z pewnością, że jasne obszary polarne na Marsie to powłoki lodowe. (O tym, jakiego rodzaju był to lód, debatowano jeszcze przez kolejny wiek).
Mars stawał się coraz bardziej podobny do Ziemi z każdym nowym odkryciem. W drugim odczycie wygłoszonym 11 marca 1784 r. przed Towarzystwem Filozoficznym Bath w Anglii Herschel doszedł do wniosku, że analogia pomiędzy Marsem i Ziemią jest z pewnością bardziej ewidentna niż dla każdej innej planety w Układzie Słonecznym. Ich dzienny ruch (długość dnia) jest prawie taki sam. Nachylenie do ekliptyki, będące przyczyną występowania pór roku, jest podobne. Ze wszystkich zewnętrznych planet (tych bardziej oddalonych od Słońca niż Ziemia), odległość Marsa od Słońca najbardziej przypomina ziemski i w rezultacie długość marsjańskiego roku nie jest bardzo różna od naszego47.
Ostatecznie Herschel doszedł do wniosku, że Mars ma atmosferę. Z jednej strony uznał, iż musi jej być dość dużo, dlatego że widać, jak jasność planety zmienia się różnych miejscach, co uzasadnił obecnością chmur i gazów w atmosferze. Z drugiej strony mógł jednak obserwować gwiazdy, które pojawiały się w odległości od 3 do 4 minut łuku (pomiędzy 1/20 i 1/15 średnicy kątowej Księżyca w pełni) od tarczy planety i nie zmieniały swojej jasności, kiedy zbliżały się do Marsa.
Rys. 3.4 | Zdjęcie pochodzące z Kosmicznego Teleskopu Hubblea, przedstawiające Mars widziany w 2001 r. z odległości 68 milionów kilometrów od Ziemi. Lód widać na południowej czapie polarnej (na dole), podczas gdy burza pyłowa zasłania północną czapę polarną (na górze). Drugą gigantyczną burzę piaskową można dostrzec w Basenie Hellas (prawy dolny róg). Widoczne są wodne chmury lodowe otaczające północne krańce biegunów, rozciągające się na północ od południowej czapy polarnej i w pobliżu marsjańskiego równika. Zdjęcie dzięki uprzejmości NASA i Zespołu Hubble Heritage (NASA/ESA and The Hubble Heritage Team STScI/AURA).
Na podstawie tych obserwacji uznał, że atmosfera Marsa rozciąga się na niewielką odległość od jego powierzchni. W przeciwnym razie marsjańska atmosfera rozmazywałaby i osłabiałaby światło tych gwiazd, kiedy Mars przechodził w ich pobliżu.
Ostatnie znaczące odkrycia uzupełniające naszą wiedzę o Marsie, które nastąpiły, zanim grupa XIX-wiecznych astronomów zaczęła odwzorowywać powierzchnię Marsa, zostały dokonane przez znakomitego niemieckiego astronoma Johanna Hieronymusa Schrötera. Posiadał on obserwatorium w mieście Lilienthal, gdzie był głównym sędzią. Lista dokonań astronomicznych Schrötera jest długa. Jako pierwszy udowodnił, że Wenus ma atmosferę, i był jednym z sześciu astronomów, którzy sami siebie nazwali Detektywami z Lilienthal albo Niebiańską Policją. Zebrali się, by odnaleźć rzekomo brakującą planetę krążącą wokół Słońca pomiędzy Marsem i Jowiszem. Ostatecznie w ciągu zaledwie siedmiu lat, od 1801 do 1807 r., członkowie tego wybitnego zespołu astronomów odkryli w części Układu Słonecznego znanego obecnie jako pas asteroid, cztery takie obiekty – Ceres, Pallas, Juno i Westę.
Schröter obserwował Marsa prawie nieprzerwanie przez 18 lat, od 1785 do 1803 r., i sporządził 230 różnych jego rysunków. Potwierdził większość odkryć Herschela, otrzymując podobne, ale nieznacznie różniące się wartości dla nachylenia (27,95˚) i okresu rotacji (24 h 39 min 50 s). Najważniejszymi zasługami Schrötera dla naszej wiedzy na temat Marsa były jego obserwacje ciągłych zmian, czasami co godzinę, we wzorach ciemnych plam na Marsie. Te wzory nigdy nie były takie same, zmieniały się z nocy na noc i z roku na rok. Schröter doszedł do wniosku, że to chmury są odpowiedzialne za zmieniające się kolory, które zaobserwował na Marsie. W rzeczywistości uwierzył, że same plamy były raczej zjawiskami atmosferycznymi niż cechami powierzchni48.
