ISTRAŽIVANJE SVEMIRA

Dragan Lazarević

Kosmičke sonde

Sve bliže budućnosti

Istraživanje Sunčevog sistema kosmičkim sondama je, tokom šest decenija razvoja, od lansiranja prvih „lunjika“, postalo najuspešnija oblast astronautike; zahvaljujući podacima koje sonde šalju ova oblast predstavlja jednu neprekidnu naučnu revoluciju i stalno proširenje saznanja o našem bližem kosmičkom susedestvu.

Iskustva misija prehodnih sondi i nove mogućnosti nauke i tehnologije predstavljale su osnovu za projektovanje složenijih budućih sondi, sa ambicioznijim programima istraživanja svetova ka kojima će biti lansirane. Projektovanje, izrada i priprema kosmičke sonde je proces koji traje nekoliko godina mada se uglavnom oduži i preko decenije. Sada se projektuju sonde koje će poći na svoje misije tek sredinom naredne decenije a probijanje postavljenih rokova za završetak izrade i lansiranje usled nepredviđenih problema je u astronautici postalo normalna pojava. Primena novih tehničkih rešenja u cilju ostvarenja do sada neostvarenih poduhvata gotovo redovno dovodi i do sagledavanja problema koji se nisu videli pre početka realizacije. Ponekad, ti problemi dovedu do izmene projekta ili čak i do odlaganja za neko buduće vreme.
Raspoloživa finansijska sredstva su jedan od presudnih faktora koji ograničava ambicije i želje kosmičkih agencija jer, ako se unapred ne usklade, može doći do produžetka izrade ili obustavljanja projekta. Kosmičke agencije, i pored svih teškoća, veoma ambiciozno i optimistički najavljuju slanje više od  dvadeset raznih kosmičkih sondi do kraja naredne decenije.

Sonde za Mesec, Sunce, Merkur i Veneru

Najbliži cilj u kosmosu je Mesec i putovanje do njega se može obaviti za manje od tri zemaljska dana, što omogućava da se kosmičke sonde, Mesečevi orbiteri i lenderi planiraju i ostvare za neko bliže vreme. To zavisi i od iskustva kosmičke agencije neke države sa prethodnim misijama.
Spuštanjem lendera „change 4“ na Mesečevu stranu suprotnu od Zemlje, Kina je zauzela vodeće mesto u istraživanju našeg prirodnog satelita. Sledeći korak će biti slanje sonde „change 5“ koja treba da dopremi uzorke Mesečevog tla na Zemlju. Ta bi se misija već ostvarila da nije bilo zastoja u razvoju rakete nosača „dugi marš 5“.
Japanska agencija JAXA planira slanje 2021. malog lendera „slim“ koji bi se spustio na površinu Meseca sa preciznošću od 100m, sa  malim vozilom koje bi se usmerilo do otvora jedne od Mesečevih vulkanskih pećina.
NASA planira slanje orbitera „lunar flashlight“ koji bi, na manjoj visini, preletao polarne kratere na čije dno Sunčeva svetlost nikada ne pada. Obasjavanjem njihovog dna jakim izvorom svetla  proučavale bi se njihove hemijske i fizičke odlike.
Mesečeve orbitere i lendere planiraju da šalju i Indija, ESA, Rusija i Izrael. SAD nameravaju da, u okviru programa „Artemis“, posle više od pet decenija, vrate svoje astronaute na Mesec sredinom naredene decenije i postepeno uspostave stalnu naseljenu bazu koja bi preuzela glavnu ulogu u istraživanju Meseca. Pre spuštanja modula sa ljudskom posadom, teren će biti istražen sondama-lenderima koje će kasnije preuzeti ulogu snabdevanja baze (projekt „Blue Moon“). Slične ambicije imaju i Kina, Rusija, ESA i Japan pa je verovatno da će doći do međunarodne saradnje u cilju lakšeg ostvarivanja bliskih ciljeva.

