Ciekawe misje kosmiczne. Wyprawy budzą apetyt na… kolejne wyprawy

Ciekawe misje kosmiczne. Wyprawy budzą apetyt na… kolejne wyprawy
Z misjami kosmicznymi jest trochę jak z piosenkami. Lubimy te, które znamy. W świecie eksploracji kosmosu należy to rozumieć w ten sposób, że chętnie podejmuje się misje tam, gdzie - jak już wiadomo z poprzednich wypraw - jest coś ciekawego do zbadania.

Oczekuje się, że rok 2018 przyniesie szereg interesujących misji w lotach kosmicznych. Wszyscy oczekują pierwszych misji załogowych kapsuł CST-100 Starliner oraz Dragon 2 na międzynarodową stację ISS. Statki te mają przywrócić Amerykanom zdolność do odbywania załogowych lotów kosmicznych o własnych siłach, utraconą wraz z ostatnią podróżą wahadłowca w 2011 r.

Prawdziwą i prawdziwie spektakularną inauguracją roku kosmicznego 2018 był dziewiczy lot Falcona Heavy, wykonany 6 lutego. Zostanie zapamiętany zapewne bardziej z tego, że w jego trakcie wyniesiono w kosmos czerwoną Teslę Roadster z manekinem astronauty za kółkiem niż z przeprowadzenia w jego trakcie udanego testu ciężkiej rakiety SpaceX.

 

Wiercenie w Marsie

Od stycznia do końca grudnia tego roku agencje i firmy kosmiczne świata zaplanowały łącznie około 170 startów. To prawie dwukrotnie więcej niż w ubiegłym roku, w którym było ich 90.

W maju 2018 r. NASA rozpocząć ma kolejny etap eksploracji Marsa, tym razem przede wszystkim dotyczący tego, co skrywa się pod czerwoną powierzchnią. Dokonać ma tego sonda InSight. Po wylądowaniu wykona pięciometrowy odwiert, by sprawdzić temperaturę i skład chemiczny gleby. Lądownik ma również skromną kamerę, sejsmograf oraz sprzęt do badania w trzech wymiarach miejsca lądowania. Jeśli wszystko się powiedzie, uda się dowiedzieć nieco o marsjańskim jądrze planetarnym. Uzyskane przez InSight wyniki przyczynią się do stworzenia dokładnego katalogu geologii czwartej planety od Słońca. Szczegółowe pomiary geofizyczne pozwolą określić grubość rdzenia, płaszcza i skorupy planety. Z misją związany jest też pewien eksperyment technologiczny. Dwie miniaturowe sondy klasy CubeSat, umieszczone zawczasu na orbicie Czerwonej Planety, mają przekazać transmisję z lądowania sondy na marsjańskim gruncie.

Sonda InSight 
 

InSight będzie sondą stacjonarną, więc oczywiście nie zastąpi ruchliwego łazika Curiosity. Następnymi pojazdami marsjańskimi będą dopiero Mars 2020 Rover agencji NASA i europejsko-rosyjski ExoMars. Oba wystartują przypuszczalnie w 2020 r. Amerykańska misja ma na celu wysłanie próbek z powrotem na Ziemię. Łazik ma pobrać 37 próbek gruntu do pojemników, które będą natychmiast zamykane. Po skompletowaniu próbek łazik złoży je w dogodnym miejscu. Zabierze je następny pojazd, który wyląduje w pobliżu, umieści próbki w dołączonej rakiecie, a ta zostanie wystrzelona w przestrzeń kosmiczną. Ją z kolei wraz próbkami przejmie statek przelatujący obok Marsa, zabierze na ziemską orbitę i zrzuci nam do badań.

