MARS KEŞİF SEFERLERİNİN KISA TARİHİ

Son olarak (ama kesinlikle sonuncu değil), 26 Kasım 2011’de gönderilen Mars Bilim Laboratuarı ve beraberindeki Curiosity gezgini, 5 Ağustos 2012’de Mars’a başarılı bir iniş yaptı.

Bu sayımızdaki başka bir yazıda ayrıntıyla ele alınan Curiosity, elli yıl önce başlayan Mars keşfi seferlerinin son halkası. Bu yazıda daha önceki başarılı ve başarısız Mars seferlerinin kısa, ama tam bir dökümünü vereceğiz.

Mars keşif araçlarının üç tipinden birincisi ve en eskisi, “flyby” tabir edilen, uzaklaşan açık bir yörüngede hareket ederken, gezegene mümkün olduğunca yaklaştırılan ve bu fırsatı kullanarak mümkün olduğunca veri toplayan uzay araçları. Bu veriler (fotoğraf, manyetik alan, parçacık yoğunluğu, kozmik ışın şiddeti,..) radyoyla Dünya’ya iletilir, uzay aracı ise uzay boşluğuna doğru yolculuğuna devam eder.

Keşif araçlarının ikinci tipi, “orbiter” denen, gezegenin yörüngesine oturtulan araçlar. Bunlar gezegenin çevresinde defalarca dönerek çok daha kapsamlı veri toplar, harita çıkarırlar.

Üçüncü tip ise “lander” ve “rover” (gezgin) tabir edilen, gezegenin katı yüzeyine iniş yapan, yüzeyden fotoğraf çeken, havayı ve toprağı analiz edecek araçları olan araçlar. “Lander”lar indikleri yerde kalırken, gezginler motorları sayesinde çevrede dolaşabiliyorlar.

Bir bütün olarak bakıldığında, Mars seferlerinin başarı oranı yaklaşık yarı yarıya. En iyi şartlarda beş altı ay, çoğunlukla onbir ay süren uzun yolda, haşin uzay ortamında, her türlü arıza çıkabiliyor. Bunları düzeltmek ise ancak Dünya’dan yollanan komutlarla mümkün. Önceden akla gelmedik bir sorun çıktıysa, milyonlarca dolarlık yatırımın üstüne bir bardak soğuk su içiyorsunuz.

1960’lar

Mars’ı insansız araçlarla keşfetmenin ilk denemeleri Sovyetler Birliği’nde başladı. 1960’da Korabl 4 ve 5 araçları hazırlandı, ama yerden havalanma sırasındaki bir arızayla tahrip oldular. 1962’de Korabl-11 aracı Dünya yörüngesine yerleşebildi, ama yörüngede parçalandı. Tam o sırada Küba krizi devam ediyordu. ABD’nin Alaska’daki balistik füze uyarı sistemi bu parçaları tespit edince bir an için Sovyetler’in nükleer saldırıya geçtiği düşünüldü.

Korabl-11’in hemen ardından, 1 Kasım 1962’de havalanan Mars-1 aracı daha başarılı oldu. Mars’ı yakın geçişle tarama amacıyla yola koyuldu ve uzay ortamı hakkında düzenli olarak değerli veriler gönderdi. Ancak 23 Mart 1963’de, Dünya’dan yüz milyon kilometre uzaktayken anteni bozuldu ve Mars-1 ile iletişim kesildi. Yoluna devam eden araç, 19 Haziran’da Mars gezegeninin 193.000 kilometre yakınından geçti, ardından Güneş etrafında yörüngeye oturdu.

Amerika’nın ilk Mars denemesi olan Mariner-3, aracın roketten ayrılması sırasında çıkan bir arıza yüzünden başarısız oldu. Üç hafta sonra, 28 Kasım 1964’de ikizi Mariner-4 başarıyla yola çıktı, yedibuçuk aylık bir yolculuktan sonra 14 Temmuz 1965’de Mars’a ulaştı. Gönderilen fotoğraflar ve diğer veriler sayesinde Mars’ın atmosferinin çok ince ve havanın çok soğuk olduğu, dolayısıyla bildiğimiz gibi bir hayat barındırma ihtimalinin çok düşük olduğu tahmin edildi. Mariner-4, geçişten sonra Güneş yörüngesine girdi ve beklenenden çok uzun bir süre çalışmaya devam ederek üç yıl boyunca Güneş rüzgarı hakkında veriler sağladı.

