Nagy várakozás előzte meg a Phoenix űrszonda indítását. Feladata szerint a Mars Északi-sarkvidékét kell tanulmányoznia, vizet keresnie, vizsgálnia a talaj és a talajközeli légkör összetételét. De mi szükség van arra, hogy ezt újra és újra megtegyék a különböző űrszondák? A válasz egyszerű. A korábbi űrszondák elsősorban az Egyenlítőhöz közeli szélességeken szálltak le. Ha viszont életet vagy élet nyomait szeretnénk föllelni, akkor előbb meg kell ismernünk azt, milyen lehet a bolygó geológiai múltja: mikor voltak jelentős vízelöntések, mennyi víz található jelenleg a talajban, milyen is pontosan a talaj összetétele, s hogyan változhatott ez az összetétel az évmilliárdok során? Kézenfekvő, hogy a kérdésekre ne csak az Egyenlítő-közeli területeken, hanem az egykori legnagyobb, vízzel borított területen, az ősi Északi-óceán mai kiszáradt aljzatán keressük a választ. Ha nem vizsgálnánk a marsi pólusvidékeket, az olyan lenne, mintha a Földet a Szaharára leszálló űrszondák alapján próbálnánk megérteni.

Persze a bolygó geológiai múltjáról már jelentős ismereteink vannak, hiszen a keringő- és leszállóegységek méréseiből bizonyossá vált, hogy a Mars felszínén nagy vízfolyamok, tengerek, tavak lehettek. Arról azonban nagy a vita, hogy ezek a felszíni vizek időnként, rövid időre jelentek meg, vagy a bolygó lassan, fokozatosan száradt ki, vesztette el vízkészletét. Előbbi eset magában hordozza annak lehetőségét, hogy a Marson valaha még megjelennek a felszíni vizek, egyszer majd ismét sűrűbb lesz a légkör is, épp csak egy átmeneti időszakot él át a bolygó. Utóbbi azonban sok érvvel alátámasztott, több évtizedes elgondolás, amit igen nehéz cáfolni. Az ezredforduló után induló űrszondáknak azonban, úgy tűnik, sikerült.

A helyszíni mérések alapján kialakult (korábbi) kép valahogy a következőképp foglalható össze. A Mars kisebb a Földnél (tömege kb. tizede, átmérője kb. fele bolygónkénak), s másfélszer távolabb kering a Naptól. A kezdetben hasonló geológiával rendelkező bolygón jelentős vulkanikus tevékenység alakult ki, megindult a kéregmozgás, az őskontinens feldarabolódása, s a vastagabb légkörnek köszönhetően a hőmérséklet is kellemesebb volt a mai átlagosan -46 foknál. A kisebb bolygó kérge azonban hamarosan megvastagodott, a belső hő csökkenésével leállt az épp csak megindult lemeztektonika, lassan kialudtak a vulkánok, lecsökkent, majd megszűnt a globális mágneses tér.

A vulkáni gázok utánpótlásának elmaradása miatt a kisebb gravitáció és a kisbolygóöv közelségéből adódó sok becsapódás miatt a légkör jelentősen ritkult, az üvegházhatás pedig nem melegítette tovább a felszínt. Mindez a felszíni víz megfagyásához vezetett. Az egykori vízkészlet fagyott, illetve kőzetekbe zárva kötött állapotban a kéreg felső rétegeiben megtalálható, de a bolygó két hósapkája is ennek a régi kornak a mementójaként köszönti a Mars titkait kifürkészni vágyó földi kutatókat.

Az elmúlt évtizedben rengeteg felfedezés született, érezhető volt egyfajta "Mars-tani forradalom" eljövetele. Csak senki nem tudta pontosan, mikor jön el. Az új felfedezések, mint a Mars Global Surveyor által felfedezett időszaki vizes sárfolyások vagy a talajnak a 2001 Mars Odyssey által megmért víztartalma, a Mars Express által felfedezett apró, geológiai szempontból napjainkban keletkezett vulkáni kúpok, mind-mind egy-egy képkockát jelentettek a hatalmas kirakósban. Néhány éve a kutatócsoportok azon fáradoznak, hogy a lassan összeálló képet helyesen értelmezzék.

