Kui NASA automaatjaam Phoenix mai lõpus Marsile jõudis, olid Spirit ja Opportunity tegutsenud seal juba üle nelja aasta. Erinevalt viimastest maandus müütilise linnu nime kandev automaatjaam aga kaugel põhjas, kuhu varem polnud jõudnud veel ühegi inimeste loodud kosmosesõiduki ratas ega jalg. Tema ees avanenud maastikku iseloomustab paremini kui kunagi varem Juhan Liivi luulerida "igav liiv ja tühi väli". Loodetavasti peitub aga selle mõneti maiseid arktilisi maastikke meenutava ala pinna all Phoenixi olulisim uurimisobjekt - jää.
Mõte saata automaatjaam Marsi polaaralasid uurima tekkis juba ammu. Esimene katse see teoks teha aga ebaõnnestus, kui 1999. aasta detsembris läks maandumisel lõunapooluse piirkonda kaduma Mars Polar Lander. Õnnetuse põhjuste väljaselgitamiseks moodustatud komisjon leidis, et tõenäoliselt peitus kurja juur maandumist juhtinud programmis, mis lülitas pidurdusmootorid välja juba jalgade laialilükkamisel tekkiva kolksu peale, mitte aga pinnaga kokkupuutumisel, nagu ette nähtud. Igatahes sai selgeks, et kui ka kõik muu oleks maandumisel kulgenud plaanipäraselt, siis leitud vea tagajärjel oleks maandur kindlasti purunenud. Komisjon tegi ka hulga ettekirjutusi ning kuna nende täitmiseks jäi aega väheks, tuli ära jätta kaks aastat hiljem startima pidanud ja oma ehituselt sarnase automaatjaama Mars Surveyor 2001 Landeri lend. Küll maandusid Marsil 2004. aasta jaanuaris edukalt kaks NASA kulgurit Spirit ja Opportunity. Siis aga kasutati samasugust hoopis kindlamat maandumismeetodit nagu Mars Pathfinder 1997. aastal, mille puhul kokkupõrget pinnaga pehmendavad vahetult enne seda täidetavad õhupallid.
Uuesti sündinud Phoenix
Uus polaarala uurimiseks mõeldud automaatjaam nimega Phoenix (Fööniks) sündis Mars Polar Landerilt ja Mars Surveyor 2001 Landerilt alles jäänud aparaatide ja sõlmede baasil justkui samanimeline müütiline lind oma tuhast. Tema maandumiskoht valiti põhjapooluse piirkonnas 68. põhjalaiuskraadil (Maa peal asuvad sellisel laiusel näiteks Koola poolsaar ja Lapimaa), kust praeguseni Marsi ümber tiirlev automaatjaam Mars Global Surveyor leidis 2002. aastal orbiidilt tehtud mõõtmiste abil pinnase kõige pealmises kihis palju jääd.
Phoenixil tuleb osaleda kahe põhilise ülesande lahendamisel.
Esiteks peab ta aitama välja selgitada vee ajalugu Marsil. Selleks tuleb leida vastus küsimusele, mil viisil on jää sinna saanud. Kas on see külmunud jäänuk kunagisest ookeanist, on selle maha jätnud taanduv jääkiht või on see sattunud sinna atmosfääris olevast veeaurust? Neid võimalusi aitab eristada pinnase keemilise koostise kindlakstegemine mitmesugustel sügavustel.
Teiseks tuleb kindlaks teha, kas Marsi polaarala pinnas võiks planeedi ajaloo soojematel perioodidel toetada võib-olla praegu spooridena eksisteerivate mikroorganismide elutegevust. Sel juhul peaks seal leiduma ka orgaanilisi aineid, olgu siis organismide eneste koostisosadena või nende toiduna.
