Co pisz­czy w Układzie Słonecznym?

  • Lotnictwo Aviation International 2/2016
LAI_2_2016_UKL_SLON

Japońska sonda Akatsuki wcho­dzi na orbitę Wenus.

Artykuł zawiera zesta­wie­nie i krótki opis misji wszyst­kich sond kosmicz­nych, które funk­cjo­no­wały w latach 2014 – 2015. Oczywiście zostały wspo­mniane także naj­waż­niej­sze ich odkry­cia, w wielu przy­pad­kach prze­ło­mowe dla pozna­nia histo­rii i stanu obec­nego naszego układu, zwłasz­cza pla­net kar­ło­wa­tych i komet. Sondy podzie­li­łem w zależ­no­ści od celu, który miały, bądź mają zba­dać, choć bywa, że nie jest to kry­te­rium jed­no­znaczne – zda­rzało się już na przy­kład, że sonda roz­po­częła swą misję jako orbi­ter Księżyca, kon­ty­nu­owała jako prób­nik prze­strzeni mię­dzy­pla­ne­tar­nej, a zakoń­czyła ją w roli prób­nika pla­ne­to­idy. Dodatkowo w zesta­wie­niu umie­ści­łem plany badań Układu Słonecznego in situ na naj­bliż­sze lata.

