مریخ چهارمین سیاره نزدیک به خورشید است به دلیل رنگ قرمز عناصر موجود در سطح این کره نام آن را کره سرخ نامیدند. یک سال خورشیدی در حدود ۶۸۷ روز زمینی (برابر ۹/۱ سال زمینی) است و یک دور کامل دور محور خود در حدود ۲۴ ساعت و ۳۴ دقیقه به طول می‌انجامد. بزرگی مریخ نصف کره زمین است و دارای اتمسفر خیلی نازک می‌باشد و به همین دلیل اختلاف دمای روز و شب بسیار بالا است بطوریکه در طول روز دما ۲۰ درجه سانتی‌گراد و در شب به ۸۵- درجه می‌رسد.
پس از مشاهده عکس‌های دریافتی از ماهواره‌های فضایی دانشمندان و محققان به شواهدی از وجود آب و مواد معدنی بر روی این کره رسیدند. برای اثبات این فرضیه و آشنایی بیشتر از کره مریخ تصمیم بر آن گرفته شد تا ربات‌های کاوشگر به کره مریخ فرستاده بشود.
سازمان فضایی ناسا در سال ۱۹۹۶ موفق به ارسال اولین کاوشگر خود به کره مریخ شد. نام این ماموریت ناسا، رهیاب (Pathfinder) بود که توانست به سلامت بر روی کره مریخ فرود بیاید. این کاوشگر توانست ۹۰ روز روی کره مریخ فعالیت کند ولی بطور ناگهانی ارتباط‌اش با کره زمین قطع شد. بعد از آن، دو مأموریت اصلی ناسا در سال های ۱۹۹۸ و ۱۹۹۹ با شکست مواجه شد. یک مدارگرد و مریخ نشین به همراه یک ریزکاوشگر در طول این دو مأموریت از بین رفتند. همین باعث شد ناسا درباره مأموریت های مریخ، کمی جدی تر بیندیشد.
در ادامه برنامه تحقیقاتی کاوش کره مریخ، سازمان فضایی آمریکا ناسا تصمیم گرفت تا با اختصاص دادن بودجه بیشتر دو کاوشگرجدید را بطور همزمان به مریخ ارسال کند. ماموریت ناسا با نام کاوشگران مریخ (Mars Exploration) در سال ۲۰۰۳ که که مقارن با نزدیک‌ترین ملاقات زمین و مریخ در چند ده سال اخیر بود، آغاز شد. بودجه در نظر گرفته شده در حدود ۸۰۰ میلیون دلار بود که ۶۲۵ میلیون آن هزینه‌ی کاوشگران، ۱۰۰ میلیون هزینه شروع و ۷۵ میلیون هزینه هدایت پروژه بوده.
دو کاوشگر ناسا به نام‌های روح(Spirit) و فرصت(Opportunity) در تابستان ۲۰۰۳ ، به سوی سیاره سرخ رهسپار شدند و در اوایل سال ۲۰۰۴  به مقصد رسیدند.  هدف از ماموریت  این دو کاوشگر فرود در دو سوی کره مریخ و شناسایی محیط اطرافشان بود.  این مریخ نوردها قرار بود فقط ۹۰ روز کار کنند، اما طراحی فوق العاده و ساخت بی نظیرشان سبب شد بتوانند زمستان مریخ را نیز پشت سر بگذارند و چندین برابر بیشتر از عمر تخمین زده شده فعالیت کنند. از آن جا که فاصله مریخ تا خورشید، بسیار بیشتر از فاصله زمین تا خورشید است، زمستان آن جا بسیار سخت تر و طولانی تر است.
روح و فرصت در طول یک سال مریخی توانستند هفتصد هزار تصویر به زمین مخابره کنند، بیش از ده هزار متر مسیر سنگلاخ را طی کنند و بسیاری از سنگ ها و صخره های سر راه را سوراخ کنند و مورد آزمایش قرار دهند. آن ها شواهدی قاطع برای حضور آب جاری در گذشته مریخ به دست آوردند که بزرگ ترین کشف سال ۲۰۰۴ لقب گرفت. آن ها نشانه های بسیار زیادی در مورد فعالیت های شدید درون مریخ پیدا کردند. از تپه هایی که رسیدن به آن ها رؤیایی بیش نبود، صعود کردند و بسیاری دیگر از واقعیت های سطح مریخ را نمایان ساختند. البته اطلاعات مشابهی که دو مریخ نورد از دو سوی مریخ ارسال کردند، نشان داد که این نشانه ها در همه جای مریخ وجود دارد و منحصر به یک منطقه خاص نیست.
برعکس نسل قبلی کاوشگران مریخی که بصورت ایستگاه ساکن رو کره مریخ فعالیت می‌کردند، روح و فرصت ربات‌های متحرک با قابلیت کنترل از زمین هستند. این ربات‌ها دارای شش چرخ با موتورهای مستقل می‌باشند و در ابعاد ۶۰/۱ مترمربع و ارتفاع ۵۰/۱ متر ساخته شده‌اند و وزن تقریبی این کاوشگران در حدود ۱۷۴ کیلوگرم می‌باشد. حداکثر سرعت این رباط‌‌ها ۵۰ میلیمتر در ثانیه می‌باشد و سرعت میانگین آنها ۱۰ میلیمتر در ثانیه است و در روز توانایی طی مسافت ۱۰۰ متر را دارا می‌باشند. سیستم خطریاب هوشمند در این ربات‌ها به آنها اجازه می‌دهد تا تنها ۵ ثانیه حرکت داشته و بعد از توقف ۲۰ ثانیه‌ای و شناسایی اطراف دوباره ۵ ثانیه به جلو حرکت ‌کند. این ربات‌ها می‌توانند تا ۴۵ درجه انحراف روی محور افقی خود بدون آنکه واژگون شوند حرکت کنند. با این وجود سیستم خطریاب هوشمند به آنها اجازه نمی‌دهد تا در زوایه‌ای بیش از  ۳۰ درجه حرکت کنند.
این ربات‌ها مجهز به سیستم پیشترفته ارتباطی با فرکانس بالا معروف به X band radio wavelenght  با پهنای باند ۵۰۰ بیت در ثانیه برای انتقال اطلاعات به زمین می‌باشند. در این سیستم ارتباطی از آنتنی کوچک با توان مصرفی پایین استفاده می‌شود.