Do końca XVIII w., po dwustu latach obserwacji Marsa przez teleskop, uzyskano wiarygodny portret Czerwonej Planety. Astronomowie dokładnie zmierzyli okres rotacji Marsa, nachylenie osi obrotu, zaobserwowali czapy polarne, które narastają i zanikają wraz z porami roku oraz obecność cienkiej atmosfery z chmurami, które czasami zasłaniają część powierzchni planety. To, co wydedukowali, było oczywiste dla astronomów i dla każdego, kto się tym interesował: okres rotacji Marsa jest prawie taki sam jak dobowy okres obrotu Ziemi, nachylenie osi Marsa jest prawie takie samo jak nachylenie osi ziemskiej, zmiany pór roku na Marsie są takie jak pory roku, które obserwujemy na Ziemi oraz cienka atmosfera, która jest czasami przejrzysta, a czasami nieprzejrzysta wraz z chmurami zachowuje się tak samo jak zachmurzona atmosfera ziemska. Ustalili, że Mars i Ziemia to fizyczne bliźnięta.
Rozdział 4
Wyobrażony Mars
Ponieważ odnaleźli tak wiele podobieństw pomiędzy Ziemią i Marsem, astronomowie byli zdeterminowani, by znaleźć ich więcej. Jeśli dni, pory roku, lata, czapy lodowe oraz chmury na Marsie są takie jak na Ziemi, to środowisko musi być podobne ziemskiemu, włączając w to skład oraz temperaturę marsjańskiej atmosfery i wszystko to, co czyni Ziemię przyjazną życiu.
Zatem uzbrojeni w swoje teleskopy i pragnienia astronomowie zaczęli wyobrażać sobie Marsa, który był pod każdym względem taki sam jak Ziemia: w 1830 r. w swojej wyobraźni zaczęli terraformować Czerwoną Planetę. Terraformacja Marsa zmieniłaby jego fizyczne środowisko w taki sposób, że stałby się światem podobnym Ziemi, z umiarkowanym klimatem, płynącą wodą i atmosferą, w której można oddychać. Po terraformacji ludzie mogliby żyć na Marsie. Spoglądający z Ziemi dziewiętnastowieczni astronomowie oczywiście nie byli w stanie naprawdę transformować Marsa, ale mogli szybko zmienić powszechne wyobrażenie o tej planecie – z nieprzyjaznego domu w taki, w którym mogliby żyć ludzie, motyle czy paprocie. Wyobraźnia połączona z instynktem stadnym to potężne narzędzia samooszukiwania. Pół wieku później stary Mars, mający zaledwie kilka jasnych i ciemnych plam i czapy lodowe na biegunach, został przekształcony całkowicie i cudownie w wysoko wyewoluowany świat z rzekami, zatokami, morzami, kontynentami i z systemem kanałów oplatających planetę, które zbudowała zaawansowana i skomplikowana cywilizacja dysponująca umiejętnościami inżynierskimi znacznie doskonalszymi niż ludzkie.
W swoich naukowych imaginacjach dwaj niemieccy astronomowie – Wilhelm Wolff Beer i Johann Heinrich von Mädler – prowadzili pionierskie prace dotyczące terraformowania Marsa. Beer był z zawodu bankierem, astronomem z zamiłowania, Mädler zaś profesjonalnym astronomem, który rozpoczął swoją karierę w prywatnym obserwatorium w Berlinie zbudowanym przez Beera. Dzięki temu, że Beer mógł finansować badania Mädlera, miał on do dyspozycji doskonały teleskop wykonany przez Josepha von Fraunhofera, jednego z najlepszych optyków na świecie. Fraunhofer udowodnił już przydatność doskonałych optycznych urządzeń dla astronomii, kiedy to w 1814 r. rozpoczął badanie serii 570 ciemnych linii w widmie Słońca. Te linie jednoznacznie identyfikują chemiczny skład słonecznej atmosfery. Po dwustu latach astronomowie nadal nazywają je liniami Fraunhofera. W latach trzydziestych XIX w. Beer i Mädler wykazali, że teleskop o bardzo niewielkich rozmiarach (soczewka zbierająca ich teleskopu miała średnicę zaledwie 9,5 cm, mimo to miał doskonałą moc powiększającą – 185 razy), kiedy jest użyty przez astronomów dysponujących cierpliwością, umiejętnościami i wytrwałością, ukazuje obrazy o znakomitej jakości optycznej i może być użyty do przekształcenia dotychczasowego obrazu świata.
Beer i Mädler zrealizowali program wielokrotnych obserwacji Marsa od 1831 do 1839 r. Następnie przedstawili wyniki swojej pracy w serii artykułów w „Astronomische Nachrichten”, prestiżowym czasopiśmie astronomicznym, w którym publikowali profesjonalni astronomowie. (Pismo to zostało założone w 1821 r. przez niemieckiego astronoma Heinricha Christiana Schumachera, a obecnie jest to najstarszy na świecie wciąż ukazujący się periodyk astronomiczny). Następnie wszystkie artykuły zebrali w książce, którą wydrukowali po francusku w 1840 r., a po niemiecku rok później. Opublikowali tam pierwszą kompletną mapę powierzchni Marsa, w tym oddzielne mapy półkuli północnej i południowej, obejmujące cały