Padesát let od chvíle, kdy lidstvo poprvé přistálo na Marsu. Viking 1 změnil náš pohled na rudou planetu

Ve výšce několika kilometrů nad rudým povrchem se otevřel padák poté, co kovový stroj přežil průlet řídkou atmosférou, do níž se vřítil rychlostí přesahující tisíc kilometrů za hodinu. Padák byl nezbytný, protože tření o vzduch sondu zpomalilo jen částečně. Jenže Mars má atmosféru přibližně sto osmdesátkrát řidší než Země, a tak to zdaleka nestačilo. Ve výšce zhruba jednoho a půl kilometru lander odhodil tepelný štít a krátce nato i padák, aby závěrečnou fázi sestupu z výšky několika stovek metrů převzala trojice brzdicích raketových motorů. O několik okamžiků později jejich spaliny rozvířily načervenalý prach a přistávací nohy se zabořily do jemného regolitu. Motory se vypnuly a nastalo ticho.

Je 20. července 1976, přesně sedm let po slavném přistání Apolla 11 na Měsíci, a americká planetární sonda Viking 1 právě dosedla na povrch Marsu. Jenže v řídicím středisku NASA zatím nikdo nejásá. Rádiový signál totiž musí na své cestě z rudé planety urazit více než 300 milionů kilometrů. Potvrzení o úspěšném přistání tak na Zemi dorazí až po devatenácti minutách. Teprve tehdy propukne v laboratoři Jet Propulsion Laboratory bouřlivý potlesk. Vědci a inženýři se objímají, podávají si ruce a otevírají láhve šampaňského.

Po více než deseti letech příprav se jim totiž podařilo něco, co před nimi nikdo nedokázal. Lidstvo poprvé měkce a bezpečně přistálo se svým výtvorem na povrchu Marsu a otevřelo tak zcela novou kapitolu výzkumu této fascinující planety.

Tvář Marsu zblízka

Dnes se to může zdát téměř samozřejmé. Barvité fotografie povrchu Marsu na nás čas od času vyskočí na sociálních sítích nebo v jiných zákoutích internetu. Vozítka Curiosity a Perseverance posílají na Zemi tisíce snímků, vrtají do hornin a zkoumají jejich chemické složení. Nad planetou navíc krouží hned několik orbitálních sond, které mapují její povrch s rozlišením, o jakém se konstruktérům Vikingu mohlo jen zdát. Neuplyne tak téměř jediný den, aniž by se některému vědeckému týmu někde na světě nepodařilo zodpovědět další otázku týkající se rudé planety.

V létě roku 1976 byl ale Mars stále světem zahaleným tajemstvím. Americké sondy z programu Mariner sice v předchozích letech odhalily rozsáhlé sopky, kaňony delší než celá Evropa i vyschlá říční údolí, nikdo však nevěděl, jak planeta skutečně vypadá z místa, kde jednou možná budou stát lidé. Věděli jsme, že má řídkou atmosféru, že je chladná a pokrytá množstvím kráterů, ale jak bude vypadat při pohledu přímo z jejího povrchu, zůstávalo záhadou.

Odpověď přišla jen několik minut po přistání. První fotografie, kterou Viking 1 odeslal na Zemi, však mnohé překvapila. Nezachycovala vzdálený horizont ani dramatickou marsovskou krajinu. Dominovala jí jedna z přistávacích nohou sondy a jemnozrnný, kamenitý povrch přímo pod ní.

Na první pohled to mohlo působit jako promarněná příležitost nebo dokonce jako nedbalost někoho, kdo měl kamery na starosti. Ve skutečnosti šlo o mimořádně důležitý vědecký snímek. Inženýři a vědci totiž potřebovali především zjistit, na jakém povrchu sonda přistála. Jak hluboko se přistávací talíř zabořil do půdy? Je povrch pevný, nebo měkký? Tvoří jej jemný prach, písek, nebo větší kameny? A unesl sondu bezpečně, nebo hrozilo její zapadnutí?

Fotografie přinesla odpověď téměř okamžitě. Přistávací talíř zanechal jen mělký otisk a okolní terén tvořila směs jemného prachu, písku a kamenů nejrůznějších velikostí. Šlo vlastně o první přímý geologický průzkum povrchu jiné planety.

Teprve poté se kamery obrátily k horizontu. Před očima pozemšťanů se otevřela krajina oblasti Chryse Planitia – rozlehlé kamenité planiny na severní polokouli Marsu. Nad ní se rozprostírala lososově zbarvená obloha, jejíž neobvyklý odstín tehdy vyvolal živé diskuse. Dnes už víme, že jej způsobuje jemný prach bohatý na oxidy železa rozptýlený v marsovské atmosféře.

Právě Viking pořídil první barevné fotografie Marsu. Poprvé jsme se nedívali jen na mapy nebo černobílé snímky z oběžné dráhy. Poprvé jsme mohli spatřit povrch jiné planety tak, jak by jej viděl člověk stojící přímo na něm.

