VASIONA
Dragan Lazarević
ISTRAŽIVANJE SVEMIRA
Budući letelice po Sunčevom sistemu / Put ka Suncu
Planovi usmereni ka istraživanju spoljnih planeta Sunčevog sistema podrazumevaju da će putovanja do cilja trajati nekoliko godina, tako da od prve koncepcije do ostvarenja misije može proći po dvadeset i više godina. Iskustva koja su stečena tokom dosadašnjih misija sondi znatno olakšavaju planiranje budućih - primenjivaće se dokazano pouzdana tehnička rešenja.
Nove sonde su sve pouzdanije a kvarovi su sve ređi. NASA je nedavnim objavljivanjem planova iznenadila javnost namerom da pošalje sondu u blizinu naše zvezde, ka Suncu. „Parker solar probe“ je misija nazvana u čast astrofizičara Judžina Parkera koji je, još pre kosmičkih letova, predvideo da Sunce emituje i čestično zračenje, tzv. solarni vetar. Sonda će biti lansirana jula 2018. i, metodom tzv.“gravitacione praćke“, proletanjem pored Venere (sedam puta) i Zemlje (tri puta) tokom sedam godina leta, postići će veoma izduženu eliptičnu putanju sa najmanjom udaljenošću od Sunca od samo 6,2 miliona km.
Od Sunčevog zračenja će je zaklanjati toplotni štit od kompozita grafita, debljine 11,4 cm koji će se usijati na 1370° C. Planira se da sonda izdrži 24 približavanja Suncu i da se, merenjem jačine Sunčevih električnih i magnetnih polja, snimanjem strukture površine Sunca i merenjem brzine solarnog vetra, dobiju odgovori na brojna pitanja od kojih je najveća nepoznanica: zašto je Sun- čeva korona vrelija od površine Sunca,tj. koji je procesi zagrevaju?
Invazija na Mars se pojačava
Prva sonda koja će biti poslata 2018. na Marsovu površinu je lender „insight“. Zasnovana je na istom tehničkom rešenju kao i sonda „feniks“ koja je uspešno spuštena u Marsovu severnu polarnu oblast 2008. Cilj misije ove sonde je da, bu- šenjem tla, ispita termičke procese u Marsovoj unutrašnjosti. Oblast u koju treba da sleti je vulkanski region Elysium. Novi Marsov rover, sledbenik sadašnjeg uspešnog rovera „kjuriositi“, se priprema da bude lansiran 2020. Primeniće se isti princip spuštanja na površinu, tzv.“skycrane“. Celokupna konstrukcija je vrlo slična prethodnoj. Trebalo bi da je malo veće mase, oko 950 kg, a izvesne izmene su nastale na osnovu iskustva sa „kjuriozitijem“. Imaće veće, uže i pojačane točkove a trebalo bi da ponese i minijaturni helikopter na solarni pogon, mase 1 kg, koji bi snimanjem sa visine omogućavao lakše određivanje putanje rovera.
Planirano je da glavni cilj bude traganje za hemijskim tragovima života, bilo sadašnjeg ili iz daleke prošlosti Marsa. Ima više potencijalnih mesta spuštanja zanimljivih za istraživače a najinteresantnija oblast je krater Jezero (nije prevod, zaista mu je dato takvo ime na osnovu značenja koje ima u nekoliko slovenskih jezika uključujući i naš). Veruje se da je u tom krateru, u dalekoj prošlosti Marsa, bilo jezero. Nanosi u njemu liče na taloženje u delti reke i nije poznat drugi proces koji bi stvorio takve geološke forme.
Novi rover-naučna laboratorija skupljaće uzorke tla, a one najzanimljivije će stavljati u kontejnere i pripremati za slanje na Zemlju u sledećoj velikoj planiranoj misiji NASA-e, „MSRM“ (Mars sample return Mission). Registrovaće zvuke u Marsovoj atmosferi i one koje proizvode njegovi elektromotori i drugi uređaji. Na njemu će biti i uređaj koji će od ugljen-dioksida u Marsovoj atmosferi proizvoditi kiseonik i tako demonstrirati tehnologiju koju će da koriste budući naseljenici Marsa.