Gerhard Neukum (Berlini Szabadegyetem) és kutatócsoportja elsősorban a Mars Express adataiból indult ki. Az európai űrszonda által használt sztereokamera háromdimenziós térképezést tesz lehetővé, ezzel a kutatásoknak szó szerint egy újabb dimenzióját adja meg. Vizsgálták a sárfolyásokat éppúgy, mint a vulkáni kúpokat, elképzeléseiket pedig összevetették az amerikai űrszondák adataival.

Már sok Marssal foglalkozó kutató felvetette, hogy a Marson felmelegedés és lehűlés időszakai váltották egymást. Tulajdonképpen ez a földi jégkorszakokra emlékeztet. A bolygó tengelyferdesége ma 25,19 fokos, ám ez korántsem állandó. Míg a Föld tengelyének dőlésszöge csak kismértékben változik, addig a Mars tengelye 10 és 60 fok között változhat. Bolygónk esetében csak a Hold árapályerejének köszönhető, hogy ez az ingadozás szinte az észrevehetetlenségig lecsökkent. 60 fokos tengelyferdeség esetén a Mars pólusai szinte felülről kapják a napfényt, ami a sarki jégsapkák szublimálásához vezethet. Ha az elpárolgó gőz és a szén-dioxid nagyobb mennyiségben van jelen, akkor a hatásukra fellépő üvegházhatás miatt megemelkedne a bolygó felszíni hőmérséklete és a légnyomás. Utóbbi miatt pedig a jég már nem szublimálna, hanem elolvadna, felszíni folyók, tavak, tengerek jöhetnének létre. S mivel a bolygó talajában valószínűsítik a nagy mennyiségű vízjeget, ilyenkor óriási áradások önthetik el a kiszáradt folyóvölgyeket.

Mindez egy lehetséges elgondolás volt, egy vizsgálandó elmélet konkrét adatok és számok nélkül. Ezeket a számokat adta meg Neukum kutatótársaival. Szerinte a bolygó a 4,6 milliárd évvel ezelőtti kialakulása utáni első egymilliárd év során elvesztette felszíni vizeit. Nagyjából úgy, s ugyanazon okoknál fogva (lassú hűlés), ahogy korábban gondoltuk, csak éppen elég volt mindehhez egymilliárd év. A vulkáni tevékenységre és a vízelöntésre jellemző periodicitás lehet. Neukum megvizsgálta a különböző vulkáni vidékek korát, s öt nagy vulkanikus aktivitást mutató epizódot fedezett fel a bolygó múltjában. Ezek ideje a nagy vízelöntések idejével egyezik meg.

Neukum számításai szerint a vulkanikus aktivitás az első egymilliárd év után kihűlő bolygón 3,5 milliárd, 1,5 milliárd, 800 millió, 200 millió és 100 millió éve lehetett jellemző a bolygóra. Ekkor a felszín részben megfiatalodott, a víz hatására újabb tengerek, folyóvölgyek keletkeztek és tűntek el.

Neukummal párhuzamosan, Francois Forget (Pierre és Marie Curie Egyetem, Párizs) klímakutató a Mars éghajlati változásait vizsgálta. Forget a Mars tengelyferdeségének állandó változása mögött a közeli Jupiter óriási gravitációs hatását látta, szerinte legalábbis a legnagyobb kilengésekért mindenképp a Jupiter tehető felelőssé. Forget rájött arra, hogy a 40-60 fok közötti dőlésszögekre hatalmas, szezonális hósapka lehet jellemző a Nap által nem megvilágított oldalon, míg az Egyenlítő egyes területein fokozott jeges területek volnának megfigyelhetők (a nagy hegyek nem napsütötte oldalán, valamint a mély medencékben). Komoly bizonyítéka ezen elméletnek, hogy a 2001 Mars Odyssey amerikai keringőegység a Mars egyenlítői vidékét szinte teljesen száraz, jégmentes világként látta (spektrométere segítségével), még néhány méteres mélységben is - kivéve az Egyenlítőhöz közeli Tharsis-hátság és a Hellas-kráter területét. Előbbin óriási, akár 20-26 km magas vulkáni hegyek találhatók, utóbbi a Mars legnagyobb, ma is látható, becsapódásos medencéje.