Ka Suncu je upućena sonda NASA-e „parker solar probe“ koja će se postepeno približavati Suncu prolascima pored Venere, do rastojanja od 6,9 miliona km, što će dostići 2025. Sonde sa sličnim zadatkom planiraju da lansiraju 2020. i ESA „solar orbiter“), Rusija („intergelio zond“) i Indija („aditya L1“). Prolascima pored Venere ka Merkuru usmerava se i sonda ESA-e „bepikolombo“  u čiju orbitu će stići 2025.
Veneru će istraživati indijski „venus orbiter“ 2023. a NASA planira slanje sonde ka Veneri 2024. koja bi nosila sletni odsek-lender i avion za ispitivanje gornjih slojeva atmosfere. Za 2025. Ruska kosmička agencija „RKA“ namerava da pošalje sondu „venera D“ koja bi spustila lender i balon-sondu za istraživanje Venerinog oblačnog sloja.

Pohod na Mars se nastavlja

Mars je, tokom dve poslednje decenije, bio najintenzivnije istraživan svet Sunčevog sistema. Naredne godine ka njemu će biti lansirana nova NASA-ina naučna laboratorija-rover „msl 2“, rađena na osnovu rovera „kjurioziti“ koji je na Marsu od 2012. a biće u funkciji bar još jednu deceniju. Novi „msl“ rover poneće i minijaturni dron-helikopter pomoću kojeg će, snimanjem sa visine, određivati trasu kretanja.
ESA će, u saradnji sa RKA, 2020. lansirati, u misiji „Exo-Mars“ sopstveni rover sa ciljem da istražuje tragove pretpostavljenog nekadašnjeg mikrobiloškog života. Lansiranje će se obaviti ruskom raketom a sletni modul-lender će takođe biti ruske proizvodnje.
Kina namerava da pošalje orbiter oko Marsa i mali rover „hx-1“ a Indija orbiter „manglayaan 2“ koji bi se aerokočenjem spustio na nisku orbitu u cilju detaljnog snimanja površine.
Japanska JAXA priprema misiju „MMX“ koja će ući u orbitu oko Marsa 2025. i snimati ga, proletanjem ispitivati njegov mesec Deimos, sleteti na Fobos, uzeti uzorke tla i dopremiti ih na Zemlju.
NASA, u saradnji sa ESA-om, za 2025. planira  misiju Marsovog lendera koji bi poslao uzorke tla na Zemlju i orbitera „nemo“ koji bi snimao i obavljao relejnu ulogu i prenosio podatke laserskim emitovanjem na Zemlju. Marsov orbiter planiraju da pošalji i Ujedinjeni Arapski Emirati u saradnji sa NASA-om.
Konačan cilj NASA-e je da dopremi na Zemlju uzorke Marsovog tla u misiji „Mars sample return“, ali za sada nema tehnički određenog projekta kojim bi se to obavilo. Ta misija bi trebalo da predstavlja poslednju pripremu za slanje kosmičkog broda sa posadom koja se planira za kraj 2030.tih godina.

Misije ka asteroidima i kometama

Misije istraživanja bliskih asteroida Ryugu i Benu se uspešno odvijaju sondama JAXA-e „hayabusa 2“ i NASA-e „osiris rex“ sa ciljem dopremanja uzoraka tla na Zemlju.
NASA planira misiju „Neart Scout“ koja bi sa Zemljine orbite registrovala približavanje nekog malog asteroida a potom krenula da proleti pored njega..
Misije NASA-e na udaljenije asteroide su pripremljene. Sonda „lucu“ treba da 2021. krene u dugu misiju proletanja pored tzv. Trojanskih asteroida u Jupiterovim Lagranževim tačkama L4 (3 asteroida, stiže 2027) i L5 (2033. istražiće 2 asteroida).
Sonda „dart“ treba da 2021-22. poleti ka asteroidu Didymos, u koji će udariti - a prateća sonda „licia“ će snimiti sudar.
NASA namerava da 2023. lansira ka velikom metaličnom asteroidu 16 Psyhe istoimenu sondu, u čiju orbitu će stići 2026.
JAXA će 2022. lansirati sondu „destiny“ koja bi 2026. proletela pored asteroida (ili jezgra stenovite komete) 3200 Phaeton.
ESA planira da pošalje ka nekoj još neodređenoj kometi sondu „comet interceptor“ a usaradnji sa NASAom se razmatra i misija dopremanja na Zemlju uzoraka već istražene komete Čirjumov-Gerasimenko.