Księżyc

Od końca czerwca 2009 r. naszego natu­ral­nego sate­litę obiega ame­ry­kań­ski LRO (Lunar Reconnaissance Orbiter). W paź­dzier­niku 2014 r. misja sondy, pole­ga­jąca na two­rze­niu pro­fili wyso­ko­ścio­wych powierzchni, pomia­rach radia­cji oraz poszu­ki­wa­niu śla­dów wody, została prze­dłu­żona o dwa lata. W maju 2015 r. orbita sondy została obni­żona, obec­nie prze­la­tuje ona zale­d­wie 20 km nad bie­gu­nem połu­dnio­wym, bada­jąc obszary, położne w cią­głym cie­niu, w któ­rych podej­rzewa się wystę­po­wa­nie lodu wod­nego. O ile jesie­nią bie­żą­cego roku ilość paliwa, pozo­sta­łego w zbior­ni­kach sondy będzie wystar­cza­jąca, a misja uzy­ska dal­sze finan­so­wa­nie (a nie jest to pewne, ostat­nimi laty NASA cią­gle stoi przed groźbą zaprze­sta­nia finan­so­wa­nia sta­rych misji), nie wyklu­cza się kolej­nego prze­dłu­że­nia badań LRO, w prze­ciw­nym wypadku sonda zosta­nie wyłą­czona, bądź zosta­nie spo­wo­do­wany jej celowy upa­dek na powierzch­nię Srebrnego Globu.
We wrze­śniu 2014 r. miała zakoń­czyć się prze­dłu­żona misja dwóch prób­ni­ków pro­gramu ARTEMIS (Acceleration, Reconnection and Turbulence, and Electrodynamic of Moon’s Interaction with the Sun). We wspo­mnia­nym cza­sie misja prób­ni­ków ozna­czo­nych P1 i P2 została praw­do­po­dob­nie prze­dłu­żona o kolejne dwa lata, dzięki czemu nadal będą one badać Księżyc i wpływ Słońca na jego pobliże.
31 stycz­nia 2014 r. miano zakoń­czyć fazę naukową misji ame­ry­kań­skiego orbi­tera LADEE (Lunar Atmosphere and Dust Environment Explorer), słu­żą­cego do bada­nia szcząt­ko­wej atmos­fery oraz zapy­le­nia niskiej orbity wokółk­się­ży­co­wej. W ozna­czo­nym momen­cie kie­row­nic­two misji zde­cy­do­wało o prze­dłu­że­niu fazy badaw­czej o dodat­kowy mie­siąc. Na początku kwiet­nia 2014 r. orbita sondy została obni­żona tak, że prze­bie­gała zale­d­wie 2 – 3 km ponad wierz­choł­kami gór. Jej zakłó­ce­nia, pocho­dzące od naszej pla­nety i Słońca, spo­wo­do­wały upa­dek sondy na odwró­coną od Ziemi powierzch­nię Księżyca. Doszło do niego 18 kwiet­nia pomię­dzy 4:30 a 5:22.
Rekordowo długo trwa misja pierw­szego chiń­skiego lądow­nika księ­ży­co­wego Chang’e-3. Po lądo­wa­niu w 14 grud­nia 2013 r. jesz­cze tego samego dnia zje­chał z niego sze­ścio­ko­łowy łazik Yutu. Zgodnie ze spe­cy­fi­ka­cją lądow­nik miał funk­cjo­no­wać przez rok, nato­miast łazik trzy mie­siące, oczy­wi­ście jedy­nie pod­czas księ­ży­co­wego dnia, trwa­ją­cego ziem­skie dwa tygo­dnie. Oba obiekty funk­cjo­nują nadal, acz­kol­wiek Yutu już jedy­nie jako sonda sta­cjo­narna. Otóż pod sam koniec dru­giego dnia księ­ży­co­wego, 24 stycz­nia 2014 r. oka­zało się, że nie­od­wra­cal­nemu uszko­dze­niu ule­gło zasi­la­nie sil­nika, odpo­wie­dzial­nego za zamy­ka­nie na noc pokryw, chro­nią­cych we wnę­trzu wcią­gany maszt z instru­men­tami badaw­czymi, a jed­no­cze­śnie napę­dza­ją­cego koła. Z Yutu co mie­siąc jest nawią­zy­wany kon­takt, jed­nak nie prze­ka­zuje on już żad­nych danych nauko­wych, a jedy­nie tele­me­trię na temat stanu swych sys­te­mów. Jednakże wyniki badań, które łazik zdą­żył wyko­nać w ciągu dwóch dni księ­ży­co­wych pozwo­liły np. usta­lić, że ostat­nia dzia­łal­ność wul­ka­niczna w miej­scu lądo­wa­nia (Mare Imbrium) miała miej­sce 2,5 miliarda lat temu, a nie, jak dotąd przy­pusz­czano, przed 3,1 miliarda lat.
Nadal okrąża Księżyc inny chiń­ski prób­nik, nazwany Chang’e-5 T1. Jego misja skła­dała się z dwóch nie­za­leż­nych ele­men­tów i pro­gra­mów, któ­rych głów­nym celem było prze­te­sto­wa­nie nie­któ­rych tech­nik, potrzeb­nych do spro­wa­dze­nia na Ziemię pró­bek gruntu z naszego natu­ral­nego sate­lity. Po star­cie 23 paź­dzier­nika 2014 r. skła­da­jący się ze statku-matki (opar­tego na plat­for­mie sate­lity tele­ko­mu­ni­ka­cyj­nego DFH-3B) oraz nie­wiel­kiego lądow­nika, będą­cego prze­ska­lo­wa­nym (1:3) apa­ra­tem powrot­nym statku kosmicz­nego Shenzhou CE-5 T1 oble­ciał Księżyc 27 paź­dzier­nika w odle­gło­ści 11 300 km, po czym zawró­cił w stronę Ziemi. 31 paź­dzier­nika kap­suła została odłą­czona, po czym łagod­nie wylą­do­wała na tere­nie Chin. Tymczasem reszta statku została skie­ro­wana do punktu nr 2 rów­no­wagi gra­wi­ta­cyj­nej układu Ziemia-Księżyc, który osią­gnęła 27 listo­pada. W tym rejo­nie prze­by­wała do 4 stycz­nia 2015 r. Sześć dni póź­niej weszła na orbitę wokółk­się­ży­cową o puła­pie 200‑5300 km, która kil­koma manew­rami została obni­żona do koło­wej na puła­pie 200 km. W pierw­szych dniach lutego sonda symu­lo­wała spo­tka­nie z powrot­ni­kiem z powierzchni Księżyca. Symulacje te powtó­rzono mie­siąc póź­niej, już na orbi­cie obni­żo­nej do 18 – 180 km. Na prze­ło­mie sierp­nia i wrze­śnia CE-5 T1 uzy­skała z pułapu 30 km zdję­cia o roz­dziel­czo­ści 1 m/piksel zakła­da­nego obszaru lądo­wa­nia sondy Chang’e-5, zlo­ka­li­zo­wa­nego na tere­nie Oceanus Procellarum.
Jakie są dal­sze chiń­skie plany badań Księżyca? W 2017 r. jest spo­dzie­wana misja Chang’e-5, któ­rej zada­niem będzie przy­wie­zie­nie dwu­ki­lo­gra­mo­wej próbki gruntu. Rok póź­niej powinno dojść do misji CE-4, będą­cej powtórką misji CE-3, ale po raz pierw­szy w histo­rii miej­sce lądo­wa­nia będzie zlo­ka­li­zo­wane na odwró­co­nej od Ziemi czę­ści Księżyca, w rejo­nie zwa­nym Basenem Biegun Południowy-Aitken. Problem komu­ni­ka­cji sondy z Ziemią zosta­nie roz­wią­zany za pomocą spe­cjal­nego sate­lity tele­ko­mu­ni­ka­cyj­nego, który zosta­nie wcze­śniej umiesz­czony w punk­cie libra­cyj­nym L2 układu Ziemia-Księżyc. A co z pro­gra­mami innych kra­jów?
W naj­bliż­szych dwóch latach możemy się spo­dzie­wać – ale jedy­nie teo­re­tycz­nie – pierw­szego pry­wat­nego lądow­nika księ­ży­co­wego, zre­ali­zo­wa­nego w ramach kon­kursu Google Lunar X Prize. Izraelski zespół SpaceIL zare­zer­wo­wał dla swego statku na drugą połowę 2017 r. rakietę Falcon-9. Pozostałe, wcze­śniej anon­so­wane pro­jekty, zostały znacz­nie opóź­nione: indyj­ski Chandrayaan-2 (lądow­nik i pojazd) został prze­su­nięty na 2018 r., a rosyj­ski lądow­nik bie­gu­nowy Łuna-25 na 2019 r.

