Fig1. Kart over Mars etter Mollyweidprojeksjonen

1 Innledning
Mars er den fjerde planeten fra Sola. Den befinner seg1,52 AU fra solen, har en diameter på 6,794 km og en masse på 6,4219 10^23 kg. På grunn av en relativt kraftig elliptisk bane, har vi store variasjoner i temperaturen på Mars. Gjennomsnittstemperaturen ligger på rundt 218K, men kan variere fra 140K til opp mot 300K på dagsiden om sommeren. Mars har to små måner Phobos og Deimos som går i bane henholdsvis 9000 og 23000 km fra Mars.
Mars blir sett på som det stedet i solsystemet utenfor Jorden hvor det er størst sannsynlighet for å finne liv, eller rester av liv. Den blir også sett på som det mest naturlige første sted for menneskelige bosettinger utenfor Jorden. Bilder fra NASAs Mars Global Surveyor antyder at det nylig har vært flytende vann på Mars, og at det kan finnes flytende vannkilder på, eller nære overflaten.

Mars har en svært tynn atmosfære som består av 95.3% karbondioksid, 2.7% nitrogen, 1.6% argon og spor etter oksygen (0.15%) og vann (0.03%). Mars atmosfære produserer en drivhuseffekt, men bare nok til å øke temperaturen med ca 5 K.

Nå som ISS, International Space Station, er godt i gang, begynner de store rommaktene så smått å starte seriøs planlegging av det neste skrittet: Marsekspedisjonen. Vi skal nå forsøke å si litt om hva som skjer på denne fronten, men også noe om hvorfor man ønsker å dra til Mars, og hvilke problemer man kan støte på.

Fig 2. Iskappen på Mars sydpol

2 Hvorfor

Hvorfor skal vi utforske Mars? Fordi den er der, vil vel mange si, og det er vel ingen tvil om at det ligger i menneskets natur å utforske det vi kan, og dra nye steder så snart det er mulig. Likevel kan det føres mange mer håndfaste argumenter for å utforske Mars.
Etter Jorden er Mars den planeten i solsystemet med det mest gjestmilde klimaet. Så gjestmildt at det engang i tiden kan ha vært primitivt, bakterielignende liv på Mars. Selv om flytende vann fremdeles kan eksistere under overflaten, er temperaturen så lav, og atmosfæren så tynn at det er lite sannsynlig å finne flytende vann på overflaten.

Hva var så årsakene til endringen i Mars klima? Var betingelsene liv trenger for å utvikles noen gang tilstede på Mars? Kan vi finne levende bakterier like under overflaten i dag?
Det er spørsmål som disse som driver oss til å utforske Mars. Mars’ klima har gjennomgått en kraftig nedkjøling. Kan vi finne fram til årsakene til disse klimaendringene, kan det kanskje hjelpe oss å forstå kreftene bak klimaendringer på jorden, noe som er et stadig viktigere spørsmål i dag. Siden Mars er et enklere system, uten hav, biosfære eller industrielle utslipp, vil den være et velegnet springbrett opp mot studier av Jordens klima. Når vi er i ferd med å utforske universet på leting etter planeter i andre solsystemer, må vi også spørre oss om hvorvidt livet kan ha oppstått på andre planeter i vårt eget solsystem, og hvilke minimumskrav som kreves for utvikling av liv.

Et annet punkt er selvfølgelig terraforming. Om ikke altfor mange milliarder år er jordkloden ubeboelig, og da er menneskeheten avhengig av å ha flyttet på seg for å kunne overleve. På dette området vil Mars være det naturlige pionerprosjektet. Mars er nære, og ligger i jordas biosfære. Det er vel lite sannsynlig at dette er løsningen på befolkningsproblematikken de neste hundreår, men et sted må man begynne.

Fig3. Et terraformet Mars, med vann.

Dette er grunner til at vi burde dra til Mars. De vil neppe være årsaken til at vi gjør det. En Marsreise vil være en enorm økonomisk oppgave, og vil gi enorm internasjonal prestisje til de landene som er med. I tillegg vil den skyve grensene for teknologi og kunnskap framover, noe som kan få mange positive ringvirkninger på vidt forskjellige områder i samfunnet.