Let na jonski pogon
NASA-ine sonde orbiteri koje kruže oko Marsa i održavaju, kao releji, vezu između rovera na površini i kontrolnog centra na Zemlji, lete već duže vreme; orbiter „Mars Odisej 2001“. je pri kraju svog radnog veka a i znatno savršeniji „MRO“ je u funkciji od 2006. Pošto orbiter „maven“ nije predviđen za ulogu relejnog satelita, NASA planira da pošalje novi orbiter 2022. Radni naziv mu je „NeMO“ (Next Mars Orbiter). On bi održavao vezu sa Zemljom laserskim putem, što omogućava daleko veći protok informacija. Održavao bi i radio-vezu sa budućim roverima na površini. To bi bila prva Marsova sonda na jonski pogon, sa znatno većim mogućnostima manevrisanja i menjanja orbite od dosadašnjih orbitera.
Obavljala bi i bliske prelete i snimanja iznad površine Fobosa i Deimosa a bila bi i priprema misije sonde budućeg Marsovog orbitera koja bi, takođe pokretana jonskim pogonom, vršila manevre približavanja i spajanja sa kontejnerom sa uzorcima Marsovog tla lansiranim raketom sa njegove površine u cilju da se ti uzorci dopreme na Zemlju. Tu misiju, nazvanu „Mars sample Returm Mission“, NASA je razmotrila samo okvirno i za sada nema konkretnih tehničkih rešenja za njeno ostvarenje. Zasad ona je naznačena kao konačni cilj istraživanja Marsa kosmič- kim sondama, pre slanja misije sa ljudskom posadom. Planova za slanje sondi ima i privatna kompanija „Space X“ Ilona Maska.
On namerava da tehnički prilagođene kapsule „dragon“ („dragon 1“ snabdeva korisnim teretom orbitalnu stanicu ISS, a uskoro će varijantom „dragon 2 - crewed dragon“ da šalje i astronaute) spusti na površinu Marsa i to bez otvaranja padobrana, primenom tzv. retropropulzije, radom kočećih raketnih motora „super draco“. Kompanija „Space X“ tu misiju ne može da ostvari bez pomoći NASA-e koja bi, svojom mrežom antena, održavala vezu tokom leta i navodila sondu sve do spuštanja kao i vezom preko Marsovih orbitera releja. Cilj ove misije je da se kapsula spusti u neki region za koji je utvrđeno da ima vodenog leda na maloj dubini ispod površine, da bi se bu- šenjem doprlo do njega a uzorci leda izvadili i analizirali. Ilon Mask planira lansiranje i dve misije nazvane „Red dragon“ za 2020, ali raketa nosač „falcon 9 heavy“, kojom treba da se lansira sa Zemlje, još uvek nije isprobana. Ako se ova kapsula uspešno spusti na Mars sa predviđenim teretom od 1 t, mogla bi da ponese u svojoj unutrašnjosti raketu u cilju dopremanja uzoraka na Zemlju.
U drugi stepen rakete bi bio smešten kontejner sa uzorcima tla a potom bi, kroz gornji otvor kapsule, bila lansirana u Marsovu orbitu, gde bi je čekao orbiter na jonski pogon. Posle preuzimanja kontejnera orbiter bi, solarno jonskim pogonom, postepeno podizao visinu svoje orbite oko Marsa da bi prešao na me- đuplanetarnu putanju ka Zemlji. Zbog rizika kontaminacije, ne bi se išlo na direktno ulaženje u Zemljinu atmosferu niti bi se koristila posebna kapsula sa termičkim štitom već bi se kontejner postavio u visoku orbitu oko Zemlje, gde bi ga kasnije preuzela posada kosmičkog broda „orion“ i spustila na Zemlju. Saradnja NASA-e i kompanije „Space X“ mogla bi znatno da ubrza planiranu misiju „Mars sample return“, koja bi mogla da se ostvari u narednoj deceniji.