Yine 1964’de, Sovyetler Birliği Zond programı kapsamında iki araç gönderdi, fakat araçların biri kalkış sırasında roketin arızalanması sebebiyle tahrip oldu. Diğeri yola çıkmayı başardı ama bir manevra sırasında araçla iletişim koptu. 1969’da hazırlanan iki yeni Sovyet aracı yine roket arızası sebebiyle kalkış sırasında tahrip oldu.

ABD’nin 1969’da birer ay arayla gönderdiği Mariner-6 ve Mariner-7 araçları Mars’a başarıyla ulaştılar. Biri ekvator, diğeri güney kutup bölgesinden geçti. Atmosferi ve yüzeyi uzaktan algılama sistemleriyle analiz ettiler ve ayrıca Dünya’ya iki yüz fotoğraf gönderdiler. Bu fotoğraflar sayesinde, Mars yüzeyinde gözlenen biçimlerin 1800’lerde ve 1900’lerin başında sanıldığı gibi kadim Marslı bir topluluk tarafından inşa edilmiş yapay kanallar olmadığı, doğal oluşumlar olduğu tespit edilebildi.

1970’ler

1971’de ABD, Mars yörüngesine yerleştirme amacıyla Mariner-8 ve Mariner-9 araçlarını hazırladı. Mariner-8, 8 Mayıs’daki kalkış sırasındaki bir arıza ile tahrip oldu, ama 30 Mayıs’da gönderilen Mariner-9 Mars’a başarıyla ulaştı ve Mars yörüngesine oturan ilk araç oldu.

Mariner-9 Mars’a ulaştığında bütün gezegen dev bir toz fırtınası ile örtüdüğü görüldü. Bu fırtına tam bir ay sürdü, bu süre içinde fotoğraf çekimine başlanmadı. Fırtınadan sonra çekilen fotoğraflar Mars’ın devasa volkanlar, 4800 kilometre uzunlukta bir vadi, ve eski nehir yatağı gibi görünen yapılar barındırdığını gösterdi. Mariner-9 bir yıl boyunca yedi binden fazla fotoğraf çekerek Mars’ın bütün yüzeyinin haritasının çıkarılmasını sağladı.

Aynı ay içinde Sovyetler Birliği hem yörüngeye oturacak hem de yüzeye inebilecek şekilde tasarlanan Mars-2 ve Mars-3 araçlarını gönderdi. Her iki araç da Mars yörüngesine ulaşabildi, bol miktarda veri ve toplam 60 kadar görüntü sağladılar. Mars-2 yüzeye inerken bilgisayar arızasından dolayı atmosfere yanlış girerek parçalandı. Mars-3 ise Mars yüzeyine başarıyla inen ilk uzay aracı oldu. Fakat iletişimi sadece onbeş saniye sürdürebildiği için işe yarar veriler gönderemedi.

Sovyetler Birliği Mars programını devam ettirdi ve 1973’de dört araç daha yolladı. Mars-4 ve Mars-5 çifti yörünge araçları olarak, Mars-6 ve Mars-7 çifti ise geçiş (flyby) ve iniş aracı olarak tasarlanmışlardı. Mars-4, bir entegre devrenin arızalanması yüzünden fren roketlerini zamanında çalıştıramadı ve Mars’ı geçip gitti. Yine de bazı resimler çekebildi ve Mars’ın gece tarafında iyonosferin varlığını tespit etti.

Mars-5 başarıyla eliptik bir yörüngeye oturdu ve kısa bir süre güney bölgelerini fotoğrafladı, ancak dokuz gün sonra bozuldu. Mars-6 Mars yüzeyine inmeyi başardıysa da, dört dakikanın ardından iletişim koptu. Mars-7 aracı, entegre devrelerdeki bir hata yüzünden iniş sondasını çok erken bıraktı, sonda gezegenin yanından geçip gitti.

