi.

   18. sajandil ehitati eelnevast paremaid teleskoope ja Marssi uurisid selle aja parimad vaatlejad eesotsas William Herscheliga. Säilinud Marsi joonistustel on näha mitmeid tumedaid moodustisi, mida nimetati meredeks, kuid eri aegadel tehtud pildid erinesid tublisti ning vaatlejad ei söandanud otsustada, kas tegemist on Marsi pinna püsidetailidega või muutustega planeedi pilvkattes. Edasiminek Marsi kaardistamisel tuli alles 19. sajandil, olulist osa mängis selles omaaegne Tartu tähetorni juhataja Johann Heinrich Mädler (1794–1874).

   Mädler koostab esimese Marsi kaardi

   Johann Heinrich Mädler oli 19-aastane, kui tüüfus viis tema mõlemad vanemad ning ülikooli õpingute asemel pidi ta hakkama koduõpetajaks, et toita ennast ja nelja nooremat õde-venda. Siiski jätkus tal energiat ja tahtmist ennast arendada Berliini ülikoolis kõrgema matemaatika ja astronoomia loenguid kuulates. Meeldiv pööre eraõpetaja rutiinses elus toimus siis, kui tema juures hakkas tunde võtma Berliini pankur Wilhelm Beer. Astronoomiahuvi alusel said õpetaja ja õpilane peagi headeks sõpradeks ning Beer otsustas rajada eraobservatooriumi, kuhu ta Mädleri tööle palkas. Observatoorium ehitati Tiergartenisse, 12-jalase pöörleva kupli alla hangiti 9,5- sentimeetrise objektiiviga kvaliteetne Fraunhoferi refraktor. 1828 alustati vaatlustega. Pärast teleskoobi võimaluste tundmaõppimist otsustati pühenduda taevakehade kaardistamisele. 1830. aasta algul hakati joonistama Kuud, suvel alustati aga Marsi uurimist, et kasutada septembris saabuva suure vastasseisu aegseid häid võimalusi. Eesmärgiks seati Marsi pöörlemisperioodi täpne määramine ja Marsi pinna laikude püsivuse uurimine.

   Vaatlusi soosis hilissuve hea ilm. Beer ja Mädler istusid ööst öösse teleskoobi taga, joonistasid kordamööda Marssi ja võrdlesid kohe üksteise nähtut, et veenduda selle usaldusväärsuses. Vaatlused kinnitasid Marsi laikude püsivust. Töö kokkuvõttes on kirjas: “Meie vaatlustulemused on oluliselt erinevad varasemate uurijate järeldustest. Hüpotees, et laigud on sarnased meie pilvedega, tuleb lugeda kummutatuks.”

   Beer ja Mädler vaatlesid Marssi ka järgmiste vastasseisude ajal ning vaatlused kinnitasid Marsi laikude püsivust. Analüüsides nii enda kui ka varasemate vaatlejate tehtud Marsi joonistusi, leidsid nad Marsi pöörlemisperioodiks 24 tundi 37 minutit 23.7 sekundit, mis tänapäeval aktsepteeritust erineb ainult sekundi jagu. 1840. aastal koondas Mädler kõik vaatlused ja koostas esimese Marsi kaardi (="h2002n1l5p1.html">vt joonis). Samal aastal lahkus ta Berliinist ja tuli Tartusse ülikooli astronoomiaprofessoriks.

   Tartus jätkas Mädler Marsi uurimist 1841. aasta vastasseisu ajal, kasutades siinse tähetorni 24-sentimeetrise objektiiviga suurepärast Fraunhoferi refraktorit, mis praegu on vanaduspuhkusel tähetorni idasaalis. Marsi jooniste avaldamisel tegi ta koostööd kohaliku maalikunstniku ja graafiku Georg Schlateriga, kes aastal 1832 oli Tartus rajanud Eesti esimese litograafia töökoja. Schlater valmistas Mädleri joonistuste alusel graafilise lehe (="h2002n1l5p2.html">vt joonis), mis illustreeris ajakirjas “Astronomische Nachrichten” avaldatud Mädleri Marsi uurimust.

   Hinnates eelkäijate tööd, kirjutas Prantsuse astronoom Camille Flammarion oma 19. sajandi lõpul ilmunud Marsi monograafias: “Marsil ei ole oma ainust Christoph Kolumbust, kes saavutas kuulsuse Ameerika avastamisega; terve faalanks astronoome on olnud tegevuses uurimaks seda taevast kontinenti. Aga Marsi maadeavastuste tõelisteks pioneerideks tuleb pidada Beeri ja Mädlerit.”

