Co pisz­czy w Układzie Słonecznym?

  • Lotnictwo Aviation International 3/2020
Jowisz - po lewej Wielka Czerwona Plama - cyklon przewyższający swymi rozmiarami naszą planetę, utrzymujący się od kilkuset lat.

Jowisz — po lewej Wielka Czerwona Plama — cyklon prze­wyż­sza­jący swymi roz­mia­rami naszą pla­netę, utrzy­mu­jący się od kil­ku­set lat.

Przed czte­rema laty, w arty­kule pod iden­tycz­nym tytu­łem, zamie­ści­łem zesta­wie­nie i krótki opis misji wszyst­kich sond kosmicz­nych, które funk­cjo­no­wały na i w pobliżu pla­net i innych ciał naszego układu w latach 2014 – 15. Sondy podzie­li­łem w zależ­no­ści od celu, który miały, bądź mają zba­dać. Dodatkowo w zesta­wie­niu umie­ści­łem plany badań Układu Słonecznego na naj­bliż­sze lata. Pora zatem na przed­sta­wie­nie zmian, jakie zaszły w tym okre­sie oraz wery­fi­ka­cję zamie­rzeń.

Księżyc

Od końca czerwca 2009 r. naszego natu­ral­nego sate­litę obiega ame­ry­kań­ski LRO (Lunar Reconnaissance Orbiter). Od paź­dzier­niku 2012 r. misja sondy, pole­ga­jąca na two­rze­niu pro­fili wyso­ko­ścio­wych powierzchni, pomia­rach radia­cji oraz poszu­ki­wa­niu śla­dów wody, co dwa lata jest prze­dłu­żona o kolejne dwa lata, to już czwarte roz­sze­rze­nie. Od maja 2018 r. sonda funk­cjo­nuje bez plat­formy iner­cyj­nej, któ­rej żywot­ność dobiega końca (obli­czona była na jeden rok) i zostaje uru­cha­miana jedy­nie w koniecz­nych wypad­kach, np. pod­czas zaćmień. W ubie­głym roku LRO uzy­skało foto­gra­fie pozo­sta­ło­ści po roz­bi­ciu dwóch nie­do­szłych lądow­ni­ków – izra­el­skiego i indyj­skiego, co pozwo­liło jed­no­znacz­nie potwier­dzić ich kata­strofy.

We lutym 2017 r. zakoń­czyła się druga prze­dłu­żona misja dwóch prób­ni­ków pro­gramu ARTEMIS (Acceleration, Reconnection and Turbulence, and Electrodynamic of Moon’s Interaction with the Sun) i roz­po­częła kolejna. Próbniki ozna­czone P1 i P2 badają Księżyc i wpływ wia­tru sło­necz­nego na jego oko­licę. Obecnie przy ich pomocy jest two­rzona trój­wy­mia­rowa mapa szcząt­ko­wego pola magne­tycz­nego Srebrnego Globu. Sondy wystar­to­wały z Ziemi w lutym 2007 r.

W szcząt­ko­wym stop­niu trwa misja pierw­szego chiń­skiego lądow­nika księ­ży­co­wego Chang’e‑3 (CE‑3). Po lądo­wa­niu w grud­niu 2013 r. zje­chał z niego łazik Yutu. W stycz­niu 2014 r. napęd Yutu uległ uszko­dze­niu, prze­sy­łał on dane tele­me­tryczne do połowy 2016 r. Prawdopodobnie nadal funk­cjo­nuje kamera ultra­fio­le­towa lądow­nika, który okre­sowo prze­syła z niej wyniki badań – ostatni ofi­cjalny raport pocho­dzi z lipca 2018 r.

