Splićanin dr. sc. Davor Mance postao je svojevrsna "medijska zvijezda" u Hrvatskoj kad je sa svojim timom sa Švicarskog insituta s nestrpljenjem pratio slijetanje NASA-ina InSightea na Mars.

Dr. Mance, inače elektroničar, i njegov tim zaduženi su za elektroniku InSightea te će tijekom cijele misije pratiti podatke koje ta sonda pošalje s Marsa.

Razgovarali smo s dr. Manceom u pauzi između njegovih svakodnevnih obveza i saznali kad bi, prema njegovu mišljenju, ljudi mogli prošetati Marsom.

Kako ste uopće postali dio InSightova tima?

Misija InSight nastavak je dugogodišnjih napora da se instalira seizmometar na Mars. Kao što znate, misija Viking imala je seizmometar na landeru koji nije mogao mjeriti potrese Marsa zbog toga što su podrhtavanja landera, zbog vjetra, bila veća nego eventualna podrhtavanja iz unutrašnjosti Marsa. Treba znati da mi ne očekujemo jake potrese kao na Zemlji. Možda da se dogodi jedan godišnje magnitude 4-5. Svi su ostali potresi toliko mali da se seizmometar ne može ostaviti na landeru, nego se mora instalirati na tlo da bi ih se izmjerilo, kao i kod zemaljskih seizmometara.

Ali da se vratim Vašem pitanju, prva misija bila je NetLander, a nju je pokrenula francuska svemirska agencija CNES, koja je imala u planu četiri letjelice koje bi se spustile na različite lokacije na Marsu, između ostalih i na jednu s druge strane planeta. To je bilo 2000. godine kad sam aplicirao za poziciju na ETH Zürich i došao iz Kanade (Toronta). U Kanadi sam započeo svoju “svemirsku” karijeru radeći za jednu misiju Space Shuttlea.
Nakon tri godine misiju je zbog velikih troškova ukinula nova francuska vlada. Institut za Geofiziku, na kojem radim, brzo nakon toga „uskočio“ je u misiju LISA Pathfinder (detekcija gravitacijskih valova), koju smo uspješno završili 2016. godine. To je bila moja prva svemirska misija dovedena do kraja, u kojoj sam, slično kao i ovdje, bio u operativnom centru i pratio ispravnost elektronike.

Mars nikad nije bio zaboravljen, paralelno smo radili najprije s njemačkom svemirskom agencijom DLR na misiji GEP (geofizički paket) za Mars, to je bila misija koja se kasnije preobrazila u ExoMars s nešto drukčijim specifikacijama. Misija je pored landera imala i rover. Također je bila preambiciozna: oko 20 različitih instrumenata na landeru u usporedbi s četiri koliko ih je na InSightu. Tako je misija ExoMars konačno ostala bez seizmometra. Moram napomenuti da uvijek skoro ista ekipa znanstvenika i instituta sudjeluje na projektu seizmometra, pa se mi na InSightu znamo već dvadesetak godina.

Misija ExoMars bila je „odskočna daska“, a pod tim mislim referenca za cijeli europski konzorcij na projektu seizmometra, da je NASA konačno izabrala InSight pod vodstvom JPL-a (Jet Propulsion Laboratory) i u kooperaciji s europskim konzorcijem između 30-ak jednako interesantnih misija. To je bilo krajem 2012. godine. Malo prije toga radio sam i na razvoju seizmometra za Mjesec s japanskom svemirskom agencijom JAXA. Ta je misija također naprasno prekinuta kad je veliki tsunami pogodio Japan, tako da je njihova vlada zbog velikih troškova na sanaciji morala prekinuti kolaboraciju.

Eto, tako bi se per aspera ad astra mogao ukratko opisati mukotrpan rad na tome da konačno pošaljemo seizmometar na Mars.

Zašto je spuštanje InSighta bilo toliko važno?

