WIZJA ASTRONOMII PLASTYCZNEJ
EKSPLORACJA
3.1. EKSPLORACJA KSIĘŻYCA OBECNIE
Najwięcej nowych danych i informacji o Księżycu dostarczyły zwłaszcza badania lat ostatnich. Są to misje amerykańskie i radzieckie – odbywające się przeważnie w latach 60. i 70.
Pierwszego przelotu obok Księżyca dokonała sonda Łuna-1, Łuna-2 jako pierwszy lot z Ziemi na inne ciało niebieskie trafiła w Księżyc, a Łuna-3 po raz pierwszy sfotografowała odwrotną stronę Księżyca (1959 r.). Dalsze misje z tej serii były kontynuacją i pogłębieniem badań Księżyca. Łuna-10 jako pierwsza stała się sztucznym satelitą Księżyca, Łuna-9 jako pierwsza miękko wylądowała na jego powierzchni, przekazując zdjęcia otoczenia, Łuna-13 zaś obok przekazania obszernych różnorodnych zdjęć powierzchni, dokonała pierwszych badań fizyko-chemicznych gruntu księżycowego (1966). Łuna-16 jako pierwsza sprowadziła materiał z powierzchni Księżyca na Ziemię (1970). Łuna-17 (1970) dostarczyła na powierzchnię Księżyca pojazd terenowy Łunochod-1, zaś Łuna-21 (1973) – podobny Łunochod-2 – oba zdalnie sterowane z Ziemi przez kilkuosobowy zespół inżynierów i nawigatorów. Łunochody dostarczyły ok. 220 tys. zdjęć powierzchni, w tym wiele panoramicznych i dokonały różnorodnych badań gruntu. Pracowały przez ok. rok, oddalając się od lądowiska na odległość wielu kilometrów.
Inną serią badawczą Księżyca były sondy z serii Zond (-3, -5, -6 i -7) (1964-1965), które wielokrotnie okrążały Księżyc, a w jednej z nich – zwierzęta (żółwie) i inne organizmy.
Jeśli chodzi o badania amerykańskie, pierwszymi księżycowymi misjami były dwie nieudane – Pioneer (1958).
W latach 1964-1965 badania Księżyca przeprowadziły sondy Ranger (-7, -8, -9) (1965) (zbliżenie do niego i tuż przed uderzeniem – sfotografowanie jego powierzchni).
W latach 1966-1967 badały z orbity powierzchnię Księżyca sondy Lunar Orbiter (sześć obiektów) (m.in. sporządzanie fotografii, map i penetracja terenu pod przyszłe lądowanie załogowe).
W latach 1966-1967 badały powierzchnię Księżyca, osiadając na niej, sondy z serii Surveyor (-1, -3, -5, -6 i -7).
Jednak prawdziwego przełomu, który można potraktować jako dziejowe wydarzenie w historii ludzkiej cywilizacji, a może nawet gatunku ludzkiego, dokonały badania misji Apollo.
Od Apollo-1 do Apollo-7 odbyły się przygotowawcze loty wokół-ziemskie. Od lotu Apollo-8 (zbliżenie do Księżyca i wejście na jego orbitę), Apollo-9 (wejście na orbitę okołoksiężycową z lądownikiem LM (Lunar Module – człon księżycowy) do Apollo-10 (wejście na orbitę Księżyca z lądownikiem i zbliżenie się do Księżyca na odległość 15 km – ostatnia próba przed lądowaniem) dokonywano przygotowań do lądowania.
W ramach misji Apollo-11 (N. Armstrong, E. Aldrin i J. Collins) nastąpiło pierwsze lądowanie człowieka na Księżycu i wyjście na jego powierzchnię (21 VII 1969 r. i tu – proste pomiary Księżyca, zebranie próbek gruntu, oddalenie się na kilkadziesiąt metrów od lądownika). Apollo-12 – Apollo-17 były kontynuacją lądowań i bezpośrednich badań Księżyca. I tu były to: Apollo-12 (m.in. dalsze prace badawcze, wielokrotne wyjścia w teren na odległość kilku km), Apollo-13 (lot nieudany), Apollo-14 (kontynuacja poprzednich badań, dalsze zbieranie próbek gruntu, wielokrotne wyjścia w teren, dłuższe wycieczki po powierzchni, wykorzystanie ręcznego wózka itd.), Apollo-15 (dalsze badania, korzystanie z samobieżnego elektrycznego pojazdu terenowego Rover, znaczne oddalanie się w teren z jego użyciem, dalsze wielokrotne wychodzenie na powierzchnię, wszechstronne badania z orbity itd.), Apollo-16 (poza dalszymi szczegółowymi badaniami, kontynuacja wycieczek w teren, zwłaszcza z użyciem pojazdu Rover i na duże odległości do 31 km, dalsze pomiary z orbity itd.) i Apollo-17 (podobne badania, np. z orbity, obecność geologa-naukowca J. Schmitta; ostatnia załogowa misja księżycowa – aż do grudnia 1972).