   Marsi kaart täitub detailidega

   Ehkki tänapäeva mõõdupuu järgi primitiivne, oli Mädleri kaart oluliseks läbimurdeks Marsi uurimisel. Nüüd hakkasid paljud nägema Marsi pinna püsimoodustisi ja Mädleri kaardile täiendusi ja täpsustusi lisama, kaart muutus mõnekümne aastaga detailirikkaks. Oma osa oli siin muidugi ka järjest parematel teleskoopidel, ja sellel, et Marsi vaatlemisel haarasid liidripositsiooni lõunapoolsed observatooriumid, kus vaatlustingimused paremad.

   Beeri ja Mädleri järeltulijatest oli kõige edukam Itaalia astronoom Giovanni Schiaparelli. Milano hea läbipaistvusega taeva all valmistas ta 1877. aasta suure vastasseisu ja järgnevate vastasseisude ajal detailirikkaid Marsi kaarte. Neil esitatu varustas ta antiigiteemaliste nimedega, mis olid valitud väga õnnestunult ja võeti kohe omaks teiste astronoomide poolt ning on enamasti kasutusel tänini. Tema joonistustel ja kaartidel on esitatud enamus Marsi detailidest, mida on võimalik näha maapealsete teleskoopidega. Isegi enam, Schiaparelli pingutas üle ja arvas end nägevat Marsil asuvat suhteliselt korrapärast “kanalite” võrgustikku.

   19. sajandi viimastel ja 20. sajandi esimestel aastakümnetel käis Marsi vaatlejate vahel äge vaidlus kanalite reaalsuse ja nende “kaevajate” – marslaste olemasolu kohta. Marslastesse uskujad eesotsas USA ärimehe ja astronoomi Percival Lowelliga arvasid nägevat üha uusi kanaleid, enamus astronoome suhtus asjasse siiski skeptiliselt, sest oma silmaga Marssi üle vaadates nad kanaleid ei näinud.

   Marsi visuaalse uurimisega tegeles oma teaduskarjääri algul ka Eesti astronoom Ernst Öpik (vt joonis), keda astronoomi elukutset valima innustas muuseas lootus leida Marsil elu.

   Kanalite pooldajate lootused purustas fotograafia rakendamine Marsi uuringutel. Fotodel tulid üldjoontes välja samad tumedad-heledad alad nagu visuaalsetel joonistustel, välja arvatud kanalid, milliseid pole näha parimatelgi fotodel. Seetõttu alates 20. sajandi keskpaigast koostatud Marsi kaartidel kanaleid enam ei näe.

   1960. aastatest hakkasid Marssi külastama kosmosesondid ning sestpeale on Marsi maapealsed vaatlused peaaegu konkurentsivõimetud. Marsi orbiidilt tehakse meetrise lahutusega Marsi pinna fotosid ning areograafia on jõudnud täiesti uuele tasemele – kartograafide tööks on sadade tuhandete üksikpiltide ühtsesse süsteemi seadmine ja nende alusel suuremastaabiliste kaartide koostamine. Tänapäeva Marsi kaardid ei mahu ammugi ajakirja ühele leheküljele. Väikese ettekujutuse Marsi uute kaartide detailirikkusest annab joonis.

   MIHKEL JÕEVEER (1937) on Tartu Observatooriumi kosmoloogia osakonna vanemteadur, "Tartu Tähetorni Kalendri" toimetaja. Füüsika-matemaatikakandidaat.

Pildid:

• Esimene Marsi kaart. Koostanud Johann Mädler 1840. aastal. Marsi põhja- ja lõunapoolkera on esitatud nii, nagu nad nähtuvad pooluste poole vaadates. Olulisemad detailid on tähistatud tähtedega a, b, c jne. Ekvaatori lähedal asuvat suhteliselt kompaktset tumedat ala “a” kasutas Mädler alg- ehk nullmeridiaani defineerimiseks. Sama algmeridiaan on kasutusel ka uuematel kaartidel, kus “a” on saanud nimetuse Sinus Meridiani, “f” tähistab Marsi kõige silmapaistvamat tumedat ala Syrtis Majorit.
• Fragment G. F. Schlateri graafilisest lehest (kivitrükk) J. Mädleri poolt Tartus tehtud Marsi joonistustega. Kogu graafilisel lehel on esitatud ajavahemikus 24. jaanuarist kuni 21. juunini 1841 tehtud 40 vaatlust.
• Kosmosesondide tehtud piltide põhjal koostatud Marsi kaart.
• Marss nii, nagu jäädvustas selle Eesti astronoom Ernst Öpik. Pilt on tehtud Moskvas 17. aprillil 1918. Valge ovaalne laik pildi alumises servas on põhja polaarmüts.