Važno je zato što se samo seizmometrom može „vidjeti“ unutrašnjost planeta. Seizmometar je kao stetoskop, sluša i najtiše zvukove planeta. Ti su zvukovi mehanički poremećaji (potresi) nastali hlađenjem planeta, Marsovi posljednji „trzaji“, da se tako izrazim. Također, zbog tanke atmosfere Marsa koja je oko 200 puta tanja negoli Zemljina veći meteori ne izgore i padaju u velikom broju na površinu Marsa te stvarajupodražaje koji putuju cijelim planetom, površinski i dubinski. Tako da, ne samo da imamo stetoskop, već i onaj gumeni čekić (meteore) sto nas doktor udari u koljeno da bi vidio ispravnost živaca i protok informacije do mozga.

Kako se tako generirani mehanički valovi odbijaju od različitih materijala ispod površine planeta, možemo točno odrediti koliko su debeli kora, plašt i jezgra Marsa. To sve znamo na Zemlji, ali ne i na Marsu. Pretpostavka je da su svi planeti Sunčeva sustava nastali otprilike u isto vrijeme. Razlike u sastavu planeta, a pogotovo u veličini jezgre i njegovu sastavu (tekuće ili kruto) trebale bi dati odgovor na pitanje zašto Mars „umire“ (da je praktički ohlađen), zašto je rano izgubio zaštitno magnetno polje, a time i atmosferu?

Drugi instrument, HP3, sonda za dubinska temperaturna istraživanja, koja se zabija u tlo Marsa mjerit će promjene temperature i tako pokazati koliko još topline Mars isijava. Zajedno s trećim instrumentom RISE, mjerit će se nutacija (nepravilnost rotacije) Marsa oko svoje osi, što će zajedno sa seizmometrom pokazati je li jezgra Marsa kruta ili tekuća. Četvrti je instrument komplet sondi za mjerenje atmosferskog tlaka, temperature i brzine vjetra, koje obično postoje na skoro svakom roveru ili landeru.

Jedan od najvećih poremećaja koji smetaju pri mjerenju jest promjena tlaka koji pritišće (deformira) planet i bez obzira na to što su te promjene neprimjetne, veće su od onih malih potresa koje želimo izmjeriti. Također, promjene plime i oseke površine Marsa, nastale orbitiranjem njegova mjeseca Fobosa, posebno su važne zbog saznanja o sastavu jezgre planeta. Dnevne promjene temperature i tlaka veliki su poremećaji tijekom mjerenja, pa se moramo koristiti posebnim metodama analize podataka da bismo rekonstruirali prave signale iz unutrašnjosti Marsa.

Dakle, cilj je izmjeriti potrese, ne zbog moguće obrane od njih, dapače želimo da ih se dogodi što više kako bismo otkrili unutrašnjost planeta.

27.11.2018.

Od samog spuštanja prošlo je desetak dana. Imate li već kakve povratne podatke? Jeste li već otkrili nešto što vas je iznenadilo, začudilo, oduševilo?

Nismo još uopće u fazi znanstvenog istraživanja jer je seizmometar još na landeru, kao i Vikingov. Sad smo u fazi provjere svih uređaja i slikanja mjesta pogodna za spuštanje seizmometra na tlo. Naravno, i kratka provjera senzora seizmometra bila je dovoljna da vidimo prva podrhtavanja landera i njegove rezonancije nastale utjecajem vjetra. Sad je zimski period na InSightovoj lokaciji i ima puno vjetra. Iz prethodnih misija (roveri i Phoenix, preteča InSighta) imamo dobar katalog atmosferskih događanja na Marsu, tako da to nije ništa novo. Interesantno je napomenuti da se zbog tanje atmosfere Marsa izmjereni vjetar od 10 m/s osjeća kao 3 m/s, tj. kao lagani povjetarac.