Nagu 32 aastat tagasi Marsile jõudnud Vikingitelgi, kuid erinevalt Spiritist ja Opportunityst, on Phoenixil kolm jalga, robotkäpp ja automaatlaboratooriumid analüüside tegemiseks. Tema robotkäpp on 2,35 meetrt pikk ning selle otsa on kinnitatud väike kopp, millega saab kaevata kuni poole meetri sügavusi auke. Käpaga võetud proove saab uurida automaatlaboratooriumides, mida on kaks.
Esimeses neist kuumutatakse proove pisikestes, sentimeetri pikkustes ja kahemillimeetrise läbimõõduga anumates järk-järgult temperatuurini 1000 °C ja eraldunud gaaside koostist analüüsitakse mass-spektromeetriga. Peale veeauru ja süsihappegaasi on nii võimalik leida ka orgaanilisi aineid, mis on olulised elu eksisteerimiseks. Kuna kõik katseanumad on ühekordselt kasutatavad, saab selle aparaadiga uurida vaid kaheksat erinevat proovi. Mass-spektromeetriga on võimalik analüüsida ka atmosfääri koostist.
Teises laboratooriumis on neli teetassisuurust anumat, kuhu pannakse pinnalt ja erinevatelt sügavustelt võetud proovid. Neile lisatakse vett ja määratakse vastavate anduritega, mida on kokku 26, tekkinud segu happesust ning keemilist koostist. Kuna ka need anumad on kasutatavad vaid üks kord, siis saab niiviisi uurida kokku nelja proovi.
Kõigil Marsile maandunud automaatjaamadel on olnud kaamerad ümbruse pildistamiseks ja loomulikult pole ka Phoenix erand. Selle kahe meetri kõrgusel Marsi pinnast asetseva stereokaamera kaks objektiivi asuvad teineteisest umbes sama kaugel kui inimesel silmad ja võimaldavad saada ümbruskonnast kolmemõõtmelisi kujutisi, mis on eriti oluline robotkäpa täpseks juhtimiseks. Kummalgi vastuvõtjal on miljon pildipunkti (pikslit), seega vähem kui tänapäevastel digikaameratel. Tegelikult pole vahe siiski nii suur kui esimesel hetkel paistab, sest digikaamerate pikslid jagunevad kolme erinevat värvi filtrite vahel (pikslitel on individuaalsed filtrid), Phoenixi kaameral on aga terve vastuvõtja ees korraga üks filter. Neid on kokku 12, mille vahetamisega saab teha pilte erinevas lainepikkuste vahemikus. Piltidest aga võib omakorda kokku panna värvusfotosid.
Phoenixi teine kaamera lahutusvõimega kuni 23 mikromeetrit asub robotkäpa küljes kopa kohal. See lubab näiteks vaadata kaevandi seintel paljastuvaid pinnase kihte. Pildistatavat kohta saab valgustada erinevat värvi valgusdioodidega. Kolmas kaamera oli mõeldud maandumiskoha pildistamiseks veidi enne Phoenixi pinnale jõudmist. Kahjuks ei saadud seda kasutada, kuna Phoenixi stardi eel ilmnes, et piltide edastamine Maale võib segada muu olulise info ülekannet. Häire võimalus olnuks küll väga väike, kuid otsustati mitte riskida ja nii lendaski see kaamera kaasa kasutu ballastina...
Proove saab vaadata ka mikroskoobiga, mille lahutusvõime on kaks mikromeetrit. Seejuures saab uuritavat objekti valgustada punase, rohelise, sinise ja ultravioletse valgusdioodiga, et paremini esile tõsta pinnase ja jääkristallide struktuuri. Peale optilise mikroskoobi on Phoenix varustatud ka aatomjõumikroskoobiga lahutusvõimega 0,1 mikromeetrit. Robotkäpa küljes on neli ora Marsi pinna soojus- ja eletrijuhtivuse mõõtmiseks. Nende abil võib määrata veel pinnase ja atmosfääri niiskust.
