Twoja wyszukiwarka

MICHAŁ RÓŻYCZKA
WIELKI KONIEC MAŁEJ SONDY
Wiedza i Życie nr 10/1999
Artykuł pochodzi z "Wiedzy i Życia" nr 10/1999

CZY NA KSIĘŻYCU JEST WODA? LUNAR PROSPECTOR WYPATRYWAŁ JEJ PRZEZ PÓŁTORA ROKU, A MIMO TO PRZED ZAKOŃCZENIEM SWOJEGO ŻYWOTA NIE DAŁ JEDNO ZNACZNEJ ODPOWIEDZI NA TO PYTANIE.

Ryc. NASA/AMES

Sonda Lunar Prospector (Księżycowy Poszukiwacz) krążyła przez półtora roku wokół Księżyca, przesyłając na Ziemię mnóstwo szczegółowych informacji o jego budowie. W końcu lipca br. ośrodek kontroli lotu skierował ją wprost na jeden z księżycowych kraterów. Ostatni sygnał sondy odebrano 31 lipca o 11:12 naszego czasu. Zderzenie nastąpiło o 11:51. Miejsce, w którym sonda miała wbić się w księżycowy grunt, było obserwowane przez najpotężniejsze ziemskie teleskopy i Kosmiczny Teleskop Hubble'a. Niszcząc ją, spodziewano się zdobyć jednoznaczny dowód obecności wody na Księżycu.

Prospector wystartował 7 stycznia 1998 roku. Po czterech dniach podróży wszedł na orbitę wokółksiężycową przebiegającą na wysokości 100 km nad biegunami naszego satelity i 15 stycznia zaczął przekazywać dane. Był sondą małą i tanią. Miał kształt walca o wysokości 1.28 m i średnicy 1.37 m, ważył 296 kg i kosztował "zaledwie" 63 mln dolarów. Był też pierwszą od ćwierćwiecza sondą przeznaczoną całkowicie do badań Księżyca. Wydaje się to nieprawdopodobne, ale po zamknięciu programu Apollo nasz najbliższy kosmiczny sąsiad został niemal całkowicie zapomniany. W chwili startu Prospectora aż 75% powierzchni Księżyca nie miało dokładnych map; nie umiano też odpowiedzieć na najważniejsze pytania dotyczące budowy wewnętrznej, pochodzenia i historii naszego satelity.

W 1994 roku wokół Księżyca krążyła wojskowa sonda Clementine. Wyposażona w radar, przesyłała informacje o rzeźbie i konsystencji jego warstw powierzchniowych. Analizując zebrane przez nią dane, nabrano podejrzeń, że w pobliżu biegunów Księżyca, w wiecznym cieniu znajdujących się tam głębokich kraterów, zalegają znaczne ilości lodu wodnego. Prospector miał sprawdzić, czy podejrzenia te były uzasadnione. Miał także inne zadania. Na jego pokładzie znajdowały się instrumenty, za pomocą których zamierzano zdalnie zbadać skład chemiczny księżycowego gruntu, zmierzyć natężenie pola magnetycznego i grawitacyjnego naszego satelity oraz wyśledzić nawet mikroskopijne ilości gazów, które mogłyby wydobywać się z wnętrza Księżyca w następstwie procesów wulkanicznych.

Szansa, że złoża lodu w podbiegunowych kraterach Księżyca wyglądają tak jak na tym komputerowym montażu, jest niewielka. Najprawdopodobniej występuje on w postaci drobnych kryształków przemieszanych z księżycowym gruntem (regolitem)

Montaż: NASA/AMES

Prospector nie miał żadnych przyrządów optycznych i nie mógł przysyłać żadnych zdjęć. Z wysokości swej orbity "wywąchiwał" wodę za pomocą przyrządu rejestrującego obecność neutronów o różnych energiach (ramka: Neutronowy nos Prospectora obok). Węch miał tak czuły, że pierwsza wieść o znalezieniu "księżycowej" wody obiegła świat już w połowie marca 1998 roku. Początkowe oceny jej masy wahały się od 10 mln do 300 mln ton. Pół roku później mówiono już o 6 mld ton. 6 mld ton to 6 km3 wody, czyli tyle, ile mieści się w kilku jeziorach o wielkości Śniardw. Dużo to, czy mało? Jeśli ostatnie oceny są nawet kilkakrotnie zawyżone, to i tak wystarczyłoby jej do utrzymania pięciotysięcznej kolonii Ziemian przez ponad stulecie.