Proč právě Chryse Planitia?

Na první pohled nepůsobí oblast Chryse Planitia nijak výjimečně. Nenajdeme zde obří štítové sopky ani hluboké kaňony. Najdeme tu jen zdánlivě nekonečnou rovinatou planinu posetou kameny nejrůznějších velikostí. To, co může na první pohled působit jako geologicky nezajímavá krajina, však bylo přesně tím, co konstruktéři sondy hledali.

Viking 1 měl totiž jedinou šanci, aby úspěšně přistál. Nikdo před ním nikdy na Marsu bezpečně nepřistál a nebylo jasné, jak se bude sonda chovat během průletu atmosférou ani jak spolehlivě zafungují padák a brzdicí motory. Místo přistání proto muselo být co nejbezpečnější.

A jelikož Chryse Planitia patří mezi nejníže položené oblasti Marsu, atmosféra je zde o něco hustší než na okolních vysočinách. A to sondě poskytovalo ke zpomalení několik cenných sekund navíc. I nepatrně vyšší hustota atmosféry tak znamenala větší šanci, že přistání dobře dopadne.

Bezpečnost ale nebyla jediným důvodem výběru. Už snímky od sondy Mariner 9 ukázaly, že právě do oblasti Chryse Planitia ústí několik gigantických údolí, která zřejmě vyhloubily mohutné vodní toky v dávné minulosti. Pokud na Marsu skutečně tekla voda, představovala tato planina místo, kam po miliony let přinášela sedimenty z rozsáhlých oblastí planety. Pro hledání stop dávného života proto šlo o jednu z nejslibnějších lokalit.

Dnes navíc víme, že vědci tehdy možná měli ještě větší štěstí, než si uvědomovali. Současné výzkumy totiž naznačují, že přistávací modul sondy Viking 1 mohl přistát nedaleko pobřeží dávného severního oceánu, který podle některých hypotéz pokrýval značnou část severní polokoule. Některé balvany zachycené na prvních fotografiích tak možná nepřinesla řeka ani ledovec, ale megatsunami vzniklá po dopadu velkého asteroidu do tohoto hypotetického oceánu.

Viking 1 ale nebyl jen „fotografem“. Na jeho palubě se totiž nacházela jedna z nejlépe vybavených laboratoří, jaké kdy lidstvo vyslalo na jinou planetu. Meteorologická stanice nepřetržitě měřila teplotu a tlak vzduchu i rychlost větru. Rentgenový fluorescenční spektrometr určoval chemické složení okolních hornin a vzorků marsovského regolitu. Plynový chromatograf spojený s hmotnostním spektrometrem pátral po organických molekulách a robotická lopatka odebírala vzorky regolitu, které dopravovala do nitra sondy k podrobné analýze.

Už při návrhu mise bylo jasné, že Viking nebude jen další geologickou nebo meteorologickou sondou. Jeho hlavním úkolem bylo pokusit se zodpovědět jednu z nejzásadnějších otázek moderní vědy: Existuje na Marsu život?

V polovině sedmdesátých let minulého století přitom tato představa vůbec nepůsobila tak odvážně jako dnes. Už v 19. století vyvolala pozorování údajných marsovských kanálů představy o vyspělé civilizaci a ještě o mnoho desetiletí později řada vědců a vědkyň připouštěla, že by se pod povrchem nebo alespoň ve formě jednoduchých mikroorganismů mohl život na rudé planetě skutečně vyskytovat. Navíc sonda Mariner 9 odhalila vyschlá říční údolí i další útvary svědčící o tom, že po Marsu kdysi tekla kapalná voda. A tam, kde byla voda, mohla existovat i šance na život.

Právě proto byla dvojice sond Viking vybavena trojicí biologických experimentů, které neměly v historii kosmického výzkumu obdoby. Jejich cílem nebylo hledat zkameněliny ani pozorovat případné organismy pod mikroskopem. Vědci se rozhodli pro přímější přístup. Pokusili se zjistit, zda vzorky hornin odebrané z povrchu vykazují známky metabolismu, tedy chemických reakcí typických pro živé organismy.

Robotická lopatka odebrala vzorky regolitu a dopravila je do malých experimentálních komor uvnitř sondy. Tam k nim přístroje postupně přidávaly vodu a živiny obsahující radioaktivně označené atomy uhlíku. Pokud by se v půdě nacházely mikroorganismy, měly by tyto látky zpracovávat a uvolňovat plyny, které by přístroje dokázaly zachytit.

Když přišla první data z experimentu „Labeled Release“, zavládlo nadšení. Experiment totiž skutečně zaznamenal chemickou reakci, která nápadně připomínala metabolickou aktivitu něčeho živého. Někteří členové vědeckého týmu byli proto přesvědčeni, že právě objevili první důkaz mimozemského života.