Phoenixi ilmajaam mõõdab õhutemparatuuri ja -rõhku kolmel kõrgusel. Selle 2,2 meetri kõrguse masti tipus asub tuulelipp, mille asendit saab vaadata kaamerate abil. Samuti kuulub ilmajaama laserlokaator (lidar) jää- ja tolmuosakeste kontsentratsiooni määramiseks atmosfääris.
Energiat annavad Phoenixile kaks päikesepatareide paneeli kogupindalaga 4,2 ruutmeetrit. Sidepidamine Maaga käib Marsi ümber tiirlevate automaatjaamade vahendusel, info ülekandekiirus on 8000 kuni 128 000 bitti sekundis.
Phoenixi välispinnale on kinnitatud Ameerika Planeediühingu poolt koostatud mini-DVD, millele on salvestatud Marsi visionääride - Carl Sagani, Arthur Clarki jt - sõnavõtud, tuntud uurijate ja ulmekirjanike Marsi-teemalised teosed, sealhulgas Giovanni Schiaparelli "Teadaanne kanalitest", Percival Lowelli "Marss kui koht, kus on elu", Herbert Wellsi "Maailmade sõda", Ray Bradbury "Marsi kroonikad", Aleksei Tolstoi "Aelita" jne, Marsi-teemalised kunstiteosed ja umbes 250 000 inimese nimed, neid sai esitada veebi kaudu. Erinevalt näiteks Päikesesüsteemist lahkuvate Voyageridega kaasas olevatest heliplaatidest pole see mõeldud mitte teiste tsivilisatsioonide esindajatele Maa ja inimkonna kohta info andmiseks, vaid tema eesmärgiks on olla ajakapsel, millega edastada oma sõnumit või vähemalt nime tulevikku, meie oma tulevastele põlvedele. Võib mööduda sadu aastaid, enne kui tulevased kosmosearheoloogid selle ehk kunagi leiavad.
Esimesed muljed Marsilt
Phoenix alustas oma teekonda Marsile 4. augustil 2007 ja tema kolm jalga puudutasid meie naaberplaneedi punakat pinda selle aasta 25. mail (Eesti suveaja järgi 26. mail enne kella kolme öösel). Seekord tuli kasutada kolmele jalale maandumist, sest suurem mass (350 kg) ei võimalda kasutada õhupalle, nagu eelmise kolme edukalt laskunud automaatjaama puhul. Selleks, et ei juhtuks jälle nii, nagu 1999. aastal Mars Polar Lander'iga, oli seekord katsetatud maandumist erakordselt põhjalikult. Sellele vaatamata olid juhtimiskeskuse töötajate närvid nende endi kinnitusel viimased otsustavad seitse minutit viimseni pingul. Seekord läks siiski kõik hästi, vaid langevari avanes planeeritust 7 sekundit hiljem, mille tulemusena kaldus Phoenix ettenähtud maandumiskohast ligi 30 km kõrvale, jäädes siiski prognoositud maandumisala piiridesse. Parasjagu langevarjuga laskuvat Phoenixit õnnestus oma suure lahutusvõimega kaameraga pildistada Marsi ümber tiirleval automaatjaamal Mars Reconnaissance Orbiter (MRO).