Misije ka tajanstvenim asteroidima
Buduće misije na asteroide će se oslanjati na tehnička iskustva sonde „osiris rex“ kojom treba da se dopreme uzorci asteroida Bennu na Zemlju. Ali, NASA, u okviru programa „Discovery“, planira dve ambiciozne misije ka tajansvenim asteroidima Lucy i Psyhe. Sonda „lucy“ (nazvana po fosilnom skeletu australopitekusa) treba da bude lansirana 2021. ka udaljenim trojanskim asteroidima u blizini Jupiterove Lagran- ževe tačke L4, da bi 2027-28. proletela i iz blizine snimala i ispitivala četiri asteroida iz te grupe: Eurobates, Polymele, Leucus i Orus. Potom bi se vratila ka Zemlji i, dejstvom njenog gravitacionog polja, bila usmerena ka Jupiterovoj Lagranževoj tački L5 i dvojnom asteroidu Partocus i Menoetius, gde bi stigla 2033. Pošto bi, u toku leta, proletela 2025. pored bližeg asteroida Donaldjohanson, u ovoj ambicioznoj misiji bi trebalo da ispita sedam tela. Ka asteroidu 16 Psyhe treba da se lansira 2022. istoimena sonda koja bi, koristeći Marsovo gravitaciono polje u blizinu cilja, stigla 2026. i svojim jonskim pogonom ušla u orbitu oko njega. Ispitivanje i kartografisanje ovog asterioda, klase M, sastavljenog od gvožđa i nikla, trajalo bi najmanje 20 meseci. Očekuje se da se nađu odgovori na pitanja o prirodi ovog asteroida za koji se smatra da je bio metalno jezgro znatno većeg tela (procene se kreću od 500 km u prečniku pa čak do tela veličine Marsa) kojem je jak sudar sa drugim asteriodom odbacio silikatnu koru.
Pohod na Jupiterovu Evropu
Jupiterov prirodni satelit Evropa je po veličini manja od Zemljinog Meseca (njen prečnik iznosi 3130 km), ali po nekim svojim fizičkim osobinama liči na Zemlju. Ispod vrlo uravnjene Evropine ledene kore, nalazi se unutrašnji okean u kome bi, po proceni naučnika, veličine pritiska i temperature trebalo da budu bliski veličinama na dnu Zemljinih okeana. Iako sastav Evropinog endookeana nije poznat, smatra se da je sa- činjen prvenstveno od vode i da postoji mogućnost postojanja nekakvih oblika života u njemu. Istraživanje Evrope i njenog endookeana predstavlja jedanod najtežih zadataka buduće astronautike ali i najveći izazov jer postoji mogućnost otkrića života van naše planete!
NASA planira da, u narednoj deceniji, slanjem kosmičkih sondi ka tom svetu, nađe odgovor o pravoj prirodi Evrope. Najambiciozniji projekat i najbliži ostvarenju je Jupiterov orbiter „Europa Clipper“. Prema sadašnjim planovima, treba da bude lansiran 2022. novom teškom ISTRAŽIVANJE SVEMIRA Budući letelice po Sunčevom sistemu
VIŠE IDEJA NEGO PARA
Planiraju se i „new horizons 2“ koji bi proučavao objekte Kajperovog pojasa, orbiteri oko Urana i Neptuna, lenderskakavac na Triton. Za Veneru se razmatraju sonde dugog trajanja: balon ili dirižabl u njenom oblačnom sloju i lender koji bi, posebnom tehnologijom, mogao da dugotrajno funkcioniše u paklenim uslovima koji vladaju na njenoj površini. Planira se donošenje uzoraka tla Fobosa i Deimosa kao i sa površine kometa a najfantastičniji je plan slanja sonde van Sunčevog sitema (interstellar probe) koja bi, znatno brže od „vojadžera 1 i 2“ otišla do 30 milijardi km od Sunca, u oblast dalje od tzv. heliopauze, gde preovlađuju čestice galaktičke sredine.
NASA će imati na raspolaganju veće rakete nosače, „SLS“ i „falcon 9 heavy“ pa bi i sonde mogle da budu masivnije i složenije ili da dodatnim raketnim stepenom do cilja stignu znatno brže nego do sada. To znači i veću cenu misije pa će krajnji ograničavajući faktor i u budućnosti biti raspoloživa finasijska sredstva koje odobre za to odgovorne političke institucije.
Pogonska raketa Falcon 9 raketom nosačem „SLS“ i da, posle nešto manje od tri godine, direktnim letom stigne u Jupiterovu blizinu i uđe u eliptičnu orbitu između putanja prirodnih satelita Kalista i Evrope. Pri tome treba da smanji brzinu, tj. ostvari tzv. „delta v“ manevar za oko 6,5 km/s. Cilj istraživanja je Evropa, pored koje treba da proleti čak 45 puta, nadletajući njenu površinu sa visine od samo 25 km! Smatra se da je proletanje bolja opcija od ulaska u orbitu oko Evrope jer je, pre svega, jeftinija (cena je 2 milijarde prema 4,3 milijardi dolara) a sonda je manje izložena radijaciji Jupiterovih Van Alenovih pojaseva u čijem se spoljnom sloju nalazi Evropa. Obilje podataka koje bude skupila pri proletanju emitova- će pri udaljavanju od Evrope i Jupitera. Masa sonde bi, po ulasku u orbitu i znatnom utroš- ku goriva, iznosila oko 4 t a energiju bi dobijala iz solarnih panela slično sondi „juno“.