Astronauci amerykańscy przeprowadzili liczne i wszechstronne badania wierzchniej i głębszej warstwy powierzchni Księżyca i jego otoczenia. Wykorzystano bogatą aparaturę naukową taką jak np.: sejsmometry, magnetometry, odbłyśniki laserowe, detektory atmosfery i jonosfery Księżyca, spektrometry do badania wiatru słonecznego, folie aluminiowe do podobnych badań, anteny kierunkowe do łączności z Ziemią, grawimetry i ogniwa radioizotopowe. Często wychodzono na powierzchnię wielokrotnie.
Na Ziemię w sumie przywieziono w ramach misji Apollo ok. 381 kg (radzieckie misje – ok. 0,3 kg) materiału z powierzchni Księżyca, które wraz z wynikami wszystkich badań z orbity i bezpośrednio z Księżyca poddawano później wszechstronnym wnikliwym analizom.
Program Apollo i badania Księżyca, poza plonem w postaci licznych technologii kosmicznych (np. mikroelektronika, telemetria, technika medyczna, np. tu – tomografia komputerowa, łączność, techniki materiałowe, różne urządzenia mechaniczne i manipulatory, np. dla niepełnosprawnych, wynalazki w przemyśle kosmicznym, np. skafandry itp.) zmieniły i wzbogaciły naszą wiedzę o Księżycu, ustosunkowanie do niego i badań kosmicznych w ogóle.
Pisze o tym np. C. Sagan: „Niemniej przy okazji wykonano kawał dobrej naukowej roboty. (…) Lecz jeszcze ważniejsze od tego wszystkiego było to, że program Apollo stał się egidą, parasolem, w którego cieniu przemyślnie zaprojektowane automatyczne sondy kosmiczne rozesłano po Układzie Słonecznym, dokonując wstępnego rekonesansu w dziesiątkach światów. To potomstwo programu Apollo dotarło obecnie do granic naszego systemu planetarnego.
Gdyby nie program Apollo, a zatem, gdyby nie polityczne cele, którym służył, wątpię, czy doszłoby kiedykolwiek do – dziś już historycznych – amerykańskich ekspedycji odkrywczo-badawczych w Układzie Słonecznym. Sondy: „Mariner”, „Viking”, „Pioneer”, „Voyager” i „Galileo” stanowią dziedzictwo programu Apollo. Bardziej odległymi spadkobiercami są „Magellan” i „Cassini”.
Program Apollo, jako wyraz śmiałości, szerokości horyzontów i wiary w ludzkie możliwości istotnie zawładnął wyobraźnią świata. To także należało do jego misji – wzbudzenie optymistycznego nastawienia wobec techniki i entuzjastycznego patrzenia w przyszłość, niejeden z nas zadawał sobie pytanie: czy skoro potrafimy polecieć na Księżyc, w ogóle istnieje dla nas coś niemożliwego? (…)
(…) Astronauci na pokładzie statku „Apollo” w drodze na Księżyc i z powrotem sfotografowali swoją macierzystą planetę. Było to coś zupełnie naturalnego, niemniej miało skutki, których nikt się nie spodziewał. Oto po raz pierwszy mieszkańcy Ziemi mogli zobaczyć swój świat z daleka – całą Ziemię, Ziemię w kolorach, Ziemię jako wspaniałą białobłękitną kulę, obracającą się na czarnym tle bezmiernej przestrzeni. Wizerunek ten dopomógł w przebudzeniu naszej uśpionej świadomości planetarnej, ukazując niezbicie, że wszyscy mieszkamy na tej samej, delikatnej planecie. Mogliśmy sobie uświadomić, co jest naprawdę ważne, a co nie.” (C. Sagan, 1996, s. 282-284).
Po tym heroicznym etapie kontaktu ze Srebrnym Globem nastąpił okres dłuższej przerwy. Lecz dziś znów przypomniano sobie o Księżycu. Prezydent USA George Bush w 1989 r. wypowiedział znamienne słowa: Powrócimy znowu na Księżyc – tym razem na zawsze. Wprawdzie echo tych słów było raczej skromne, jednak plany na dalsze lata są nieco bardziej ambitne.