ABD sonraki hamlesini 1975’de Viking-1 ve Viking-2 araçlarıyla yaptı. Bu araçların her biri bir yörünge aracı ve bir yere iniş aracından oluşuyordu. Her iki iniş aracı da başarıyla Mars yüzeyinde farklı noktalara yerleşti.

Yer araçları Mars yüzeyinde fotoğraf çekmenin yanı sıra, özel otomatik deney düzenekleri ile toprağı analiz ederek hayat belirtisi aradılar. İniş noktalarında mikroorganizma tespit edilemedi. Araştırmacılar Güneş’in morötesi ışınları ile toprağın aşırı kuruluğu ve oksitleyici kimyası yüzünden Mars’ın tamamen cansız olduğunu düşünüyor.

Viking keşif gezisinin yer inişten itibaren 90 gün sürmesi planlanmıştı. Hem yörünge araçları hem de yer araçları bu sürenin çok ötesine geçtiler. Viking-1 yörünge aracı dört yıl, Viking-2 yörünge aracı ise iki yıl işlevini sürdürdü. Nükleer güç kaynaklı yer araçları ise, Viking-1 altı yıl ve Viking-2 dört yıl olmak üzere, uzun zaman yüzeyden veri ve fotoğraf göndermeye devam ettiler.

1990’lar

Soğuk Savaş’ın bitmesiyle uzay yarışı yavaşladı. Yetmişlerde Mars’ın elverişli konumda olduğu neredeyse her dönemde süpergüçler keşif gezileri düzenlerken, seksenler durgun geçti. Bu dönemdeki tek Mars seferi Sovyetler Birliği’nin 1988’de gönderdiği Phobos-1 ve Phobos-2 araçları oldu. Bu sefer de başarısız oldu; birincisi Mars yolunda kayboldu, ikincisi ise inişe geçme hazırlığındayken araçla iletişim kesildi.

ABD 1992’de, Viking seferlerinden onyedi yıl sonra, Mars Observer (Gözlemci) isimli yeni bir yörünge aracı geliştirdi. Jeoloji, jeofizik ve iklim gözlemleri yapmak üzere tasarlanan araç Mars’a ulaştı, ama yörüngeye girmeden az önce araçla temas kesildiği için sefer başarısız oldu.

Dört yıl sonra NASA yeni bir uydu olan Mars Global Surveyor aracını hazırladı. 1996 Kasım ayında yola çıkan araç başarıyla Mars yörüngesine yerleşti. Dairesel bir yörüngeye yerleşmesi Mart 1999’u buldu, ve o tarihten 2006’ya kadar çok ayrıntılı resimler göndermeye devam etti. Sonunda bilgisayar hatasından kaynaklanan bir sebeple bataryası bozulup işlemez olduğunda, projede planlananın dört katı kadar bir süre işler halde kalmıştı.

Mars Global Surveyor o zamana kadarki Mars seferlerinin hepsinden daha fazla bilgi topladı.  Lazer altimetresi ile Mars’ın çok ayrıntılı topografyasının çıkarılmasını sağladı. Güney kutbunda büyük bir karbondioksit buzu kütlesi tespit etti. Aracın küçük hızlanmalarından yerçekimi farklılıkları ölçülerek gezegenin iç yapısını tahmin etmek mümkün oldu. Radyo sinyalleriyle atmosferin dikey yönde sıcaklık ve basınç profilleri çıkarıldı. Manyetik ölçümler, Mars’ın Dünya gibi bir iç manyetik alan yaratmadığını, ama kabukta yer yer manyetik bölgeler olduğunu gösterdi.

Surveyor’ın Mars iklimi gözlemleri, Mars’da hava durumunun yıl içinde son derece düzenli olduğunu da gösterdi.

Surveyor ile çekilen delta biçimi oluşumlar ve yamaçlardaki akış yataklarının yüksek çözünürlüklü fotoğraflarına bakarak araştırmacılar Mars’ın yüzeyinin altında su bulunduğunu ve bu suyun ara sıra yüzeye çıkarak yamaç aşağı aktığını, sonra buharlaştığını tahmin ediyor.