 

Pierwsza skała od Słońca

W porównaniu z Marsem i Wenus, Merkury jest trochę lekceważonym zakątkiem wewnętrznego Układu Słonecznego. Do tej pory obserwowały go z bliska jedynie misje NASA Mariner 10 i MESSENGER. Od tego roku sytuacja ulegnie jednak zmianie, gdyż Europejska Agencja Kosmiczna i Japońska Agencja Badań Kosmicznych rozpoczną misję BepiColombo. Jest to wspólne przedsięwzięcie, w którym wezmą udział dwa statki kosmiczne: Mercury Planetary Orbiter i Mercury Magnetospheric Orbiter. Po przybyciu w pobliże Merkurego pod koniec 2025 r. oba wejdą na różne orbity, by zbierać informacje o składzie chemicznym planety, jej atmosferze, magnetosferze i geofizyce. Wyzwaniem dla naukowców będzie m.in. zniwelowanie negatywnych efektów wywoływanych przez skrajne różnice temperatury, spowodowane przez tak bliską odległość od Słońca.

Misja BepiColombo
 

Podobne wyzwania czekają sondę Parker Solar Probe agencji NASA, której start planuje się latem 2018 r. Ma się ona zbliżyć maksymalnie na nieco ponad 5 mln km do Słońca - a stanie się to w grudniu 2024 r. Aparat będzie chroniony przed spaleniem osłoną termiczną - ok. 30-centymetrową ścianą z kompozytu węglowego, która według NASA utrzyma aparaturę w temperaturze pokojowej. Ważący ponad 180 kg sprzęt pozwoli nie tylko na sfotografowanie niedostępnych dla nas dotąd regionów, ale i dokładne przeanalizowanie heliosfery.

 

Przegląd skał kosmicznych

Chociaż żegluga po pasie asteroidów nie jest w rzeczywistości tak niebezpieczna, jak to pokazują na filmach, to jednak pozostaje skomplikowana, zwłaszcza jeśli celem jest bliskie rendez vous z jedną z kosmicznych skał na orbicie wokół Układu Słonecznego. Przed nami - w tym roku i w latach nadchodzących - aż trzy znaczące misje do asteroidów.

Już w drodze znajduje się misja Japońskiej Agencji Badań Kosmicznych, czyli sonda Hayabusa 2, która jeszcze w tym roku dotrze do asteroidy 162173 Ryugu. Postara się umieścić na jej powierzchni małą sondę, wyposażoną w niewielki mechanizm sprężynowy, który po pobraniu próbek pozwoli jej się odbić i wrócić do Hayabusa 2. Na grudzień 2020 r. zaplanowano powrót sprzętu na Ziemię z pobranymi materiałami. Jak sama numeracja wskazuje, będzie to druga japońska runda podróży do asteroidy. Pierwsza Hayabusa, wystrzelona w 2003 r., osiągnęła swój cel w 2005 r. i powróciła pięć lat później.

Osiris-Rex NASA wystartował 8 września 2016 r. W sierpniu 2018 r. zbliży się do skały Bennu, o szerokości ponad 500 m, po czym będzie ją badać przez około rok. Na 2020 r. zaplanowano manewr z robotycznym ramieniem, którego zadaniem stanie się pobranie próbki z powierzchni kosmicznej skały. Sonda może zebrać do ok. 4 kg próbek - w marcu 2021 r. opuści Bennu, by wrócić na Ziemię w 2023 r. Próbki opowiedzą nam o składzie asteroidy, a także pomogą odsłonić tajemnice dotyczące pochodzenia naszego Układu Słonecznego. NASA przewiduje, iż istnieje ryzyko wynoszące 1 do 2500, że pod koniec XXII wieku Bennu uderzy w Ziemię - byłaby więc teraz okazja dokładnego przyjrzenia się temu obiektowi i poznania jego budowy.