Minut pärast maandumist katkestati energia kokkuhoiuks raadioühendus ja oodati siis 20 minutit päikesepatareide avamisega, kuni ülespaisatud tolm hajus. (Päikesepatareidele kogunev tolm on neid kasutatavate automaatjaamade suurimaid vaenlasi Marsil, sellega on hirmsasti hädas ka Spirit ja Opportunity.) Umbes kaks tundi hiljem saabusid esimesed fotod, millelt oli näha, et päikesepatareide paneelid olid tõesti avanenud, ilmavaatlusaparaatide mast üles tõusnud ning stereokaamera töökorras. Vaid robotkäpp pidi plaanide järgi veel oma avamisaega ootama. Kõige oodatum oli muidugi esimene vaade ümbrusele - mõnekümnesentimeetriste kividega hõredalt kaetud väljale. See ei olnud muidugi ootamatu, sest kivide väiksus ja nende paiknemise hõredus oli maandumispaiga valikul üks olulisemaid tingimusi. Asjatundjaid ei üllatanud ka pinda tihedalt kattev mõnemeetrise läbimõõduga hulknurksete kühmude, nn polügoonide mosaiik. Seda oli juba varem nähtud Marsi ümber tiirlevatelt automaatjaamadelt, ja mis kõige olulisem - sääraseid maastikke leidub ka Maal igikeltsaga aladel. Tekitab neid pinnaaluse jää perioodilise sulamisega ja taaskülmumisega kaasnev pinnase liikumine. Ilm oli maandumiskohas muidugi külmavõitu, temperatuur muutus -30 C ja -80 C vahel.
Järgmisel päeval saadeti Phoenixile käsk sirutada välja kohalelennu ajaks kokkupakitud robotkäpp, kuid siis tekkis esimene tõsisem tõrge (õnneks küll mitte Phoenixi süül) - retranslaatorina toiminud MRO ei saatnud korraldust edasi. Järgmisel päeval kasutati käskude edastamiseks Mars Odyssey'd ja käpp avanes. Ühe esimese ülesandena vaatas ta Phoenixi kõhu alla ja nähtavale ilmusid esimesed suuremad üllatused - kolm umbes kolmekümnesentimeetrise läbimõõduga heledat siledapinnalist laiku, millelt pidurdamisel kasutatud rakettmootorid olid pealmise pinnasekihi ära puhunud. Kas tõesti jää?! Kuid ka mõnede skeptiliste uurijate välja pakutud võimalus - tegemist on hoopis sooladega - poleks paha, sest viitaks sellele, et seal on kunagi asunud meri. Valget ainet võis märgata ka esimestes robotkäpaga kaevatud aukudes. Mõistatuse lahenduse võib aga anda vaid pinnaseproovi analüüs. Selleks võeti kopatäis pinnast ja puistati automaatlabori eelnevalt avatud vastuvõtuavasse. Kahjuks ei kinnitanud labori andurid proovi kättesaamist. Abi ei olnud ka vastuvõtuaval oleva pinnase raputamisest. Edu tõi alles kopa väristamine proovi sissevalamisel, katseanum täitus siis sekundiga. Kahjuks proovi kuumutamisel veeauru eraldumist ei täheldatud, kuid uurijate arvates võis jää olla pinnaseproovi mitmepäevase maanduril seismise ajal sublimeerunud, st aurustunud otse tahkest ainest, ilma vedelat olekut läbimata.
Nende oletus sai paari päeva pärast kinnitust, kui augu põhja jäetud valge aine kamakad õhu ja päikese käes seismisel nelja päevaga täielikult ära kadusid. See peab olema jää, soolad nii ei teeks, kinnitasid uurijad.
Niipalju oli Phoenixi tegemistest teada artikli kirjutamise ajal juuni keskel, kui tema uurimistöö oli kestnud vaid mõni nädal. Phoenixi tööajaks Marsil on aga planeeritud, nagu Spiritil ja Opportunitylgi, 90 Marsi ööpäeva, kuigi viimased on praeguseks selle tähtaja ületanud juba 17-kordselt.
TÕNU TUVIKENE (1952) on Eesti Hariduse ja Teaduse Andmesidevõrgu EENet programmeerija. Lõpetanud Tartu Ülikooli astrofüüsikuna 1975. Kuni aastani 1988 oli Tartu Observatooriumi (tollase AAI) insener ja nooremteadur tähtede füüsika uurimisel. Seejärel töötanud arvutite alal, juhatanud Tartu Tähetorni astronoomiaringi ning populariseerinud astronoomiat ja kosmonautikat. Üle viiekümne aimekirjutise autor, kogumiku "Universum" kaasautor.