U slučaju komplikacija, recimo kvara na robotskoj ruci koja treba spustiti seizmometar i njegov štit (u obliku kupole) na tlo, seizmometar bi morao ostati na landeru. To bi bila velika šteta, ali dio znanstvenih podataka mogao bi se i tako dobiti, ovisi o tome koliko bude „većih“ potresa. Naš je seizmometar osjetljiviji od onog na Vikingu, pa se te dvije misije ne mogu usporediti. Veličina potresa i njihov broj na Marsu predmeti su modeliranja i zato je važno da vidimo kakva je stvarna situacija.

Dio znanstvenog tima koji radi na tlakomjeru oduševljen je prvim mjerenjima koji se točno slažu s predikcijama i modelom dnevnih varijacija tlaka. Za nas je bitno da je elektronika ispravna jer da nije, ne bismo ništa mogli izmjeriti. Također, prvi set seizmičkih senzora pokazao se ispravnim. Dovoljno je bilo samo 10-15 minuta snimke da se izvuku mnogobrojni parametri, najbitniji taj kolika je osjetljivost instrumenta na landeru. Kad se seizmometar instalira na tlo, moći će mjeriti akceleracije planeta reda nanometra/s2. To je 10 milijardi puta manje od 1 g, Zemljine gravitacije od 9,81 m/s2.

Zasad ništa nije čudno, pesimist nisam, pa da kažem da je čudno da sve radi nakon lansiranja, toliko milijuna kilometara leta pri konstantnoj kozmičkoj radijaciji i stresu kod slijetanja . Sve smo to već toliko testirali na Zemlji, kako se to inače radi za svemirske misije.

Što je sljedeće za vas i InSight? Čime ćete se baviti sljedećih tjedana?

Ovaj vikend, odnosno najkasnije u ponedjeljak dobit ćemo slike na bazi kojih radna grupa geofizičara odlučuje gdje će se seizmometar i HP3 sonda instalirati na tlo. Proces instalacije traje oko dva tjedna jer se pri svakom pomicanju robotske ruke slike s njezine kamere moraju analizirati prije negoli se pošalju sljedeće naredbe. Kako se podaci dobivaju kad orbiteri oko Marsa dođu u vidno polje landera (otprilike dva puta dnevno), ne možemo isti dan kad se nešto odrađuje poslati nove naredbe. Procedura je ovakva: lander odrađuje zadatke po marsovskom vremenu kad su temperature više, tj. oko podne pa do 17 sati. Tijekom noći dobivamo podatke koje ujutro ili poslijepodne po zemaljskom vremenu analiziramo pa za nekoliko sati šaljemo nove naredbe.

U početku je vremenska razlika između Marsa i Kalifornije bila zanemariva, a sad je već nekoliko sati. Naime, Zemljin dan traje kraće u odnosu na Marsov (24,6 sati). To zahtijeva da se konstantno adaptiramo na drukčije vrijeme pristizanja podataka. Gotovo uvijek dobivamo podatke tek sutradan. To čini sve operacije „usporenima“, a bilo koji problem znači minimalno gubitak jednog dana. Nadamo se da ih neće biti puno.

Puno novih slika s Marsa očekuje se početkom sljedećega tjedna. Tad započinje faza instaliranja seizmometra koja će potrajati do Božića. Nakon toga se instalira HP3 sonda i zatim početkom sljedeće godine počinje detaljno podešavanje instrumenata i njihova kalibracija. Još smo daleko od toga, ali za sada ide veoma dobro. Tek kad pustimo seizmometar u normalni rad (krajem ožujka), onda će se provjere elektronike vjerojatno smanjiti sa dnevnih na jednu tjedno.

Što bi za vas bilo najvažnije otkriće do kojeg bi InSight mogao doći?