Fig 4. Gammel Propagandaplakat for det sovjetiske romprogrammet

3 Russland
Russerene startet; tidlig å planlegge en Mars-ekspedisjon. De første forslagene kom allerede på 60-tallet. Det første seriøse prosjektet startet i 1969. I hemmelighet jobbet russerne i mange år med en drøm om interplanetarisk utforskning som ville sette amerikanernes Apollo-program i skyggen. Etter 30 dager i bane rundt jorda, skulle skipet sendes mot Mars. Med effektive, men trege elektriske rakettmotorer ville reisen ta et år hver vei. Dette førte til at kosmonautene ikke ville kunne oppholde seg på selve planeten lenger enn en uke. Dette var skuffende, men et lengre opphold ville føre til for store problemer på den første reisen. Dette enorme prosjektet ville trenge kunnskap om hvordan mennesker takler lang tid i rommet, og førte til Mir-programmet. Det var fire hovedspørsmål som måtte besvares. Hvordan skulle man yte medisinsk assistanse på en marsferd? Hvordan sikrer man psykologisk kompatibilitet

innad i; mannskapet? Hvordan opprettholder man en varig forsyning av næring, og hvordan sikrer man beskyttelse mot kosmisk stråling? I løpet av 80- og 90-tallet var flere titalls kosmonauter menneskelige forsøkskaniner på Mir, og ga oss uvurderlige kunnskaper, men med Sovjetunionens kollaps, og den påfølgende økonomiske krise, ble hele prosjektet lagt på is.

Fig 5. Nærbilde av den nå deaktiverte romstasjonen Mir

Nå er prosjektet vekket til live igjen, men det gjenstår å se om det er et reelt prosjekt, eller bare et propagandaframstøt fra den russiske regjeringen. Det russiske romprogrammet har alltid vært høyt ansett, og med denne ekspedisjonen ønsker de igjen å bli verdens ledende romfartsnasjon. Mellom 2016 og 2020 planlegges det å sende en bemannet ekspedisjon til Mars. Det er klart at Russland ønsker internasjonalt samarbeid på dette prosjektet, men graden er ennå uviss. Med kostnader beregnet rundt 100 milliarder $ er det vel også nødvendig med internasjonal støtte. Planene skal være klare innen 2005. Mars-proben vil være bemannet av 4 til 6 kosmonauter som vil leve tett innpå hverandre i rommet to år. Reisen til Mars vil ta 9 måneder. For å unngå konflikter og intriger på ferden, vurderer russerene nå hvorvidt de skal utelukke kvinnelige kosmonauter fra turen. De vurderer også alderen på kosmonautene, og det er forslag om å bruke kosmonauter i 50-årene, da disse er på høyden av sin fysiske og mentale stabilitet.

For selve ferden vurderer russerne to ulike alternativer. I det ene frakter et romskip både mannskapet og lasten. I det andre alternativet vil et romskip frakte mannskapet, mens et annet vil frakte lasten. I det første tilfellet vil ekspedisjonen kunne ta oppimot to år, da skipet må akselereres i jordbane i nesten to måneder for å få høy nok hastighet. I det andre tilfellet kan et tyngre romskip brukes, og reisen vil kunne utføres på 18 måneder. I forskjellige scenario varierer vekten på det bemannede skipet mellom 500 og 1000 tonn. Mye av vekten skriver seg fra strålingsskjoldet. Da ingen rakett vil kunne skyte opp en slik masse, vil romskipet måtte settes sammen i jordbane.

Russerne har også forsket på matforsyning, og har utført forsøk hvor de har avlet frem japansk vaktel i rommet, som kan forsyne et mannskap med kjøtt og egg.

Ellers må det sies at det er lite konkret informasjon og mye rykter ute om de nye russiske planene. Det er likevel enighet om at etter at ISS er ferdigbygd, er en bemannet Mars-ekspedisjon det neste store skrittet innen romfart.

;

4 USA

Fig 6. Propagandashot av amerikanske astronauter sammen med noen vanlige dødelige.

I likhet med Russland, har romfarten i USA lange historiske røtter. USA startet med en massiv satsning på romfarten etter at det ble kjent at Sovjetunionen hadde hatt sin første vellykkede oppskytning av en satellitt fjerde oktober 1957.

Amerikansk romfart ble samlet i organisasjonen National Aeronautics and Space Administration (NASA) i 1958. Som en morsom fotnote, kan det nevnes at det på den offisielle hjemmesida til NASA, står at organisasjonen direkte ble stiftet av frykt og misunnelse på hva russerne hadde fått til med Sputnikprogrammet sitt. NASA hadde en solid støtte i opinionen, og den harde satsingen ble kronet med at Apollo 11 landet på Luna i 1969. NASA har hele tiden vært svært aktiv, og hatt en bred satsning innenfor alle områder av romfarten. I 1981 startet NASA opp Space Shuttle (romferge) programmet, som fremdeles pågår, og som blant annet brukes til å bygge opp den internasjonale romstasjonen (ISS).