Nadal okrąża Księżyc inny chiń­ski prób­nik, nazwany Chang’e‑5 T1. Niektóre źró­dła podają, że okre­sowo nawią­zuje on łącz­ność z kon­trolą misji, jed­nak nie ma ofi­cjal­nego potwier­dze­nia tego faktu.
Od maja 2018 r. na orbi­cie wokół punktu libra­cyj­nego L2 układu Ziemia-Księżyc znaj­duje się sate­lita retrans­mi­syjny dla misji Chang’e‑4. Wraz z nim wystar­to­wały dwa mikro­sa­te­lity Longjiang, z któ­rych pierw­szy uległ awa­rii krótko po star­cie, drugi zaś wszedł na orbitę wokół Księżyca i funk­cjo­no­wał na niej aż do upadku na jego powierzch­nię 31 lipca ubie­głego roku. Badał on emi­sję radiową nieba w zakre­sie 1 – 30 MHz, która nie może być obser­wo­wana z Ziemi, ze względu na obec­ność jonos­fery.

3 grud­nia 2019 r. na odwró­co­nej od Ziemi czę­ści Księżyca, w rejo­nie kra­teru von Kármán, wylą­do­wała sonda Chang’e‑4 z łazi­kiem Yutu‑2 – było to pierw­sze w histo­rii lądo­wa­nie na tej pół­kuli. Lądownik i łazik są pra­wie iden­tyczne z tymi z misji CE‑3. Oba funk­cjo­nują do chwili obec­nej, Yutu‑2 prze­był do końca pięt­na­stego dnia księ­ży­co­wego, co nastą­piło na początku marca bie­żą­cego roku dystans 400 m. Wykonał w tym cza­sie wiele pomia­rów powierzchni, w tym son­do­wa­nie rada­rowe do głę­bo­ko­ści 40 m.

W lutym ubie­głego roku został wystrze­lony izra­el­ski lądow­nik księ­ży­cowy Beresheet, który 11 kwiet­nia roz­bił się w ostat­niej fazie lądo­wa­nia z powodu błędu w opro­gra­mo­wa­niu. Podobny los spo­tkał 6 wrze­śnia indyj­ski lądow­nik Vikram. Na szczę­ście orbi­ter Chandrayaan‑2, który dostar­czył go w pobliże naszego natu­ral­nego sate­lity, okrąża go i bada z wyso­ko­ści nieco ponad 100 km.
Jakie są dal­sze plany badań Księżyca? W końcu tego roku ma być wyko­nana misja Chang’e‑5, któ­rej zada­niem będzie przy­wie­zie­nie dwu­ki­lo­gra­mo­wej próbki gruntu. Misja została opóź­niona o bli­sko trzy lata z powodu awa­rii rakiety nośnej CZ‑5 w 2017 r. W pierw­szej poło­wie 2021 r. Chandrayaan‑3 ma spró­bo­wać umie­ścić na powierzchni Księżyca dru­giego Vikrama, a w dru­giej rosyj­ski lądow­nik Łuna-25 ma osiąść w pobliżu połu­dnio­wego bie­guna. W tym cza­sie mogą też w kie­runku Księżyca podą­żać roz­liczne demon­stra­tory pro­jektu Artemis, jed­nak pro­gram notuje znaczne opóź­nie­nia i ter­miny te mogą być nie­do­trzy­mane.

sonda LRO na orbicie Księżyca.

Sonda LRO na orbi­cie Księżyca.

Słońce

Z dwóch sond pro­gramu STEREO (Solar Terrestrial Relations Observatory), wystrze­lo­nych pod koniec 2006 r., nadal funk­cjo­nuje STEREO‑A.

W sierp­niu 2018 r. roz­po­częła się misja ame­ry­kań­skiego prób­nika Słońca Parker Solar Probe, zna­nego wcze­śniej pod nazwą Solar Probe +. Począwszy od listo­pada 2018 r. roz­po­częła ona serię 24 zbli­żeń do Słońca, z któ­rych ostat­nie będzie na odle­głość zale­d­wie 6,28 mln km. W rejo­nach tych sonda badać będzie powsta­wa­nie, struk­turę i dyna­mikę pól magne­tycz­nych, wia­tru sło­necz­nego i czą­stek o wyso­kiej ener­gii.