Persze, tehetnénk fel a kérdést, ha már az eddig küldött űrszondák segítségével ilyen sokat megtudtunk a bolygóról, akkor miért küldünk újabbakat, mi szükség van arra, hogy további részleteket megtudjunk a Marsról, miközben a többi bolygó vagy éppen az óriásbolygók holdjai még szinte feltáratlanok? Két dolgot kell kiemelnünk. Az egyik egy, a NASA és a Fehér Ház által még 1996-ban történt bejelentésre nyúlik vissza. Az akkor közzétett kutatások szerint egy Antarktiszon talált, ALH84001 jelű, Marsról származó meteoritban egykori élet fosszilis maradványaira, elpusztult baktériumokra bukkantak. Ezt a mai napig nem sikerült egyértelműen cáfolni, miközben újabb bizonyítékok kerültek elő, így igencsak elképzelhető, hogy a Marson valaha megjelent az élet. Másrészt az űrhatalmak szinte kivétel nélkül beépítette az emberes Mars-utazást hosszú távú céljai közé. Leginkább a NASA dolgozik ezen célok megvalósításán. Így napjaink űrszondás küldetéseinek a tudományos kutatás mellett azt is fel kell mérnie, hol, hogyan és milyen körülmények között szállhat le az ember.

A Phoenix űrszonda tervét egyszer már törölték, eredetileg 2001-ben indították volna. Két korábbi amerikai szonda miatt állították le a programot. Néhány évvel később a már félkész szondának mégis zöld utat adtak, s az feltámadhatott (innen is a neve). Modernebb műszerekkel, komplexebb feladattal indították útnak: robotkarja segítségével a néhányszor 10 centiméteres mélységből is képes mintát venni, melyet aztán 1000 fokra felhevíthető belső laborjában a szonda részletes elemzésnek vet alá. Így nemcsak a fagyott jég, hanem az ásványok kristályrácsában kötött vízmolekulák kimutatására is képes.

Eleinte kevés siker koronázta a Phoenixet - a nagy, átütő felfedezések legalábbis elmaradtak. Pedig az idő sürgetett. A Nap alacsonyan jár, a napelemeknek viszont szükségük van a napfényre. A tél néhány hónap múlva történő beköszönte pedig az űrszonda működésének végét is jelenti egyben. A felvételeken látható a jég, csak éppen a fedélzeti laborba nem jut belőlük. Az űrszonda sima leszállást lehetővé tevő hajtóműve leszálláskor kifújta a port a szonda alól, a kamera képein látszik a jég, ám a robotkar nem ér el odáig, hogy mintát vegyen belőle. (A Phoenix ugyanis a két korábbi leszállóegységgel ellentétben nem rover, nem képes a helyváltoztatásra.) Amikor pedig egy másik helyről sikerült valószínűleg jeget tartalmazó mintához jutni, mire az bekerült a laborba, addigra a jég szublimált.

Augusztus 1-jén aztán végre bejelenthették a várva várt hírt: a szonda TEGA- (Thermal and Evolved-Gas Analyzer) berendezése vízre bukkant! Egy nappal korábban végzett elemzéskor a vízjeget tartalmazó anyagmintát a TEGA egyik kemencéjébe tették, ahol azt egyenletesen melegíteni kezdték, miközben mérték a hőmérsékletét. Amikor a jeget melegítjük, annak hőmérséklete is egyenletesen növekszik, ám amikor megtörténik a fázisátalakulás, a melegítés ellenére a hőmérséklet állandó marad, egészen addig, míg a jég teljesen föl nem olvad. Ezután folytatódik az emelkedés.

A TEGA szakemberei pontosan ezt mérték, a hőmérséklet emelkedésének menete igazolta a víz jelenlétét. Természetesen további vizsgálatok várhatók, hogy újabb mintán lemérhessék a jelenséget. Erre talán most alkalom is nyílik, a NASA ugyanis szeptember 30-ig meghosszabbította a küldetést.