Międzynarodowa Stacja Kosmiczna okrąża Ziemię na wysokości około 400 kilometrów nad powierzchnią Ziemi. Co jednak ciekawe, w przypadku Marsa na takiej samej wysokości znajduje się sonda kosmiczna Mars Odyssey i to właśnie ona wykonała zdjęcie marsjańskiego horyzontu z przestrzeni kosmicznej.
Tak prawdę mówiąc, to między Międzynarodową Stacją Kosmiczną i sondą Mars Odyssey jest więcej wspólnego, niż tylko wysokość nad powierzchnią okrążanej planety. Oba obiekty trafiły na swoją orbitę docelową mniej więcej w tym samym czasie. Pierwsze moduły stacji kosmicznej trafiły na orbitę okołoziemską w 1998 roku (dopiero po dwóch latach dotarła tam pierwsza załoga). Sonda Mars Odyssey została wystrzelona w przestrzeń kosmiczną w kwietniu 2001 roku, dotarła do Marsa 6 miesięcy później, a na docelową kołową orbitę polarną na wysokości 400 km weszła pod koniec stycznia 2002 roku. Od tego czasu obie konstrukcje pozostają na swoich orbitach, choć dawno już przekroczyły swój planowany czas “do spożycia”. Wystarczy tutaj wspomnieć, że główna misja sondy marsjańskiej zakończyła się w lipcu 2004 roku, następnie została przedłużona do 2006 roku, a w 2023 roku wciąż trwa. W ubiegłym miesiącu minęły dokładnie 22 lata pracy sondy na orbicie okołomarsjańskiej.
Skoro sonda działa, jej kamery wciąż działają i nadal istnieje możliwość kontaktu z nią, nic dziwnego, że naukowcy korzystają z niej, ile się da. Ostatnimi czasy sonda wykonała unikalną serię panoramicznych zdjęć przedstawiających marsjański horyzont, nad którym unoszą się delikatne warstwy chmur i pyłu. O chmurach marsjańskich zresztą pisaliśmy już nie raz (artykuł 1, artykuł 2, artykuł 3). Po połączeniu dziesięciu zdjęć panoramicznych powstał unikalny obraz przedstawiający prawdziwy marsjański horyzont widoczny z wysokości 400 kilometrów nad powierzchnią Czerwonej Planety. Można zatem stwierdzić, że dokładnie tak krawędź Marsa i jego niezwykle rzadką atmosferę widzieliby astronauci, gdyby magicznie Międzynarodowa Stacja Kosmiczna zmieniła miejsce zamieszkania z orbity okołoziemskiej na orbitę wokół Marsa.
Wykonanie zdjęcia nie było jednak przesadnie proste. O ile w przypadku stacji kosmicznej astronauta musi po prostu podejść do okna i zrobić zdjęcie, o tyle w przypadku Marsa powtórzenie tego czynu wymagało długotrwałego planowania. Jakby nie patrzeć na pokładzie sondy kosmicznej nie ma astronautów, mamy zatem bardzo stare instrumenty, które tak naprawdę wcale nie nadają się do wykonywania takich zadań. Naukowcy z NASA podjęli się jednak tej próby. Przez trzy miesiące precyzyjnie planowali obserwacje i wykonywanie zdjęć za pomocą zainstalowanej na pokładzie sondy kamery THEMIS. THEMIS Jest kamerą rejestrującą obraz w zakresie podczerwieni i jej podstawowym przeznaczeniem jest mapowanie lodu, skał, piasku i pyłu oraz monitorowanie temperatur panujących na powierzchni planety. Kamera ta nadaje się także doskonale do wykonywania pomiarów ilosci lodu oraz pyłu w atmosferze marsjańskiej, ale tylko w stosunkowo wąskiej kolumnie. Jakby nie patrzeć THEMIS zazwyczaj spogląda prosto w dół na powierzchnię Marsa, co utrudnia obserwowanie zmian atmosfery.
Cały problem polega na tym, że kamera THEMIS nie może się w żaden sposób obracać. Jeżeli zatem chcemy spojrzeć gdzie indziej niż “prosto w dół”, musimy obrócić całą sondę kosmiczną. Aby wykonać zdjęcie przekroju atmosfery nad marsjańskim horyzontem, konieczne było obrócenie całej sondy o prawie 90 stopni, jednocześnie dbając o to, aby Słońce nadal oświetlało panele słoneczne, a jednocześnie, żeby żadne instrumenty badawcze nie uległy przegrzaniu. Analiza wszystkich możliwości wykazała, że najlepsze ustawienie wiąże się z odwróceniem anteny komunikacyjnej w kierunku przeciwnym do kierunku Ziemi. To automatycznie wiązało się z utratą kontaktu z sondą kosmiczną podczas realizacji całego zadania. Zważając na to, że mamy tutaj do czynienia z sondą w podeszłym już wieku, zawsze istniało ryzyko, że sonda po prostu odwróci się do nas i nigdy nie wróci do właściwego położenia, w którym możliwa jest komunikacja z Ziemią. Jakąż ironią byłoby wtedy wykonanie rewelacyjnego zdjęcia, które nigdy nie zostałoby wysłane na powierzchnię Ziemi.
Jak widać po powyższym zdjęciu, misja zakończyła się powodzeniem, sonda wykonała zdjęcie, odwróciła się ponownie w naszą stronę i przesłała na Ziemię zdjęcie. Teraz naukowcy planują wykonywać podobne zdjęcia o różnych porach marsjańskiego roku, aby obserwować zmiany zachodzące w atmosferze planety.