عکسی از صحنه فرو رفتن چرخ‌های فرصت در شن

از دیگر تجهیزات استفاده شده در این ربات‌ها می‌توان به سیستم جهت یاب (بر اساس حرکت ستاره‌ها و خورشید) و تصحیح مسیر اشاره کرد که در نوع خود بی‌نظیر می‌باشند. طرز کار این جهت یاب به این صورت است که کاوشگر در فاصله‌های زمانی منظم از آسمان روبروی خود عکس برداری می‌کند و جایگاه ستارگان را با مرجع موجود در سیستم خود مطاقبت می‌دهد و از روی تغییرات موقعیت ستارگان می‌تواند از درستی جهت حرکت خود اطمینان حاصل کند.
انرژی کاوشگران از طریق سلول‌های خورشیدی نصب شده روی آنها تامین می‌شود. این سلولهای خورشیدی تا ۹۰۰  وات انرژی روی کره زمین تامین می‌کنند که بر روی کره مریخ این مقدار به ۶۰۰ می‌رسد. این ربات‌ها برای حرکت احتیاج به ۱۰۰ وات انرژی دارند و همچنین در مواقعی که سلول‌های خورشیدی قادر به تامین انرژی لازم نیستند از باتری‌های قابل شارژ استفاده شده. این باتری‌های مخصوص کوچک و دارای وزن کمی می‌باشند.
در طول این ۴ سال، اتفاق‌های زیادی روی داد که نزدیک بود آخر کار آن ها را رقم بزند. یک بار یک تکه سنگ درون یک بازوی روح گیر کرده بود و دانشمندان هر کاری کردند، نتوانستند آن را خارج کنند، تا این که به طور اتفاقی، سنگ قِل خورد و از بازو خارج شد.
یک بار هم هر ۶ چرخ فرصت در یک دشت شنی تا بازو در شن فرو رفت. مهندسان ناسا با کمک شبیه‌سازی موقعیت فرصت بهترین راه ممکن را برای خروج او از شن پیدا کردند. فرصت بعد از صرف ۵ هفته کار مهندسان ناسا ۱۷۷ سانتیمتر به عقب رانده شد و توانست خود را آزاد کند.
سلول‌های خورشیدی که تنها منبع تأمین انرژی این مریخ نوردها هستند، به مرور غبارآلود می شوند و انرژی تولیدی شان کاهش می یابد. اما در تابستان ۱۳۸۴ به شکلی اتفاقی، چند گردباد به هنگام ظهر پدید آمدند و غبارها را جارو کردند. در حال حاضر، هر دو مریخ نورد در کمال صحت و با انرژی کامل به کار خود ادامه می دهند. با توجه به این که این دو مریخ نورد، زمستان طولانی مریخ را نیز پشت سرگذاشته اند، به نظر می رسد حالا حالاها با مشکلی مواجه نشوند. اما این مأموریت که بیش از ۳۶ ماه  بیشتر از زمان پیش بینی شده به طول انجامیده، انرژی و بودجه بسیار زیادی را در دفتر مطالعات مریخی ناسا به خود جذب کرده و برنامه های بعدی مریخ را با تعویق مواجه کرده است. هنوز مشخص نیست آینده این مأموریت و دیگر برنامه های در دست مطالعه به کجا می‌انجامد.
اندرو دانتزل، مدیر قسمت منظومه شمسی ناسا در واشنگتن می گوید: روح و فرصت ظاهراً برای ادامه داستان ماجراجویانه خود آماده اند. ما با دریافت این خبر خوب و با توجه به ضرورت اداره صحیح مریخ نوردها، پشتیبانی بیشتری از کار دسته جمعی تیم کنترل آنها در زمین کردیم.