Słońce

Skomplikowała się sytu­acja z „parą dyżurną” obser­wu­jącą naszą gwiazdę dzienną – z dwóch sond pro­gramu STEREO (Solar Terrestrial Relations Observatory), wystrze­lo­nych pod koniec 2006 r., obec­nie funk­cjo­nuje tylko jedna. Amerykańskie sondy poru­szają się po orbi­tach zbli­żo­nych do ziem­skiej, lecz posia­da­ją­cych okres obiegu odpo­wied­nio o 20 dni krót­szy (STEREO-A) bądź dłuż­szy (STEREO-B). Dzięki temu odda­lają się one od Ziemi wzdłuż jej orbity w prze­ciw­nych kie­run­kach o 22° na rok i pozwa­lają śle­dzić powierzch­nię Słońca w miej­scach, które są nie­wi­doczne z naszej pla­nety. Ze względu na fun­da­men­talne zna­cze­nie pro­wa­dzo­nych badań i brak następ­ców, misje sond zostały w 2009 r. prze­dłu­żone aż do chwili, gdy prze­staną one funk­cjo­no­wać. Niewykluczone, że sonda B już osią­gnęła ten limit, gdyż 1 paź­dzier­nika 2014 r. pod­czas pla­no­wego resetu kom­pu­tera sondy w związku ze zbli­ża­jącą się koniunk­cją ze Słońcem (20 stycz­nia-28 marca 2015 r.), doszło do utraty z nią kon­taktu, który dotąd nie został odzy­skany. Od 30 listo­pada ubie­głego roku trwają próby odzy­ska­nia go, jed­nak na razie nic nie wska­zuje na to, by miały one zostać uwień­czone powo­dze­niem.
Nadal na koniec lipca 2018 r. jest wyzna­czony ter­min startu ame­ry­kań­skiego prób­nika Słońca Solar Probe+, który będzie okre­sowo zbli­żać się do jego powierzchni na odle­głość zale­d­wie 7 milio­nów 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 mieć euro­pej­ska sonda SolO (Solar Orbiter), do startu któ­rej miało dojść w lipcu 2017 r. Jednak w kwiet­niu 2015 r. misja została ponow­nie opóź­niona, tym razem ter­mi­nem startu jest paź­dzier­nik 2018 r.

  • Waldemar Zwierzchlejski

To jest skrócona wersja artykułu.

CZYTAJ E-WYDANIE KUP WYDANIE PAPIEROWE