Det hersker liten tvil om at så snart ISS er ferdig, så vil det neste naturlige målet for det internasjonale romfartsmiljøet, bli en bemannet romferd til Mars. ISS vil naturligvis bli brukt til å finne ut en del vesentlige ting angående mennesket i rommet. Det sovjetiske/russiske MIR programmet har allerede kartlagt en god del om hva som skjer med mennesket når det oppholder seg i vektløs tilstand over lengre tid. Men etter at romferga Challenger eksploderte 73 sekunder etter avgang i 1986, og mannskapet på sju omkom, er det svært lite rom for feil.; NASA har også hatt en del problemer med noen satellitter, i tillegg til at den russiske romfarten opplevde en mengde små og store uhell i forbindelse med den siste perioden av MIR programmet sitt. I tillegg til at man ikke vil ha menneskelige, materielle eller forskningsmessige tap, er det viktig at man ikke får et frynsete rykte blant folk flest. En bemannet romferd til Mars vil være er enormt økonomisk løft. Det er derfor ganske naturlig at NASA er svært vage i sine planer, og velger å konsentrere seg om ISS og satellittprogrammene sine foreløpig.

At NASA er svært vage om sine Marsplaner, er ikke det samme som at de ikke har noen. Men en bemannet ferd til Mars er på mange måter bare siste steget i noe som startet lenge før. En bemannet ferd til Mars vil selvsagt ha uvurderlig verdi. Men man har allerede meteoritter fra Mars, som har gitt store kunnskaper om Mars. Også teleskopundersøkelser har gitt mange nyttige opplysninger. Men mange av de viktigste oppdagelsene om Mars, er det ubemannede romferder som har gitt oss.

Bare for å sette en bemannet ferd i perspektiv, så har hele 18 av de 32 satellittene som hittil er sendt for å undersøke Mars, hatt et helt eller delvis mislykket resultat. De fleste av de mislykkede ekspedisjonene skjedde riktignok på et tidlig stadium, og en overvekt av dem var russiske, men så sent som i 1999 mistet NASA sin Mars Polar Lander.

Den første vellykkede ekspedisjonen skjedde i 1965, da Mariner 4 den 14 juli passerte Mars 10 000 Km over overflaten, og tok de 22 første nærbildene av planeten. Mariner 4 påviste også en tynn atmosfære av karbondioksid og et svakt magnetfelt.

Denne suksessen ble fulgt opp av Mariner 6 og 7, i 1969. De tok langt flere foto, over 200 hver, og kartla temperaturvariasjonen på planeten. Viking 1 og 2, begge i 1975, besto av en orbiter og en lander. Begge landerne var utstyrt med utstyr for å finne mikroorganismer. Resultatene av disse er noe uklare, og blir fremdeles undersøkt. Værvariasjonene ble også kartlagt. Viking 1 lander fungerte helt fram til 1983, da den ved et uhell(?) ble deaktivert, Viking 2 lander sluttet å fungere noe tidligere. Begge leverte detaljerte bilder av terrenget rundt.

Orbiterene kartla overflaten til Mars, de leverte over 52 000 bilder. Viking 1 orbiter fungerte fram til 1980, Viking 2 orbiter fram til 1978.

NASA hadde et stort tilbakeslag med Mars Observer i 1993. Dette førte til at NASA i ettertid forandret strategi, og gikk over til sin nye serie under slagordet: Bedre, raskere, billigere. Mars Global surveyor var den første av disse, og den ble fulgt opp av Mars Pathfinder. Pathfinder var utstyrt med et lite kjøretøy, og til tross for svært lav hastighet, ble etterhvert den første trafikkulykken på Mars et faktum, i det kjøretøyet Sojourner kjørte inn i en stein. Men Sojourner kom seg løs, og prosjektet var en både forskningsmessig og publikumsmessig stor suksess.

Suksessen kom litt i skyggen av de 2 påfølgende fiaskoene med Mars Surveyour 98 Orbiter og Mars Polar Lander i 1999. I det første tilfellet ble det klart at noen i NASA ikke var i stand til å regne med SI-enheter, og var en stygg ripe i lakken for NASA.

Fig 7. Grafisk fremstilling av NASAs 2001 Mars Odyssé

Ubemannede satellitter kommer til å være den sentrale delen av NASA sin romsatsning; mot Mars ei god stund framover. Akkurat nå er det Mars 2001 Odyssé som er på gang. Den startet sin ferd 7ende april 2001, og skal være fremme 24 oktober. Odyssé har mange oppgaver. Den skal prøve å finne vann, eller rester av vanns virkning på omgivelsene. Den skal også prøve å kartlegge andre grunnbetingelser for liv. Det gjøres gjennom å kartlegge den kjemiske sammensetning av jordsmonnet. Det vil bli undersøkt om det er noen form for is nede i selve bakken, og om den varierer med årstiden. Man vil også prøve å få undersøkt hvordan vann virket inn på omgivelsene opp gjennom 4.5 mrd år som planeten har eksistert. Sist, men ikke minst, vil Odyssé registrere den radioaktive strålingen på Mars. Denne vil ble satt i sammenheng med en senere bemannet romferd, for å vite hva astronauter vil bli utsatt for. Oppdraget vil ta vare i et Marsår, dvs 29 måneder.