Podobne zada­nia, choć wyko­ny­wane z więk­szej odle­gło­ści (43 mln km), ma euro­pej­ska sonda SolO (Solar Orbiter), do startu któ­rej doszło z wyno­szą­cym 2,5 roku opóź­nie­niem w lutym bie­żą­cego roku. W odróż­nie­niu od poprzed­niczki, będzie ona obra­zo­wać także rejony pod­bie­gu­nowe naszej gwiazdy dzien­nej.

Merkury

Z trzy­let­nim opóź­nie­niem doszło do startu euro­pej­sko-japoń­skiej sondy Bepi-Colombo. Wystartowała ona w paź­dzier­niku 2018 r. Po serii dzie­wię­ciu manew­rów gra­wi­ta­cyj­nych przy Ziemi, Wenus i Merkurym, w 2025 r. ma umie­ścić na róż­nych orbi­tach pierw­szej pla­nety układu dwa nie­za­leżne sate­lity – zbu­do­wany przez ESA Mercury Planetary Orbiter oraz nale­żący do JAXA Mercury Magnetospheric Satellite. Przez dwa lata będą one kom­plek­sowo badać wnę­trze, powierzch­nię oraz magne­tos­ferę pla­nety.

Wenus

Japońska sonda Akatsuki (Venus Climate Orbiter) bada od grud­nia 2015 r. dyna­mikę atmos­fery pla­nety, a zwłasz­cza jej gór­nych warstw, śle­dzić będzie także ewen­tu­alną aktyw­ność wul­ka­niczną i wyła­do­wa­nia atmos­fe­ryczne.

W lutym bie­żą­cego roku NASA wybrała w ramach pro­gramu Discovery cztery misje, z któ­rych zostaną zre­ali­zo­wane dwie – decy­zja zapad­nie w przy­szłym roku. Wśród pro­po­zy­cji są dwie, któ­rych celem jest Wenus. Są to DAVINCI+ (Deep Atmosphere Venus Investigation of Noble gases, Chemistry, and Imaging Plus) oraz VERITAS (Venus Emissivity, Radio Science, InSAR, Topography, and Spectroscopy). Pierwsza mia­łaby się skła­dać z orbi­tera, ana­li­zu­ją­cego skład mine­ra­lo­giczny powierzchni oraz opa­da­ją­cej na spa­do­chro­nie sondy, bada­ją­cej para­me­try atmos­fery oraz obra­zu­ją­cej powierzch­nię pla­nety. Druga ma wyko­rzy­stać radar SAR do trój­wy­mia­ro­wego zobra­zo­wa­nia powierzchni pla­nety, a także zma­po­wać jej emi­sję w pod­czer­wieni.

Mars

Flotylla aż ośmiu sond bada w ostat­nich latach Marsa. Ponad 14 lat teren Meridiani Planum prze­mie­rzał łazik Opportunity. Pojazd o zakła­da­nej żywot­no­ści trzech mie­sięcy i prze­biegu nie­spełna kilo­me­tra prze­mie­rzył ponad 45 km, prze­je­cha­nych w suro­wym mar­sjań­skim kli­ma­cie. Pokonany został przez potężną burzę pyłową, która spo­wiła łazik 4 czerwca 2018 r., odci­na­jąc dopływ świa­tła sło­necz­nego, zasi­la­ją­cego ogniwa foto­wol­ta­iczne. Sześć dni póź­niej z Marsa ode­brano ostat­nie sygnały z łazika, w 5111 solu jego pracy. Do lutego 2019 r. wyko­nano ponad tysiąc prób nawią­za­nia łącz­no­ści, zanim misje ofi­cjal­nie uznano za zakoń­czoną.