Ja sam elektroničar i posve sam zadovoljan time da sve radi ispravno. Naravno nije samo elektronika u pitanju, bit ću sretan da i senzori ispravno rade i imaju deklariranu osjetljivost, a to ćemo vidjeti tek kad se seizmometar instalira na tlo. Tek tad ćemo mi inženjeri i naši kolege geofizičari biti zadovoljni. Posebno je bilo teško vršiti provjere performansi senzora na Zemlji zbog jače gravitacije. Pošto su klatna u seizmometru balansirana za Marsovu gravitaciju, morali smo nagnuti uređaj kako bismo poništili dio Zemljine gravitacije. To je zahtijevalo testiranje svakog od triju senzora posebno (u svakoj osi) i sad će biti prvi put da sva tri rade istovremeno. Nadam se da neće biti iznenađenja.

Znanstvenici geofizičari imaju sigurno drukčije viđenje od mene o tome što je za njih najveće otkriće. Pretpostavljam, bilo bi lijepo da bude više potresa nego što se pretpostavljalo te da se otkrije da je Mars još i te kako „živ“. Bez bojazni, te male potrese nitko ne bi osjetio. Veća unutrašnja temperatura, ako se ispostavi, mogla bi omogućiti „ugodniji“ život budućih doseljenika pod površinom Marsa i manju potrošnju energije za održavanje života, da ne kažem o mogućem postojanju života pod površinom.

Kakve su šanse za otkrivanje tragova života na Marsu?

InSight nije dizajniran za pronalazak života, ali već rover, koji će NASA poslati 2020. na Mars, imat će, između ostalih, i tu zadaću. Šanse bi mogle biti velike jer već pola metra pod zemljom temperatura je konstantna, i oko -50 °C ako se ne varam. Kad se usporedi postojanja života na velikim dubinama mora na Zemlji, pod velikim tlakom, bez postojanja svjetla, zašto bismo onda bili skeptični. Nedavno je odabrana lokacija spuštanja Rovera 2020, na mjesto gdje je nekad bilo veliko more ili jezero. Očekuje se da će se naći ostaci organizama u sedimentima taloženim bilijunima godina.

Koliko je vjerojatno da će ljudi u bliskoj budućnosti kročiti na Mars? Kakvi bi se preduvjeti trebali ostvariti da to postane moguće?

Pod pretpostavkom da se uskoro riješi pitanje radijacije tijekom dugog leta na Mars, što je veliki problem, prve male nastambe mogle bi biti instalirane poslije 2035. godine, po mom mišljenju oko 2040-ih. Kao vatreni zaljubljenik u znanstvenu fantastiku još od mladih dana, ne sumnjam da to neće biti ostvareno. Nekoliko je koncepcija u razmatranju, nastambe pod zemljom i nad zemljom, za koje se već sad razvijaju tehnologije za pretvaranje dostupnog materijala na Marsu u gorivo, zrak za disanje i građevni materijal. NASA je čak i ponudila nagradu onima koji ponude najbolje rješenje. Također se radi i na razvoju mašina - robota za autonomnu izgradnju nastambi. Koliko vidite, ima tu dosta posla i još smo daleko. Ali ako se ne radi na tome, onda možda nikad nećemo otići u „svijet“.

Biste li i vi sami željeli posjetiti Mars, kad bi za to postojali uvjeti?

Sigurno, uz pretpostavku da se sigurnost dovede na zavidnu visinu. Treba razmišljati i na taj način da i nije potreba da se ne prvi putnici, ali neki malo kasnije uopće vrate, već da tamo začnu novi život. Do sada je mnogo eksperimenata napravljeno u bestežinskom stanju. I naša bi se tijela trebala prilagoditi manjoj gravitaciji, što znači da bi odlazak te nove generacije na Zemlju možda bio previše rizičan.

Najprije trebamo očuvati vlastitu Zemlju, ali to nam slabo ide. Kad se resursi potroše, moramo biti spremni na to da imamo razvijene takve tehnologije da ih zamijenimo novim ili da odemo sa Zemlje. Možda nam prijeti i uništenje nekim velikim kometom, pa svejedno moramo otići?!

Za sve to bitna je svijest da je ulaganje u znanost neprocjenjivo. Možda će i ova mala priča zaintrigirati neku malu glavu da zavoli tehničke nauke.