3.2. WSPÓŁCZESNE BADANIA KSIĘŻYCA
Po 22-letniej przerwie w 1994 r. powrócono do badań Księżyca przez sondy kosmiczne. Przeprowadziła je kolejna sonda księżycowa Clementine. Mimo że niejednoznacznie, wykryła ona na Księżycu obecność wody. Istnienie wodoru (poprzez obecność neutronów, wybijanych pod wpływem promieniowania słonecznego z cząsteczek wody) potwierdziła następnie amerykańska sonda kosmiczna – Lunar Prospector (1998). Sonda ta przeczesywała sukcesywnie powierzchnię Księżyca. Jej przyrządy stanowiły m.in.: spektrometry, magnetometr, urządzenie do badań pola grawitacyjnego, wulkanizmu i tektoniki Księżyca. Odkrycie znajdującego się prawdopodobnie w wiecznie zacienionych zagłębieniach na biegunie północnym i południowym Księżyca lodu wodnego (być może nawet 10-300 mln ton) jest doniosłym odkryciem astronomii w ogóle jak i tym związanym z przyszłą szerzej zakrojoną eksploracją Srebrnego Globu.
3.3. PLANY EKSPLORACYJNE NA NAJBLIŻSZE LATA (STAN NA 05.2017)
Obecnie istniały i istnieją plany dalszych projektów badawczych sond księżycowych.
Niektórzy przedsiębiorcy próbują wykorzystać Księżyc jako teren działalności komercyjnej. Na przykład takim projektem jest posłużenie się poruszającym się po powierzchni Księżyca robotem terenowym. Byłby on zdalnie sterowany z Ziemi przez ochotników. Innym pomysłem jest zorganizowanie wyprawy próbnika, który na powierzchni zbierałby próbki gruntu księżycowego. Miałyby one zastosowanie jako materiał i element obrotu handlowego lub jako cel naukowy (autorem tych planów jest Alan B. Binder z USA).
Podobnie istnieje projekt wysłania na orbitę wokołoksiężycową prywatnego satelity, który wykonywałby na zamówienie zdjęcia powierzchni Księżyca o bardzo wysokiej, niemal centymetrowej rozdzielczości.
Powyższe projekty pozostają jednak w sferze zamierzeń. Nie stanowią zatem raczej głównego nurtu eksploracji, badań i planów dotyczących Księżyca.
Jeśli chodzi o inne przedsięwzięcia, w 1990 r., na orbitę Księżyca weszła sonda japońska Hiten, której jednak defekt urządzeń mierniczych uniemożliwił badania (sonda Hagoromo). Kolejną japońską misją była sonda Kaguya (2007).
W 2004-2006 r. Księżyc badała europejska sonda Smart 1.
Wkrótce do bliższych badań Księżyca dołączyły Chiny i Indie. Chiny wysłały sondy Chang’e 1 (2007), Chang’e 2 (2010) i Chang’e 3 (2013 – umiejscowienie na powierzchni łazika Yutu). Indie wysłały sondę Chandrayaan-1 (2008); zapowiadana jest misja Chandrayaan-2 (pierwotny plan – 2018 r. z zamiarem wysłania na powierzchnię robota); są też plany misji załogowej do 2030 r.
Kolejnymi sondami badającymi Księżyc były Reconnaissance Orbiter (2009), bliźniacze sondy GRAIL (2011) i LADEE (2013).
Obecnie Stany Zjednoczone planują przywrócenie misji załogowych na Księżyc (program Constellation – do 2020 r.) i stworzenie stałej bazy w rejonie jednego z biegunów ok. 2025-2030 r.
Podobnie Rosja planuje wznowienie Programu Łuna.
Największym jednak wyzwaniem, związanym wprawdzie jak dotąd z wstępną wizją penetracji Księżyca, jednak powoli, stopniowo i coraz szerzej opracowywaną, są plany szerzej zakrojonego powrotu na Srebrny Glob.
Powyższy rysunek autora przedstawia powierzchnię Księżyca i przyszłą na nim obecność człowieka.
Przygotowanie do badań
Materiały źródłowe:
„Astronautyka”, „Kosmiczny small business”, 2000, nr 1.
H. Chmielewski, T. Dobrzański (red.), „Kosmonautyka”, Wydawnictwa Naukowo-Techniczne, Warszawa 1971.
Księżyc – Wikipedia
M. Różyczka, „Z życia sond planetarnych”, „Wiedza i Życie”, 1998, nr 7.
C. Sagan, „Błękitna kropka”, Prószyński i S-ka, Warszawa 1996.
D. Schneider, „Dyrektor firmy Twardowski i S-ka. Jak zarobić na Księżycu i planetoidach”, „Świat Nauki”, 1997, nr 11.
J. Włodarczyk, „Wędrówki niebieskie”, Prószyński i S-ka, Warszawa 1999.
W. Zonn (red.), „Kopernik. Astronomia. Astronautyka”, Państwowe Wydawnictwo Naukowe, Warszawa 1973.
Tagi: księżyc, eksploracja księżyca
Inne tematy w dziale Technologie