Pathfinder aracı, Global Surveyor’dan sadece bir ay sonra yola çıktı. Bu seferde ilk olarak hareketli bir aracı yüzeye indirmek denenecekti. İniş yöntemi öncekilerden çok farklıydı: Paraşütle aracın hızı kesildi, ve dev hava yastıkları düşüşün darbesini emdi, ve hem sabit yer aracı (lander) hem de hareketli araç (rover) salimen Mars yüzeyine ulaştı.

Pathfinder araçları planlanandan çok daha uzun bir süre, yaklaşık üç ay kadar çalışır durumda kaldılar. Araçların amacı uzun dönemli veri toplamak değil, bir robot sistemini emniyetle Mars’a ulaştırabilmekti. Buna rağmen binlerce fotoğraf, kimyasal analiz verisi, rüzgar ölçümü ve diğer veriler gönderdiler. Bu veriler, Mars’ın bir zamanlar sıvı su ve yoğun bir atmosferi bulunan ılık ve nemli bir gezegen olduğuna dair belirtiler taşıyor.

Sonraki birkaç yıldaki denemeler hüsranla sonuçlandı. Rusya’nın hazırladığı Mars-96 aracı fırlatma roketinin tam olarak yanmadığı için Dünya’ya geri düştü. Japonya uzay ajansı JAXA’nın ilk Mars denemesi olan Nozomi 1998’de fırlatıldı, ama elektrik sistemindeki arıza sonucu yörüngeye oturamadı.

Yine 1998 yılının sonunda NASA’nın gönderdiği Mars Climate Orbiter yörüngeye oturma aşamasında yanlış bir yol izleyerek atmosfere girdi ve parçalandı. Arızanın sebebinin bir programlama hatası olduğu ortaya çıktı: Yörüngeye girişi yöneten programda metrik ölçü birimleri yerine emperyal (pound, ayak, inç) birimler kullanılmıştı.

Keza, 1999 başında yola çıkan Mars Polar Lander ile gezegene iniş yaptıktan sonra iletişim kesildi. Mars Climate Orbiter başarısızlığının üzerinden sadece iki buçuk ay geçmişken gelen bu yeni arıza NASA’ya prestij kaybettirdi.

2000’ler

Fakat bu aksaklıklar uzun sürmedi ve 21. yüzyıl seferlerinin çoğu başarılı oldu. İsmini Arthur C. Clarke’ın romanından alan 2001 Mars Odyssey aracı yörüngeye yerleşti ve halen çalışıyor. Mars’ın iklimi, jeolojisi, mineral yapısı, yüzey sıcaklığı, ve gömülü buz tabakaları hakında veriler topluyor. Aynı zamanda, gezegenin çeşitli yerlerindeki gezgin araçların sinyallerini Dünya’ya aktaran bir istasyon görevi görüyor.

Avrupa Mars’a ilk seferini 2003’de gönderilen Mars Express ile başlattı. Bu seferde bir uydu aracı ile bir sabit yer aracı (lander) beraber gönderildi. İngiliz yapımı yer aracı Beagle Mars yüzeyinde biyoloji ve jeokimya deneyleri yapmak için tasarlanmıştı, ancak iniş başarısız oldu ve Beagle ile iletişim kesildi. Ancak Express’in uydu kısmı halen Mars yörüngesinde iklim, yeraltı yapıları, mineraloji hakkında veriler toplamakta.

ABD’nin ikiz Mars gezginleri Spirit ve Opportunity 2003’de fırlatıldılar ve 2004 başında 21 gün arayla Mars yüzeyine ulaştılar. Pathfinder ile kendini ispatlayan paraşüt ve hava yastığı sistemi burada yine başarıyla kullanıldı.

