Meie loo kangelane planeet Marss on endiselt nähtav õhtuti edelataevas. Märtsis on ta Jäära tähtkujus, aprilli algul liigub Sõnni. Päikesesüsteemi siseplaneetide liikumist jälgides näeme, et Maa ja Marsi vahemaa kasvab, sest Päikesele lähemal olev Maa liigub oma orbiidil kiiremini ja aeglasem Marss ei jõua järele. 1. märtsil on Maa-Marsi vahemaa 290, 1. aprillil 323 miljonit kilomeetrit. Kauguse kasvades väheneb järjest Marsi nurkläbimõõt (1. märtsil 4,8 ja 1. aprillil 4.3 kaaresekundit) ning maapealsete teleskoopidega praegu temal midagi huvitavat ei näe. Küll jätkavad Marsi uurimist kaks USA kosmosesondi Mars Global Surveyor (MGS) ja Mars Odysseus. Viimane neist jõudis Marsi orbiidile alles 24. oktoobril 2001 ja teeb esimesi vaatlusi. Pikk ja tulemusrohke töö on juba tehtud MGS-il.

   Mars Global Surveyor mõõdab Marsi kõrgused

   MGS startis Cape Canaverali kosmodroomilt 7. novembril 1996, Marsi juurde jõudis ta 11. septembril 1997, esialgne orbiit oli väga piklik: alumise punkti kõrgus 262, ülemise oma 54 000 kilomeetrit Marsi pinnast. Kasutades põhiliselt aerodünaamilist pidurdust, korrigeeriti orbiiti ümaramaks kõrgusteni 360 kuni 450 kilomeetrit, misjärel 1998. aastal alustati regulaarseid vaatlusi. Esialgu plaaniti vaatlusperioodiks aastad 1998 ja 1999, kuid vaatlusinstrumendid on siiani heas korras ja teevad üleplaanilist tööd.

   MGS vaatlusriistadest on kahtlematult väga edukalt töötanud laser-kõrgusmõõtja MOLA (Mars Orbiter Laser Altimeter, joonis trükinumbris). MOLA laser saadab orbiidilt Marsile infrapunavalgusimpulsse lainepikkusega 1,06 mikronit. Marsi pinnalt tagasi peegeldunud footonid püütakse 50-sentimeetrise peegelteleskoobiga. Edasi-tagasi teekonna läbimiseks kulub footonitel paar tuhandiksekundit. Selle aja järgi leitakse kosmosesondi kaugus Marsi pinnaelemendist, millelt laseri valgusimpulss peegeldus. Et kosmosesondi orbiit ehk kaugused Marsi tsentrist on küllalt hästi teada, siis lõppkokkuvõttes saab arvutada Marsi pinna üksikute punktide kõrgused.

   Mõõtmistäpsus on muljet avaldav: lokaalselt määratakse kõrgused täpsusega kuni 2 meetrit, horisontaalne lahutus on 160 meetrit. Igas sekundis tehakse kümme mõõtmist. Sekundikümnendikuga liigub MOLA Marsi kohal mõnisada meetrit edasi, nii mõõdetakse piki liikumistrassi pinnaelementide kõrgused mõnesaja-meetriste vahedega. Marsi topograafilise uurimise esimese etapi saagiks on põhja-lõunasuunalised kõrgusprofiilid (üks näide nendest on näha joonisel, kus on esitatud kõrgused piki 5000 kilomeetri pikkust trassi alates põhjalaiusest 70 kuni lõunalaiuseni -10 kraadi. Selle mõõtmine kestis 20 minutit).

   MOLA konstrueerimisel seati põhieesmärgiks Marsi globaalse topograafilise kaardi tegemine, kus 0,2 x 0,2 kaarekraadiste alade keskmised kõrgused oleks määratud täpsusega vähemalt 30 meetrit. Seni kogutud kõrgusprofiilide alusel on koostatud mitmeid Marsi kaarte, mis on märgatavalt täpsemad esialgu plaanitust. Juba praegu on Marsi topograafilised kaardid täpsemad mitmete meie koduplaneedi piirkondade kaartidest. Marsi kõrgusprofiilide kogumine ja nende kokkusõlmimine kaartideks jätkub.

   Ühe seni saadud Marsi kaardi vähendatud versioon on esitatud joonisel. Kõrgused sellel on markeeritud värvidega – Marsi madalamad alad on esitatud tumelilladena, kõrgeimad valgetena. Kaardi võrdlemisel Horisondi eelmises numbris esitatud heledate-tumedate alade kaartidega tuleb arvestada sellega, et vanadel joonistustel ja kaartidel esitati Marssi nii nagu ta paistab teleskoobis, kus ülemine-alumine ja vasak-parem on vahetatud. Vanadel kaartidel on seega lõuna üleval, põhi all. Uutel kaartidel on lõuna ikka all ja põhi üleval, nii nagu oleme harjunud.

   Marsi mandrid meredest madalamad

   Kui minevikus vaatlejad kaardistasid Marsi heledaid ja tumedaid alasid, siis tumedad alad said nimed veekogude järgi: suuremad nimetati meredeks (mare), väiksemad järvedeks (lacus), lahtedeks (sinus) ja soodeks (palus). Samuti talitasid Kuu kaartide koostajad. Eeskujuks olid Maa maastikud, kus veekogud on tumedamad ja kuivad mandrialad heledamad. Nii on ka Kuu veetud mered madalamad ümbritsevatest aladest.

