První z misí programu Tianwen (Otázky nebesům) pojmenovaných podle proslulé básně od starověkého čínského básníka Qu Yuan (žil v letech 340-278 před Kristem) od svého startu raketou Dlouhý pochod 5, která jejích více než 5 tun vynesla a urychlila na 2. kosmickou rychlost 23. července 2020, už na cestě k Marsu urazila přes 400 milionů kilometrů, provedla předchozí korekční manévry, zprovoznila všechny své systémy pro let a komunikaci a pořídila řadu snímků, zatím spíše Země než Marsu. (Foto: CNSA)


V únoru vstoupí na oběžnou dráhu kolem Rudé planety a začne tak první fáze vlastní průzkumné mise z různých oběžných drah a ze vzdáleností 265-12 000 km.

Jde o překvapivě ambiciózní projekt. V historii kosmonautiky došlo asi k nejvíce neúspěšným misím do hlubokého vesmíru právě při výzkumech Marsu. Při opatrném přístupu by se postupovalo krok za krokem. Technicky by se zkoušely a vylaďovaly jednotlivé fáze kosmických operací, než se to vyzkouší vše dohromady. Ale stejně jako Čína první návratovou misi průzkumu Měsíce s dovezením hornin odzkoušela misi ve všech sladěných částech a fázích najednou už při první návratové misi, tak i první sonda k Marsu má hned napoprvé provést nejen průzkum z oběžné dráhy, která se má několikrát změnit, aby se zajistilo více průzkumných perspektiv, ale do června také vysazení sondy s měkkým přistáním na povrchu planety po průletu extrémně nebezpečnou atmosférou a s vysazením průzkumného vozítka pro tříměsíční misi na povrch s řadou náročných přístrojů.


Plánované orbitální trajektorie čínské sondy Tianwen-1 kolem Marsu.

240 kg těžké, šestikolové vozítko poháněné dvěma slunečními panely má vyjet po platformě z přistávacího modulu a komunikovat se Zemí jak přímo, tak přes 3 175 kg těžkou průzkumnou sondu na orbitě. Jméno tento rover ještě nemá, v Číně právě probíhá soutěž, kdo pro něj nejpopulárnější jméno vymyslí. Přesné místo přistání se určí až po nějakém čase průzkumu z oběžné dráhy, očekává se ale, že bude ležet na Planině Utopia.

Všichni se moc na snímky z vozítka moc těší, protože má mít tentokrát kameru s extrémně vysokým rozlišením. Jeho přístroje budou zkoumat geologii, klima a atmosféru Marsu podobným způsobem, jako to prováděly i americké mise, kdy složení se vyčte ze světelného spektra získaného sondáží laserem a doprovodným elektrickým výbojem. Chtěli by přitom z chemického složení zachycovat i chemikálie, které jsou signaturou přítomnosti organických chemikálií či dokonce náznakem, že původ by mohl být v místním životě. Tím vším by průzkumný rover rozšiřoval poznatky získané podobným způsobem už v misích roverů NASA počínaje Curiosity a Perseverance. Navíc se má provádět jemné měření gravitace a magnetického pole.

Na palubě bude ale také novinka, jaká na Marsu ještě nebyla – radar pro sondáž Marsu pod povrchem, který vytváří trojrozměrnou mapu podpovrchových geologických struktur. Na Zemi tento radar v poušti objevoval i podpovrchové kapsy s vodou. Struktury a procesy v podpovrchové vodě jsou věcí, která vědce extrémně zajímá, a také kdyby snad na Marsu byla nějaká forma života, tak se dá očekávat právě v podpovrchové vodě. Takovýto radar použil už čínský rover Yutu-2 na odvrácené straně Měsíce, kde s ním zmapovali 3 rozličné geologické vrstvy pod povrchem do hloubky 40 metrů.