Spririt ve Opportunity gezginleri Mars arazisinin yanı sıra, kaya ve toprak yüzeylerinin de çok sayıda mikroskopik fotoğrafını çektiler. Taşıdıkları dört değişik spektrometre Mars toprağının kimyası ve mineral yapısına dair çok ayrıntılı bilgiler sağladı. İlk kez kullanılan zımparalama araçları ile kayaların yüzeyi kazınıp iç yapıları görüntülendi.

İki aracın da sadece üç ay çalışması planlanmıştı, ama bu süreyi çok aştılar. Opportunity sekizbuçuk yıldır çalışmakta, şimdilik 35 kilometre yol yapmış durumda, analizler yapmaya ve Dünya’ya veri göndermeye devam ediyor.

Spirit ise daha şanssız çıktı. 1 Mayıs 2009’da yumuşak toprağa takıldı. NASA sekiz ay boyunca durumu analiz etti, aracı kurtarmak için gerekli manevraları simülasyonlarla test ederek belirledi. Ancak uzaktan komutlar başarılı olamadı ve Spirit çakılı kaldı. 26 Ocak 2010’da NASA kurtarma çabalarını bıraktı ve Spirit olduğu yerde bilimsel veri toplamaya devam etti. Ancak 22 Mart 2010’a Spirit ile bütün iletişim kesildi ve iki aylık çabaya rağmen tekrar bağlantı kurmak mümkün olmadı.

ABD aracı Mars Reconnaissance Orbiter 2006 Mart ayında yörüngeye oturdu. Orbiter çok hassas kamerası sayesinde Mars yüzeyinde bir metre büyüklüğündeki ayrıntıları bile görebiliyor. Bu görüntüler hem bilimsel veri olarak, hem de sonraki iniş seferlerinin emniyetini sağlamak için kullanılıyor. Ayrıca atmosferi, toprak yapısını ve yer altını inceleyecek uzaktan algılama cihazları taşıyor.

Orbiter’in başka bir görevi de diğer araçlar ve Dünya arasında iletişim sağlamak. İleriki yıllarda gönderilecek araçların oluşturacağı “gezegenlerarası internet”in ilk bağlantısını oluşturuyor.

NASA’nın sonraki aracı, sabit yer istasyonu Phoenix 25 Mayıs 2008’de Mars kutup bölgesine indi. Birçok bilimsel analiz aracı taşımakla beraber, seferin asıl amacı toprağı kazıp yer altında buz halinde su olup olmadığını araştırmaktı. Nitekim, toprağın hemen altında, 5-18 santimetre arasında değişen derinliklerde, bir buz tabakası bulundu.

Phoenix üç ay sürmesi planlanan görevini başarıyla tamamladı. Daha sonra, Mars kışının başlaması, ve fırtınalar yüzünden üstünün tozla kaplanması yüzünden yeterli güneş enerjisi alamadı. Araçla temas kesildi. Üstelik, Orbiter’dan alınan fotoğraflar Phoenix’in bulunduğu bölgenin kalın bir kuru buz (karbondioksit buzu) ile kaplandığını gösterdi. Ağır buzun kırılgan güneş panellerini tahrip ettiği anaşılınca iletişim kurma çabaları kesildi. Phoenix açlıktan ve soğuktan donarak ölmüştü!

Mars’ta şansını tekrar denemek isteyen Rusya 2011 Kasım’ında Fobos-Grunt aracını fırlattı. Bu seferde daha önce yapılmamış bir şey amaçlanmıştı, Mars toprağından bir numuneyi Dünya’ya geri getirmek. Çin’in geliştirdiği Yinghuo-1 aracı da Mars yörüngesine oturtulmak üzere Fobos-Grunt ile beraber yola çıktı. Fobos-Grunt roketlerindeki bazı arızalar yüzünden Mars’a gidiş için gerekli ivme sağlanamadı, araç kısa bir süre Dünya yörüngesinde kaldıktan sonra Dünya’ya geri düşerek tahrip oldu.

Son olarak (ama kesinlikle sonuncu değil), 26 Kasım 2011’de gönderilen Mars Bilim Laboratuarı ve beraberindeki Curiosity gezgini, 5 Ağustos 2012’de Mars’a başarılı bir iniş yaptı.