I 2003 vil det bli sendt ut 2 identiske ekspedisjoner, utstyrt med hvert sitt 130 Kg kjøretøy. De vil bli sendt opp 22 mai og; 27 juni, og antas å lande 2 og 20 januar 2004. Kjøretøyene skal i hovedsak ta jordprøver, men vil overføre en del bilder. Det vil også her bli målt radioaktivitet.

I 2005 planlegges det å plassere en satellitt i bane rundt Mars, som skal brukes til telekommunikasjon i framtiden.

I 2007 planlegges det å lande et større fartøy på Mars for å få testet ut hvordan det er for større ting å lande. Her skal det selvsagt også foretas en del målinger. Her vil det skje i samarbeid med den franske og den italienske romorganisasjonen.

I 2009 planlegges det å sette ut flere kommunikasjonssatellitter, igjen i samarbeid med den Italienske romfartsorganisasjonen.

Utover det, planlegges det ekspedisjoner som skal ta med jordprøver fra mars tilbake til Tellus i; 2014 og i 2016. Disse er litt avhengig av hvordan ting utvikler seg. Er resultatene gunstige, og økonomien i orden, kan det bli framskyndet fram til f. eks. 2011.
;

;5 Europa

Fig 8. ESAs medlemsland

Europeisk romfart har i lang tid ligget i skyggen av den amerikanske og den russiske. Men etter at; en del europeiske land gikk sammen om å stifte European Space Agency; (ESA) i 1975, har ting begynt å ta seg opp. Medlemslisten, som inkluderer Norge, har stadig utvidet seg, og teller nå 15 land.

ESA har på kort tid klart å få et høyst anstendig romprogram på beina, som stadig vokser. ESA har i dag 40 000 direkte ansatte, i tillegg er 250 000 ansatte i industri med direkte tilknytning til ESA, begge deler i stadig utvidelse.

ESA sine satsningsområder er navigasjonssatellitter, nanosatellitter, kommersielle satellitter, billigere romfart, klimaovervåkning, meteorovervåkning, teknologi og grunnforskning.

Men ESA sysler litt med Mars også. I 2003 skal ESA sende en satellitt som skal undersøke jordsmonn og livsvillkår til mikrober. Mars Express vil også lete etter vann og is. Merkelig nok, står det at dette er den første ikke russiske eller amerikanske satellitten til mars, men dette er ikke korrekt. Japan har akkurat nå en satellitt på veg mot Mars, den skal sirkle seg inn og i hovedsak ta oversiktsbilder. Nozomi skal også undersøke månene på Mars, Phobos og Deimos.

6 Framtiden
At det etter hvert kommer en bemannet romferd til Mars, regnes som sikkert, og er bare et tidsspørsmål. Men planene er langt fra klare, og det kan kanskje ta lengre tid enn det folk flest tror. Strategiene for dette er også forskjellige. Skal man lage en ubemannet base først, med nødvendig utstyr for å komme seg tilbake? Eller skal man ha en alt i ett pakketur? Teknologien som trengs er nok stort sett tilstrekkelig til at man kan gjøre det når som helst. Men grundighet er en dyd, så det er forståelig at disse planene er noe vage foreløpig. Siden romfartsmiljøene er i ferd med å bli langt mer internasjonale, har man også i mindre grad de nasjonalistiske drivkreftene, og prestisjepresset. Men at den bemannede romferden til mars engang kommer, er sikkert...

Fig 9. Mars

7 Noen spennende websider for den interesserte leser

http://www.marsnews.com/news/20010420-russia.manned.html
http://english.pravda.ru/main/2001/04/16/3602.html
http://english.pravda.ru/main/2000/11/22/1064.html
http://www.space.com/missionlaunches/missions/russian_mars_mission_010615.html
http://www.bbc.co.uk/science/horizon/destinationmars_transcript.shtml
http://www.space.com/news/spaceagencies/russians_mars_042700.html
http://liftoff.msfc.nasa.gov/rsa/rsa.html
http://spacescience.com/headlines/y2000/ast22jun_2.htm?lis
http://mars.jpl.nasa.gov/msp98/why.html
http://www.sciam.com/1999/0399space/0399mckay.html
http://www.themissiontomars.com/
http://www.newscientist.com/nsplus/insight/mars/mars.html
http://www.nasa.gov
http://www.hq.nasa.gov/office/pao/History/marschro.htm
http://mars.jpl.nasa.gov/odyssey/
http://www.hq.nasa.gov/office/pao/History/
http://www.androidpubs.com/serv01.htm
http://www.thetimes.co.uk/article/0,,3-117832,00.html
;