Od sierp­nia 2012 r. na Czerwonej Planecie funk­cjo­nuje łazik Curiosity, który wylą­do­wał w kra­te­rze Gale i obec­nie podąża w kie­runku Mount Sharp. Łazik prze­był, jak dotąd, 25 km. Pojazd kom­plek­sowo bada mijany teren, wyko­nu­jąc ana­lizy skał i atmos­fery oraz doku­men­tu­jąc prze­bytą trasę tysią­cami zdjęć. Uzyskane dane pozwo­liły m. in. bez­spor­nie potwier­dzić, że w zamierz­chłych epo­kach na powierzchni Marsa utrzy­my­wały się przez długi czas duże zbior­niki i cieki wodne. Misja łazika jest sys­te­ma­tycz­nie prze­dłu­żana o dwa lata.

Z dwu­let­nim opóź­nie­niem na Marsie zna­lazł się ame­ry­kań­ski InSight (Interior Exploration using Seismic Investigations, Geodesy and Heat Transport), lądow­nik oparty na plat­for­mie Phoenix, któ­rego zada­niami jest usta­le­nie roz­mia­rów, składu i stanu fizycz­nego jądra, miąż­szo­ści i struk­tury sko­rupy, składu i struk­tury płasz­cza, stanu ciepl­nego wnę­trza, wiel­ko­ści, czę­sto­tli­wo­ści i dys­try­bu­cji geo­gra­ficz­nej aktyw­no­ści sej­smicz­nej oraz pomiar czę­sto­tli­wo­ści upad­ków mete­ory­tów. Po lądo­wa­niu w listo­pa­dzie 2018 r. sonda roz­sta­wiła na powierzchni sej­smo­metr, który wykrył, że we wnę­trzu pla­nety nadal toczą się pro­cesy tek­to­niczne oraz sondę cieplną, która miała się wgryźć na 5 m w głąb gruntu. Niestety trwa­jące już ponad rok próby wbi­cia sondy, jak dotąd nie przy­nio­sły rezul­tatu – po osią­gnię­ciu głę­bo­ko­ści 30 cm wbi­jak wyska­kuje na powierzch­nię.

ExoMars-2016, euro­pej­sko-rosyj­ska sonda TGO (Trace Gas Orbiter) prze­zna­czona do bada­nia dys­try­bu­cji metanu w atmos­fe­rze Marsa i prze­kazu danych z orbity i powierzchni oraz euro­pej­ski demon­stra­tor lądo­wa­nia EDM Schiaparelli ze sta­cją mete­oro­lo­giczną, który miał być osa­dzony na powierzchni, wystar­to­wały w marcu 2016 r. 19 paź­dzier­nika TGO weszła na orbitę, ale lądow­nik roz­bił się o powierzch­nię. Powodem kata­strofy była zbyt duża pręd­kość rota­cji lądow­nika po otwar­ciu spa­do­chronu, która spo­wo­do­wała błędne okre­śle­nie wyso­ko­ści przez sys­tem kon­troli i przed­wcze­sne wyłą­cze­nie sil­ni­ków.

Prócz wspo­mnia­nego TGO, z orbity Marsa pod­gląda go pięć sate­li­tów. Pierwszym jest ame­ry­kań­ski 2001 Mars Odyssey, któ­rego misja pomału dobiega końca, ze względu na wyczer­pu­jące się zapasy paliwa. Już kil­ka­krot­nie prze­dłu­żony został lot euro­pej­skiego Mars Express, dla któ­rej rów­nież jedy­nym kry­te­rium zakoń­cze­nia funk­cjo­no­wa­nia będzie zapas paliwa. Sonda działa bez uwag, podob­nie jak i ame­ry­kań­ski MRO (Mars Reconnaissance Orbiter), który ma zapew­nioną obsługę nie kró­cej, niż do końca 2025 r.

Amerykańska sonda MAVEN (Mars Atmosphere and Volatile Evolution), działa na orbi­cie pla­nety od 2014 r. Jej zada­nie to bada­nie atmos­fery i jonos­fery Czerwonej Planety. Marsa okrąża od 2014 r. także pierw­sza indyj­ska sonda mię­dzy­pla­ne­tarna MOM (Mars Orbiter Mission). Jest to głów­nie misja tech­no­lo­giczna, apa­ra­tura naukowa sondy jest sto­sun­kowo pro­sta i o nie­wiel­kiej roz­dziel­czo­ści, nie­mniej sonda spra­wuje się dobrze i jej pier­wot­nie pół­roczna misja została naj­pierw wydłu­żona o kolejne pół­ro­cze, po upły­nię­ciu zaś tego czasu – bez­ter­mi­nowo.