با این که مریخ نوردها تاکنون به خوبی فراتر از حد تفکر کار کردند، ولی آرام آرام اثرات فرسودگی و خستگی در آن ها به چشم می خورد. یکی از تغییراتی که اخیرا در روند پروژه صورت گرفت، کاهش فعالیت مریخ نوردها از ۷ روز به ۵ روز در هفته است. بدین ترتیب، حدود ۲۰درصد از متخصصان گروه پشتیبانی که تقریباً ۱۰۰ نفر می شوند، مریخ نوردها را رها می کنند و سراغ پروژه های دیگر می روند. مریخ نوردان می بایست دو روز در هفته را فقط صرف جذب انرژی و شارژ کردن باتری‌های خود کنند.

عکسی تاریخی ازاولین آزمایش شهاب سنگ به روی کره مریخ توسط کاوشکر فرصت

فرصت و روح به ترتیب و با فاصله دو هفته، نشانه های وجود آب مایع در زمانی دور در سیاره سرخ را کشف کردند. بررسی داده های ارسالی از مریخ نورد روح ، مشخص کرد بستر این سطح در مجاورت با آب مایع، دچار تغییرات فیزیکی و شیمیایی شده است. هر دو مریخ نورد به نشانه هایی از آب از جمله سنگ های رسوبی و حاوی هماتیت رسیدند. فرصت خیلی زود اثبات کرد که مقدار زیادی آب به همراه نمک در فلات مریدیانی (محل فرود مریخ نورد فرصت) وجود داشته است. یافتن شواهدی از وجود آب در گذشته سیاره سرخ، مأموریت اصلی روح و فرصت به شمار می رفت. اینک به نظر می رسد این دو، پیش از به پایان رسیدن زمان مأموریت، موفقیت کامل خود را کسب کرده اند.
برای نخستین بار در تاریخ، بشریت موفق به بررسی شهاب سنگی بر سطح سیاره‌ای دیگر شد. فرصت توانست شهاب سنگی را پیدا کند که بستر جرم آن از آهن و نیکل تشکیل شده است. این شهاب سنگ که به اندازه یک توپ بسکتبال است، کاملاً سوراخ سوراخ شده و ماهیت آن به کمک طیف نگارهای مریخ نورد مشخص شده است. تعداد اندکی از شهاب سنگ هایی که بر روی زمین یافت می شوند، این ترکیبات را دارند و بقیه آن ها عمدتاً صخره ای هستند. به طور مثال، جرمی که گودال معروف آریزونا را پدید آورده است، ترکیباتی مانند شهاب سنگ یافت شده بر سطح مریخ را داشته است. این شهاب سنگ در نزدیکی سپر گرمایی مریخ نورد در فلات نصف النهار یافت شده است.
از دیگر پروژهای ناسا ، مدارگرد اودیسه بود که کارهای ارزشمند آن در هیاهوی اکتشافات روح و فرصت کم رنگ شده است، اما تصاویر و نقشه های ارزشمند این سفینه نیز ویژگی های منحصر به فرد خود را داشت. اودیسه برای انجام سه کار طراحی شده بود: ۱- نقشه برداری شیمیایی و معدنی از سطح مریخ ۲- جست وجو برای یافتن آب در زیر لایه هایی نازک از سطح. ۳- اندازه گیری و تجزیه و تحلیل میزان تشعشعات محیطی و تعیین میزان تأثیر آن بر روی انسان.
اودیسه در سال ۲۰۰۱ پرتاب شد و از اواخر سال ۲۰۰۲ کار نقشه برداری خود را آغاز کرد. داده‌هایی که اودیسه از سطح مریخ فرستاده است، نیازمند سال ها مطالعه و تحقیق است. مریخ نشین انگلیسی بیگل۲ که همراه با مدارگرد سریع السیر مریخ، (Mars Express) متعلق به سازمان فضایی اروپا عازم سیاره سرخ شده بود، از کار افتاد. در نتیجه، امیدهای بی شمار محققانی که به دنبال داده های این مریخ نورد درباره شرایط زیستی مریخ بودند، نقش بر آب شد. در گزارشی که کمیته تحقیق ناسا در مورد این حادثه ارائه داد، مدیریت ضعیف، یکی از عوامل مؤثر در این شکست عنوان شده است.