Woda na Księżycu jest istotnym elementem dalekosiężnych planów agencji kosmicznych, które przewidują budowę baz księżycowych. Na niewidocznej z Ziemi półkuli naszego satelity rozstawiliby też chętnie swoje instrumenty radioastronomowie, którym ziemskie "szumy" radiowe zaczynają poważnie przeszkadzać. Koszty transportu kilograma ładunku z Ziemi na orbitę wokół Księżyca wynoszą w tej chwili około 20 tys. dolarów. W niedalekiej przyszłości NASA zamierza obniżyć je aż dziesięciokrotnie, ale nawet wtedy za przewiezienie takiej ilości wody, jaką odkrył Prospector, przyszłoby zapłacić rachunek wręcz niewyobrażalnie wysoki. Byłby to w dodatku rachunek tylko za transport na orbitę. Na zwiezienie ładunku na powierzchnię Księżyca trzeba by zapewne wyłożyć drugie tyle. Odkrycie Prospectora miało więc bardzo istotny aspekt ekonomiczny. Trzeba przy tym pamiętać, że woda na Księżycu to nie tylko podstawa przetrwania załóg stacji księżycowych. To także - przynajmniej obecnie - zapas paliwa dla statków wyruszających w dalsze rejony UkładuSłonecznego

Znalezienie wody było najbardziej spektakularnym, ale nie jedynym sukcesem Prospectora. Wykonane przez niego pomiary pola grawitacyjnego dowiodły, że żelazne jądro naszego satelity jest bardzo małe (jego promień wynosi zaledwie 300 km, czyli niespełna 18% promienia Księżyca). Coraz bardziej prawdopodobna staje się więc wysunięta kilkanaście lat temu hipoteza, zgodnie z którą Księżyc powstał podczas zderzenia obiektu wielkości Marsa z już uformowaną Ziemią (w następstwie zderzenia nasza planeta straciła znaczą część ubogich w żelazo warstw powierzchniowych i niewielką tylko część bogatego w żelazo jądra).

Prospector zebrał też bardzo ciekawe informacje o polu magnetycznym Księżyca. Przed jego misją uważano naszego satelitę za obiekt pozbawiony pola i niezdolny do oddziaływania z wiatrem słonecznym (nazwą tą określa się pędzące przez przestrzeń międzyplanetarną strumienie cząstek elementarnych, których źródłem jest Słońce). Obecnie wiemy, że znaczne obszary skorupy naszego satelity leżące na antypodach dużych "mórz" księżycowych są trwale namagnesowane, a ich pole magnetyczne jest swego rodzaju pułapką dla cząstek wiatru słonecznego. Informacje te będą miały istotne znaczenie przy wyborze miejsc pod budowę przyszłych baz.

Cieniowana mapa okolic południowego bieguna Księżyca z zaznaczonym miejscem, w które miał uderzyć Prospector. Mapę sporządzono na podstawie pomiarów radarowych. Białe obszary są zawsze zacienione, dzięki czemu ich temperatura utrzymuje się na poziomie -170°C. Obszary ciemnoszare są niewidoczne z Ziemi. Oznaczono długość i szerokość selenograficzną (ta ostatnia jest liczona od kierunku do Ziemi)

Zasadnicza misja Prospectora trwała rok. Po jej zakończeniu sonda została skierowana na niższą orbitę przebiegającą na wysokości od 30 do zaledwie 10 km nad powierzchnią Księżyca. Przez pół roku prowadziła jeszcze obserwacje o znacznie większy niż poprzednio rozdzielczości (umożliwiając m.in. dokładniejszą lokalizację obszarów wodonośnych).

Koniec misji zbliżał się jednak nieuchronnie: zaczęły wyczerpywać się zapasy paliwa niezbędnego do utrzymywania sondy na orbicie. Na przełomie czerwca i lipca br. przystąpiono do realizacji od dawna zaplanowanego finału prac Prospectora. W pobliżu południowego bieguna Księżyca wybrano jeden z kraterów, które są źródłami neutronowego sygnału związanego z obecnością wody. Wykorzystując resztki paliwa, zmieniono tor sondy w taki sposób, by z prędkością 1700 m/s wbiła się w jego wiecznie zacienione dno. Oczekiwano, że z miejsca upadku ponad wał krateru wzbije się chmura pyłu, w której można będzie bezpośrednio zaobserwować wodę "wywąchaną" uprzednio przez Prospectora. Przyznawano jednak, że całe przedsię wzięcie ma niewielką szansę powodzenia: sondą kierowano przecież "na oślep".

O zaplanowanej godzinie Prospector roztrzaskał się o Księżyc. W chwili, gdy piszę ten artykuł, nie wiadomo jeszcze, czy jego ostatnie chwile były dla nas równie użyteczne, jak cały pracowity żywot. Jednak nawet gdyby nadzieje wiązane z dramatycznym końcem sondy okazały się płonne, cała misja przejdzie do kronik astronautycznych jako niezwykle udana.