   Ehkki juba maapealsete vaatluste põhjal sai selgeks, et Marsil on vett väga vähe ja sealsed mered on kindlasti veetud, siis analoogia põhjal Maa ja Kuuga arvati, et Marsi heledamad alad on kõrgemad tumedatest. Marsi meresid ja teisi “veekogusid” peeti endiste merede ja veekogude põhjadeks. Mingil määral toetas sellist loomulikku seisukohta ka merede üldine paigutus – analoogiliselt Maaga asub enamik Marsi meredeks peetud alasid planeedi lõunapoolkeral.

   Tõe otsimine analoogi abil ei vii alati tõeni. Nüüd, kus on olemas korralikud Marsi reljeefi kaardid, võib öelda, et puudub lihtne seos Marsi pinna heleduste ja kõrguste vahel. Marsi reljeef on pigem vastupidine varem arvatuga: heledad alad, niisiis mandrid, on enamasti madalamad meredest.

   Eriti drastiline on Marsi ühe heledama ala Hellase (joonis trükinumbris) näide, mis osutus Marsi kõige madalamaks paigaks. Hellas on ilmselt hiiglaslik löögikraater, mis tekkis Marsile mitu miljardit aastat tagasi. Hellase läbimõõt on 2100–2300 kilomeetrit, ümbritsevast alast on ta koguni 9 kilomeetrit madalam.

   Põhja tasandikud ja Lõuna kõrgmaad

   Laias laastus võib Marsi jagada kaheks – Põhja tasandikud (inglise keeles Northern Plains) ja Lõuna kõrgmaad (Southern Highlands). Põhja madalikud on suhteliselt tasased. Seal peaaegu puuduvad mäed ja orud, rääkimata suurtest kanjonitest, vähe on löögikraatreid. See toetab hüpoteesi, et kunagi asus selle koha peal Marsi ookean, mistõttu vesi võttis maha meteoriitide hoo. Siiski pole välistatud, et Põhja tasandikud on lihtsalt nooremad pinnavormid.

   Lõuna kõrgmaad on mitte ainul kõrged, vaid ka hoopis rohkem liigendatud võrreldes Põhja tasandikega. Üks silmapaistvamaid moodustisi on seal võimas kanjonite süsteem Valles Marineris, mis Lõuna kõrgmaa kõrgeimast alast Tharsisest suundub Põhja tasandikele (vt joonis). Marsi noorusajal võis see kanjonite süsteem kanda vett lõunapoolkeralt Põhja tasandikele.

   Kõrguste erinevuste mõttes on Marss Maast suuremate kontrastidega planeet. Marsi kõrgemate mägede ja Hellase kõrguste vahe ulatub 30 kilomeetrini, mis ületab Maa vastava näitaja poolteist korda. Arvestades veel sellega, et Maa läbimõõt on Marsi omast peaaegu kaks korda suurem, on Marsi pinna suhteline “krobelisus” kolm korda suurem Maa omast.

   Marsil ei ole suured mitte ainult üksteisest kaugel olevate alade kõrguste vahed, vaid ka lokaalsed kontrastid. Üheks näiteks on joonisel esitatud Elysiumi ala reljeef, mille kõrgemas osas on näha järsk sälk. Tegemist ei ole mõõtmisveaga, vaid reljeefi tegeliku astanguga. Mõõtmistrassil on Elysiumi lõhendik 20 kilomeetri laiune ja 3,5 kilomeetri sügavune.

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

Pildid:

• Päikesesüsteemi Maa tüüpi planeetide seis 1. märtsil 2002 vaadatuna põhja poolt. Keskel Päike (kollane), seejärel Merkuur (roheline), Veenus (valge), Maa (sinine) ja Marss (punane). Planeetide orbiitide ekliptika tasandist kõrgemal asuvad osad on sinised, allpool olevad rohelised. J. Walkeri järgi.
• Sama mis eelmine joonis, ainult et 1. aprillil 2002. J. Walkeri järgi.
• Üks Marsi topograafilistest profiilidest, mille mõõtis taser-kõrgusmõõtja MOLA. Põhja tasandike alas on märgatav aeglane tõus lõuna suunas ja ainult üksikute küngaste ja madalate orgude (aukude) olemasolu. Laiuskraadide 30–10 vahel läheb profiil üle Elysiumi, mis on võimsuselt teine Marsi vulkaaniline ala. Pärast Elysiumi algab tõus Lõuna kõrgmaale, Põhja tasandike lauskmaa asendub järskude tõusude ja langustega mäestikualaga. MOLA Science Teami diagramm.
• MOLA mõõdetud kõrgusprofiilide alusel valmistatud Marsi topograafilised vaated. Värvid markeerivad kõrgusi vastavalt juuresolevale ribakoodile. 15-kilomeetriste pinnaelementide keskmised kõrgused on määratud täpsusega 5 kilomeetrit. Poolkerade ülaosades laiuvad Põhja tasandikud (sinised).
  Vasakpoolse poolkera vasakul äärel on Amazonis (sinine), keskel mäestikuala Tharsis. Nende vahele jäävad Marsi kõrgeimad tipud – valgena märgitud kustunud vulkaanid. Tharsisest paremale suundub tohutu kanjonite süsteem Valles Marineris, all paremal serval olev ovaal on Argyra (roheline).
  Parempoolse poolkera silmatorkavaim ala on allosas asuv Marsi madalaim koht Hellas (tumelilla). Hellast ümbritsev kõrgmaade rõngas (kollakaspruun) koosneb arvatavasti hiigelkraatrist väljapaisatud ainest. Ülal paremal omaette asuv ümar mäestikuala on vulkaaniline Elysium.
  Mola Team