Infografika umístění přístrojů na čínské orbitální sodně Tianwen-1. (image credit: Andrew Jones, Ref. 6)


Infografika umístění přístrojů na povrchovém roveru čínské sondy Tianwen-1. (image credit: Andrew Jones, Ref. 6)

Projekt není jen projektem čínské společnosti China Aerospace Science and Technology Corporation (CASC) a čínského kosmického úřadu National Space Science Center (NSSC) v Pekingu, neboť Čína se snaží svůj výzkum kosmu provádět v rámci sdílených projektů s mezinárodním zapojením tak, aby šlo o výzkum vesmíru světového společenství s jejím zapojením a ne o něco výlučného. K zajištění komunikace a navigace s Čínou spolupracuje Evropská kosmická agentura ESA a anténa pro komunikaci s hlubokým vesmírem, přes niž se se sondou komunikuje, je umístěná v Argentině.

Francouzští vědci z IRAP (Institut de Recherche en Astrophysique et Planétologie) vybavili rover rozkladovým spektroskopem pro laserem sondované vzorky. Francouzští vědci s podporou francouzské kosmické agentury CNES vedli čínské vědce k osvojení technik laserové spektroskopie hornin a zkoumání plazmy vzniklé z ozářené horniny ke zjištění chemického složení tamních kamenů.

Kosmický výzkumný institut Rakouské akademie věd pomohl s vývojem magnetometru pro satelit Tianwen-1 a s kalibrací letových přístrojů.


Loga agentury ESA Evropské unie, Francouzské kosmické agentury CNES, Argentinské kosmické agentury CONAE, Rakouské agentury pro prosazování výzkumu (FFG) na nákladovém modulu nosiče Dlouhý pochod 5. (image credit: China National Space Administration)


Mapa předběžného umístění možných přistání i se zakreslením míst, kde předtím operovaly mise sond NASA. Prezentováno na zasedání COPUOS v rakouské Vídní v červnu 2018 (image credit: CNSA)


Raketa Dlouhý pochod 5 startuje z kosmodromu Wenchang na ostrově Hainan a vynáší misi k Marsu Tianwen-1. (image credit: Xinhua)

Operace v hlubokém kosmu v takového vzdálenosti od Země nejsou nic jednoduchého. Po technické stránce představují mnoho výzev, neboť s technikou v těchto vzdálenostech nelze komunikovat v reálném čase. Jen samotný přenos rádiových vln mezi Marsem a Zemí může podle polohy trvat i desítky minut a v některých chvílích vůbec komunikovat nelze. Stroje tedy dostávají jen rámcové příkazy a s okamžitou situací si musí poradit samy, a to i v tak náročných situacích jako je řízení přistání na planetě. Všechna ta informační, komunikační, robotická, měřící a analytická technika musí vydržet extrémní zátěže a extrémní podmínky všeho druhu včetně výkyvů teplot. Při tom všem musí být daleko menší a lehčí než zařízení, se kterými bychom podobné věci dělali na Zemi, a mít menší spotřebu energie. Např. počítačové procesory a disky vlastně musí být pomalejší a hloupější než na Zemi, aby nespotřebovaly tolik energie a byly velice lehké.

Každá věc, která se na Zemi z technického hlediska dělá docela snadno, je v kosmickém prostoru nemalý problém. Že se ale takové problémy čínští kosmičtí experti naučili velmi spolehlivě řešit, se ukázalo v nedávných kosmických misích na odvrácenou stranu Měsíce a přivezení vzorků lunárních hornin. Jakou mají ve svá řešení důvěru, se ukazuje v tom, že poslední lunární mise s návratem vzorků představovala celý soubor úplně nových samostatných řešení, které se nezkoušely po částech, ale odzkoušeli je rovnou najednou.

Stejně je to teď s touto misí na Mars, která je rovnou soustavou vzájemně spolupracujících novinek.

Program Tianwen tímto nekončí, nýbrž má pokračovat dalšími misemi. A později v příštím desetiletí by Čína ráda provedla misi s návratem vzorků hornin z Marsu. Také chce provádět i jiné mise do hlubokého vesmíru a ne jen na Měsíc a Mars.