به خاطر موفقیت هایی که دو کاوشگر روح و فرصت در سیاره سرخ داشتند، ناسا در حال برنامه ریزی مأموریت کاوشگر بعدی خود برای سفر به مریخ است. کاوشگر جدید، آزمایشگاه علمی مریخ یا ققنوس (Phoenix) نام دارد. این کاوشگر برای یافتن نشانه های حیات میکروبی در گذشته و حال سیاره مریخ یا می تواند خاک و سنگ های مریخی را به میزان سه برابر بیشتر از کاوشگرهای قبلی جمع آوری و تحلیل کند. این مأموریت، حاصل همکاری بین المللی در زمینه اکتشافات فضایی است. آژانس فضایی فدرال روسیه ، وزارت علوم و تحقیقات اسپانیا ، آژانس فضایی کانادا و مؤسسه ماکس پلانک آلمان،از جمله مراکزی هستند که در این پروژه تازه نقش دارند.

رگه‌های اریب نقش بسته شده بر روی سطح مریخ حاکی از حرکت آب جاری است. بزرگی عکس ۵ سانتی متر می‌باشد.

این کاوشگر قصد دارد برای اولین بار، برخلاف کاوشگرهای دوقلو، یک دستگاه لیزر را برای تبخیر لایه نازکی از سطح صخره و تحلیل ترکیب عناصر مواد زیرین آن حمل کند. سپس قادر خواهد بود تا نمونه های صخره و خاک این سیاره را جمع آوری و خرد کند و آن ها را برای تحلیل شیمیایی به محفظه آزمایش همراه کاوشگر منتقل کند.
طراحی این کاوشگر به گونه ای است که یک سری از ابزارهای علمی را برای شناسایی ترکیبات آلی مانند پروتئین ها، اسیدهای آمینه و سایر اسیدها و بازها که همگی از زنجیره کربنی به وجود آمده اند، به کار می برد. این مواد، از عوامل حیاتی زندگی هستند و با پیدا کردن آن ها در مریخ، می توان به اطلاعات تازه ای درباره حیات در این سیاره دست یافت. این وسیله همچنین ترکیباتی از قبیل گازهای اتمسفری را که ممکن است به فعالیت های بیولوژیکی مربوط باشند، شناسایی می کند. با استفاده از این ابزار، آزمایشگاه علمی مریخ، خاک و صخره های سیاره مریخ را با جزئیات بیشتر از قبل آزمایش خواهد کرد تا وجود آب و دی اکسیدکربن به صورت جامد، مایع یا گاز را در این سیاره مشخص کند.

منابع:

۱٫ Selection of the Mars Exploration  Rover Landing Sites. In: J. Geophys.
Res.. Vol.108,Nr.E12, 10.Dezember.2003
2. NASA (Hrsg.): Mars Exploration RoverLaunches.  Press Kit Juni 2003
3. Mars Exploration Rover Landings. Januar 2004
(http://marsrover.nasa.gov/newsroom).
4. http://en.wikipedia.org
5. http://bernd-leitenberger.de/mer.shtml