Jenže euforii záhy vystřídalo zklamání. Dva další biologické experimenty totiž žádné známky života nepotvrdily a plynový chromatograf spojený s hmotnostním spektrometrem současně nenašel ani organické molekuly. Tedy základní stavební kameny všech známých forem života na Zemi, bez kterých si život neumíme představit. Výsledky si navíc odporovaly a bylo stále obtížnější je vysvětlit jediným scénářem.

V následujících letech se většina vědecké komunity proto přiklonila k názoru, že Viking 1 žádný život neobjevil. Pozorované chemické reakce pravděpodobně způsobily silně oxidační látky přítomné v marsovské půdě, které po přidání vody reagovaly podobně, jako by šlo o aktivitu mikroorganismů.

V roce 2008 jsme přitom dostali vodítko, které reaktivní látky by to mohly být. Tehdy totiž americká planetární sonda Phoenix objevila v marsovské půdě chloristany (či perchloráty) – vysoce reaktivní soli, jejichž existence v době mise Viking nebyla známa. Jejich přítomnost mohla vysvětlit nejen nečekané chemické reakce zaznamenané biologickými experimenty, ale i to, proč přístroje nenašly žádné organické molekuly. Při zahřívání vzorků totiž chloristany organické látky rozkládají dříve, než je dokáže analyzovat hmotnostní spektrometr.

Dodnes proto neexistuje jednoznačná odpověď na otázku, co vlastně Viking ve svých experimentech pozoroval. Většina vědců a vědkyň se sice přiklání k tomu, že šlo o neobvyklou chemii marsovské půdy, menší část odborné komunity však dodnes připouští, že výsledky nelze považovat za definitivně uzavřené. Viking tak nejen zahájil přímé hledání života na jiné planetě, ale současně ukázal, jak obtížné je takový objev spolehlivě potvrdit.

Dědictví mise Viking

Oba landery pracovaly mnohonásobně déle, než konstruktéři původně předpokládali. Byly navrženy na pouhých 90 dní, nakonec ale Viking 1 fungoval více než šest let a jeho dvojče Viking 2 téměř čtyři roky. Během této doby odeslaly obě sondy desítky tisíc fotografií, nepřetržitě sledovaly počasí a zaznamenávaly proměny marsovského prostředí během jednotlivých ročních období.

Stejně důležitou roli sehrály i orbitery ponechané na oběžné dráze Marsu. Společně zmapovaly přibližně 97 % povrchu Marsu s tehdy bezprecedentním rozlišením. Poprvé bylo možné sledovat planetu jako celek a současně propojit pohled z oběžné dráhy s měřeními přímo na povrchu. Právě toto spojení se později stalo standardem všech dalších marsovských misí.

Přestože dvojice sond Viking na otázku existence života jednoznačně neodpověděla, stala se základem všech dalších marsovských misí. Ukázaly totiž, že Mars je mnohem složitější svět, než jsme si do té doby představovali. Atmosféra vytváří počasí a prachové bouře, horniny nesou stopy dlouhé geologické historie a chemické procesy probíhající v regolitu dokázaly zmást i nejsofistikovanější experimenty své doby.

Na Viking navázaly další generace sond. Pathfinder ukázal, že po Marsu mohou jezdit robotická vozítka, Spirit a Opportunity přinesly přesvědčivé důkazy o dávné přítomnosti kapalné vody a Curiosity odhalilo, že kráter Gale představoval prostředí obyvatelné pro mikrobiální život. Dnes Perseverance zkoumá dávnou deltu v oblasti kráteru Jezero a vybírá vzorky, které měly být jednou dopraveny do pozemských laboratoří k podrobnější analýze. I když teď těžko říct, jestli k tomu někdy dojde…

A právě díky těmto dalším misím dnes víme i to, proč Viking nedokázal organické molekuly objevit. Přístroj určený k jejich hledání totiž před analýzou zahříval vzorky marsovské půdy. Teprve o více než třicet let později se ale ukázalo, že přítomné chloristany při zahřívání organické sloučeniny rozkládají. Je proto možné, že Viking měl organické molekuly skutečně přímo pod nosem, ale metoda jejich hledání je zničila dříve, než je dokázala odhalit.

Na skutečný objev organických sloučenin na povrchu Marsu jsme si tak museli počkat až do 21. století, kdy je vozítko Curiosity Perseverance nalezlo v sedimentech, co zkoumají. Jenže bez jejich analýzy v pozemských laboratořích nejsme schopni povědět, zda tyto základní stavební bloky života vznikly procesy geologickými, nebo biologickými.

Padesát let po přistání Vikingu 1 tak stále hledáme odpověď na stejnou otázku, kterou si jeho tvůrci kladli už v roce 1976: Existoval na Marsu někdy život?

I když tak o Marsu víme dnes nesrovnatelně více než tehdy, odpověď na tuto fascinující otázku nám stále uniká.