Z kolei w 2022 r., czyli o rok wcześniej niż planowano, NASA rozpocznie podróż w celu zbadania intrygującej asteroidy 16 Psyche, w pasie między Marsem a Jowiszem. Większość asteroidów zbudowana jest z kamieni, ale według NASA ta akurat wykonana jest z żelaza i niklu, czyli tego samego materiału, który znajduje się w jądrze Ziemi. To jedyny znany obiekt tego rodzaju w Układzie Słonecznym, co skłoniło niektórych naukowców do zgadywania, że może być pozostałością rdzenia wczesnej planety, która nie przetrwała kosmicznych zapór i kolizji, charakteryzujących gwałtowną historię naszego Układu. Dokładne przebadanie pozwoli być może na poznanie budowy jąder protoplanet, do których niegdyś zaliczała się również Ziemia. Co więcej, sonda wykorzysta innowacyjny sposób komunikacji, jakim jest Deep Space Optical Communication (DSOC). Chodzi o nawiązywanie połączenia nie przez fale radiowe, lecz dzięki wiązkom fotonów.

Dużą część opinii publicznej ekscytuje w Psyche jej wycena. Jak się szacuje, zbudowany z niklu, żelaza i wielu innych metali obiekt ma wartość nawet 10 kwadrylionów dolarów…

 

Lądowanie na Europie? Na razie nie

Jeśli chodzi o planety zewnętrzne, to plany agencji kosmicznych z NASA na czele są czasowo odleglejsze i dotyczą głównie układów Jowisza oraz Saturna. Uran i Neptun nie cieszą się szczególnym zainteresowaniem badaczy, może dlatego, że niewiele o nich wiadomo. Doświadczenie z misji Cassini (1997-2017) pokazuje, że dopiero pozyskanie dokładniejszej wiedzy na dany kosmiczny temat oraz intrygujące odkrycia rozbudzają apetyt na kolejne projekty eksploracyjno-badawcze.

Niestety, nie wylądujemy, przynajmniej na razie, na jowiszowym księżycu Europa. Oceanowi ukrytemu pod dziesiątkami kilometrów lodu przyjrzymy się jedynie z daleka. Chcąc uniknąć zbyt dużych dawek promieniowania pochodzącego od Jowisza, planowana sonda Europa Clipper będzie orbitować nie wokół Europy, ale wokół samego gazowego olbrzyma. Jeśli wszystko pójdzie dobrze, sonda zdoła również przelecieć przez wyrzucaną w przestrzeń kosmiczną wodę i zbadać dokładnie jej skład! Analizie poddane zostaną również powierzchnia i śladowe ilości atmosfery księżyca. Europa Clipper dokonałaby 45 przelotów nad powierzchnią księżyca - w najbliższym minęłaby ją o 25 km. Dokładna data startu misji nie jest jeszcze znana. Wiadomo, że ma nastąpić w następnej dekadzie.

Do badania innych satelitów Jowisza szykuje się ESA (Europejska Agencja Kosmiczna) z projektowaną misją JUICE (Jupiter Icy Moons Explorer). Wyprawa planowana jest na rok 2022. Oprócz Europy, sonda kosmiczna będzie wówczas przyglądać się Ganimedesowi, największemu księżycowi w Układzie Słonecznym, oraz Kallisto. Wykorzysta georadar do obserwacji tego, co skrywa się pod powierzchnią Ganimedesa, a także laser do pomiarów geologicznych. Pod koniec swojej misji zostanie umieszczona na orbicie wokół Ganimedesa. Tym samym JUICE stanie się pierwszym statkiem kosmicznym na orbicie księżyca innego niż nasz własny.

Sonda Parker Solar Probe
 

Naukowcy z NASA zamierzają również badać asteroidy trojańskie Jowisza, czyli dwie gigantyczne gromady asteroidów złowionych przez pole grawitacyjne gazowego olbrzyma. Zająć się tym ma misja o nazwie Lucy, która wystartuje w 2021 r. Według zapowiedzi, badania tych pół tuzina Trojańczyków przeprowadzone zostaną w latach 2027-2033 r.

We wrześniu ubiegłego roku nastąpił spektakularny koniec wspomnianej misji sondy Cassini. Prowadzone przez nią obserwacje Saturna, pierścieni tej planety oraz jej księżyców były jednak na tyle udane, że NASA rozważa powrót do gazowego olbrzyma. Amerykańska agencja kosmiczna ma już tuzin pomysłów na kolejną misję w ramach programu New Frontiers. Latem 2019 r. NASA wybierze jeden z nich i przeznaczy na jego urzeczywistnienie 850 mln dolarów. Przyszła sonda kosmiczna ma wyruszyć w kierunku Saturna najpóźniej w 2025 r.