Latem bie­żą­cego roku w stronę Marsa ma udać się flo­tylla czte­rech sond – ame­ry­kań­ski łazik i śmi­gło­wiec, chiń­ski orbi­ter i łazik, rosyj­ski lądow­nik i euro­pej­ski łazik (ter­min startu jest zagro­żony z powodu pro­ble­mów ze spa­do­chro­nem) oraz orbi­ter ze Zjednoczonych Emiratów Arabskich.

Drobne ciała Układu Słonecznego

Sonda ESA Rosetta badała kometę Czuriumow-Gierasimienko do końca wrze­śnia 2016 r. Krótko przed upad­kiem na powierzch­nię odna­la­zła zagu­biony lądow­nik Philae, który pechowo osiadł we wnęce skal­nej.

Amerykańska sonda Dawn badała pla­netę kar­ło­watą Ceres aż do wyczer­pa­nia paliwa, co nastą­piło z koń­cem paź­dzier­nika 2018 r. Japoński prób­nik Hayabusa‑2 dole­ciał do pla­netki Ryugu w czerwcu 2018 r. Jej pobyt w jej rejo­nie zakoń­czył się 13 listo­pada ubie­głego roku. W tym cza­sie sonda pobrała z powierzchni Ryugu dwie próbki – jedną z powierzchni, a drugą z wnę­trza kra­teru, który powstał w wyniku zde­to­no­wa­nia dwu­ki­lo­gra­mo­wego ładunku wybu­cho­wego tuż nad powierzch­nią.

Zrzucono na powierzch­nie cztery minia­tu­rowe sondy mobilne (skoczki), trzy japoń­skie (MINERVA-II‑1 Rover 1A i 1B oraz MINERVA-II‑2 Rover 2), a także nie­miecko-fran­cu­ski MASCOT (Mobile Asteroid Surface Scout). Oprócz Rovera 2 wszyst­kie funk­cjo­no­wały pra­wi­dłowo i prze­ka­zały z powierzchni foto­gra­fie i pomiary. Powrót kap­suły z prób­kami na Ziemię ma nastą­pić w grud­niu bie­żą­cego roku.

We wrze­śniu 2016 r. nastą­pił start ame­ry­kań­skiej sondy OSIRIS-Rex (Origins, Spectral Interpretations, Resource Identifications, Security-Regolith Explorer), któ­rej głów­nym celem jest dostar­cze­nia na Ziemię próbki gleby (w zakre­sie 60 – 2000 gra­mów) z pla­netki Bennu. Sonda okrąża pla­netkę od grud­nia 2018 r. W sierp­niu ma nastą­pić pobra­nie próbki, a w marcu przy­szłego roku odlot ku Ziemi. W końcu wrze­śnia 2023 r. sonda ma powró­cić na Ziemię.

W pla­nach badań pasa pla­ne­toid w naj­bliż­szym cza­sie zapla­no­wano misje DART, Lucy, Psyche i Hera. DART (Double Asteroid Redirection Test) to ame­ry­kań­ska sonda prze­zna­czona do zba­da­nia efektu zde­rze­nia z pręd­ko­ścią 6,6 km/s z nie­wiel­kim sate­litą pla­netki Didymos. Start zapla­no­wany jest na koniec lipca przy­szłego roku, zde­rze­nie, reje­stro­wane przez wło­skiego cube­sata LICIACube, nastąpi 14 mie­sięcy póź­niej.

  • Waldemar Zwierzchlejski

To jest skrócona wersja artykułu.

CZYTAJ E-WYDANIE KUP WYDANIE PAPIEROWE