Evropu bi snimala u vidljivoj svetlosti, kamerom visoke rezolucije, u cilju detaljnog mapiranja, kao i kamerom u infra-crvenoj oblasti spektra, istražujući pre svega oblasti gde ledena kora puca i izbijaju gejziri isparavajuće tečnosti iz endookeana. Vršile bi se spektrometarska analiza sastava tla i UV spektrografija u cilju pronalaženja organskih jedinjenja, soli i kiselina. Radarskim sondiranjem ledene kora sve do tečnog sloja merila bi se njena debljina, locirale pukotine i, mož- da, džepovi zarobljene slane vode u ledu. Magnetometrom bi se proučavalo magnetno polje Evrope u cilju otkrivanja električnih i hidro-mehaničkih strujanja u endookeanu, utvrđivanju njegovog saliniteta i određivanju dubine. Proučavala bi se i plazma koja okružuje Evropu a sastoji se od jona kiseonika nastalih delovanjem radijacije iz Jupiterovog pojasa. Sonda „Evropa kliper“ bi u kasnijim sve nižim proletanjima prolazila kroz oblake nastale izbijanjem gejzira a mas-spektroskopima bi se utvrđivao sastav izbačenih gasova i čvrstih čestica. „Evropa kliper“ će izbaciti i dve vrlo male sonde (tzv.cubesat) koje bi proučavale oblasti gejzira a mogle i da se, po potrebi, sruše na površinu Evrope, kao i jedna srednje veličine,tzv. „bee probe“, mase 250 kg. Sonda „bee“ treba da preleće površinu Evrope na visinama od 10 do samo 2 km, da prolazi kroz gejzirima izbačene supstance iz endookeana i utvrđuje njihov sastav masspektrometrijom, gasnom hromatografijom, i da snima u IC i UV području spektra.
Pri tome bi podatke slala „Evropa kliperu“ koji bi bio na bezbednijoj udaljenosti. Sva otkrića do kojih se bude došlo tokom misije „Evropa kliper“ poslužiće za slanje sledeće sonde, „Evropa lendera“, koja treba da se spusti na njenu povr- šinu do 2030. i iz neposredne blizine prouči pukotine iz kojih izbija voda iz endookeana. Razmatralo se da se, u misiji „Evropa kliper“, pošalje i mali lender mase 230 kg na Evropu ali je američki Kongres odlučio da to budu dve razdvojene misije. Budući lender bi imao ukupnu masu od čak 16,6 t, ali bi to bilo uglavnom gorivo u nekoliko raketnih stepena, potrebno da se obavi kočenje duboko u Jupiterovom gravitacionom polju, uđe u orbitu oko Evrope a potom i sleti na nju. „Evropa kliper“ bi, ako opstane do tada, poslužila kao relejni satelit.
Razmatra se spuštanje tipa „skycrane“, slično spuštanju rovera „kjurioziti“ na Mars ali sa znatno dužim konopcima u cilju spre- čavanja kontaminacije tla gasovima iz retroraketnih motora spuštajućeg odseka. Razmatra se i mogućnoat spuštanja malog rovera na površinu Evrope. Evropska svemirska agencija ESA planira slanje svoje sonde, Jupiterovog orbitera „juice“, koja bi, posle više proletanja, ušla u orbitu oko Ganimeda. Verovatno će biti saradnje između ESA-e i NASA-e i usklađivanja misija sondi u prostoru oko Jupitera.
NA JEZERU TEČNOG METANA
Mada sve planirane misije izgledaju vrlo ambiciozno, i po ciljevima kojima teže i po ukupnom broju, broj pretpostavljenih misija NASA-e je nekoliko puta veći. Planovi su poodmakli za buduću Saturnovu sondu, gde bi u jednoj misiji u Saturnovu atmosferu bila poslata kapsula koja bi, posle obavljenog aero-kočenja, izbacila sondu na padobranu, a „Saturn orbiter“ bi, posle više bliskih prolaska pored Enkeladisa, ušao u orbitu oko Titana. U njegovu atmosferu bi bila ubačena sonda na balonu, kao i lender koji bi se spustio na jezero tečnog metana.
Dragan Lazarević
Kompletni tekstove sa slikama i prilozima potražite u magazinu
"PLANETA" - štampano izdanje ili u ON LINE prodaji Elektronskog izdanja
"Novinarnica"
|