Jedna z potencjalnych misji nosi nazwę SPRITE (Saturn PRobe Interior and aTmosphere Explorer) i zakłada zrzucenie sondy w atmosferę planety, celem pozyskania danych na jej temat. Instrument badawczy miałby przekazywać informacje przez dwie godziny, zanim uległby destrukcji. Inne opcje przewidują badania księżyców - Enceladusa i Tytana.

Myśląc o kontynuacji dzieła Cassini, NASA planuje budowę urządzenia SELFIE (Submillimeter Enceladus Life Fundamentals Instrument), którego zadaniem ma być poszukiwanie śladów życia na tym skutym lodem świecie. Agencja ogłosiła, że udało jej się uzyskać wsparcie dla projektu, co oznacza, iż prace nad instrumentem badawczym mogą ruszyć. SELFIE będzie poszukiwać życia poprzez analizę pary wodnej i lodu wyrzucanego przez gejzery znajdujące się na południowym biegunie Enceladusa. Badania wydobywającej się z gejzerów wody zostaną ukierunkowane na poszukiwanie śladów związków chemicznych, co pozwoli naukowcom na dokładniejsze zrozumienie znajdującego się pod lodową skorupą oceanu. Jak sądzą, może w nim ukrywać się życie.

Sonda Cassini przedstawiła dane sugerujące, iż na dnie tego oceanu, nagrzewanego przez procesy w jądrze lub oddziaływanie grawitacyjne Saturna, mogą istnieć kominy geotermalne. Obecnie uważa się, że to właśnie w takim środowisku powstało życie na naszej planecie. Nawet jeśli naukowcy nie wykryją śladów życia na Enceladusie, instrument SELFIE może zostać wykorzystany do badań i poszukiwań organizmów na innych skutych lodem światach, których w Układzie Słonecznym nie brakuje.

Osiris-Rex pobiera próbki z asteroidy Bennu - wizualizacja

 

Tak daleko od Ziemi jeszcze nie fotografowaliśmy

Sonda New Horizons sama w sobie nową misją nie jest, ale ma na najbliższe miesiące do wykonania nowe zadanie. Po zbadaniu Plutona zmierza w kierunku planetoidy (486958) 2014 MU69, która znajduje się na rubieżach Układu Słonecznego. Potem NASA chce sondę wykorzystać do dalszych badań kolejnych ciał niebieskich w Pasie Kuipera, w liczbie nawet trzydziestu. 1 stycznia 2019 r. New Horizons przeleci obok obiektu Kuiper Belt 2014 MU69. Jeśli wszystko pójdzie zgodnie z planem, zbliży się znacznie bliżej do MU69 niż Pluton - a według ostatnich danych obserwacyjnych MU69 może być w rzeczywistości dwoma ciałami orbitującymi bardzo blisko siebie.

Na razie, na początku lutego NASA opublikowała najnowsze zdjęcia zrobione w Pasie Kuipera przez New Horizons obiektom KBO 2012 HZ84 oraz KBO 2012 HE85. Pobity został w ten sposób rekord w kategorii odległości zarówno wykonania fotografii, jak też przesłania ich na Ziemię - wynoszący od teraz 6,12 mld km od naszej planety.

Z historii, teraźniejszości i bliskiej przyszłości eksploracji Układu Słonecznego wyłania się więc obraz ze sporą wyrwą pomiędzy Saturnem a Plutonem. Jeśli New Horizons nadal będzie działać, to wkrótce będziemy wiedzieć więcej o Pasie Kuipera niż o Uranie i jego księżycach.

Trochę szkoda, bo zarówno Uran, jak i Neptun z daleka wyglądają całkiem ładnie.