Invazija na Jupiterove ledene satelite

ESA planira slanje sonde „JUICE“ (Jupiter Ice moons Explorer) sa ciljem da uđe u orbitu oko Jupitera i istražuje njegove ledene satelite Kalisto, Ganimed i Evropu, kao i sam Jupiter i kosmički prostor oko njega. Lansiranje bi se obavilo 2022. raketom „arijane 5“. Ova sonda bi korišćenjem tzv. „gravitacione praćke“ bliskim prolazima pored Venere, Zemlje (3 puta) i Marsa konačno ušla u orbitu oko Jupitera 2029. Prolascima pored Ganimeda, Kalista i Evrope konačno bi ušla u orbitu oko Ganimeda 2032. tj. postala bi njegov satelit. Postepeno bi spustila visinu orbite na oko 500 km a misiju istraživanja ovog najvećeg prirodnog satelita u Sunčevom sistemu završila bi se oko 2034. obrušavanjem na njegovu površinu.
Rusija je pokazala interes za učešće u ovom projektu, izgradnjom malog lendera za spuštanje na površinu Ganimeda i ponudom sopstvenog nuklearnog RTG izvora električne energije umesto planiranih solarnih panela (koji su na toj udaljenosti male efikasnosti a i osetljivi su na radijaciju u Jupiterovim Van Alenovim pojasevima). Pregovori o tome su u toku (podrazumeva se da, ako se primeni RTG, isključeno je obrušavanje na površinu Ganimeda).

Glavna misija NASA-e u narednoj deceniji biće sonda, tj. Jupiterov orbiter „europa clipper“. Lansiranje treba da se obavi 2023. (ako ne dođe do odlaganja) džinovskom raketom „sls“. Posle četiri godine, ući će u orbitu oko Jupitera, približno na rastojanju njegovog satelita od Evrope. Tokom 45 proletanja pored Evrope vršiće složena istraživanja ovog sveta manjeg od Zemljinog Meseca ali za koji se veruje da ispod ledene kore krije tečan omotač tzv.endookean. U njemu su fizički uslovi slični onima na dnu Zemaljskih okeana, što upućuje na  mogućnost postojanja nekih oblika života. Sonda „europa clipper“ će preletati na maloj visini pukotine u kori Jupiterove Evrope iz kojih izbijaju gejziri vode (i drugih jedinjenja rastvorenih u njoj) proključale u vakuumu i analizirati njihov hemijski sastav a slaće i male sonde na visinu od samo 2 km od tla.
Rezultati ovih istraživanja će biti osnova za sledeću misiju u 2030-tim godinama, za slanje lendera (verovatno i rovera na) površinu Jupiterove Evrope, u blizini neke pukotine u ledenoj kori iz koje izbijaju gejziri. Ako se u njima otkriju tragovi organskih jedinjenja, verovatno će uslediti, za dve decenije, misija spuštanja minijaturnog robota-nuklearne podmornice kroz pukotinu u Evropin endookean i potraga za mogućim životom (što je za sada vizija koja pripada naučnoj fantastici).

Titanov vilinski konjic

Neki planovi za kosmičke sonde koje NASA priprema za narednu deceniju, u okviru programa „New Frontiers“ takođe liče na doskorašnje vizije naučne fantastike - ali u pitanju su ozbiljni projekti, u okvirima postojećih naučno-tehničkih mogućnosti. Najambiciozniji projekt je slanje sonde-kvadrokoptera „dragonfly“ (vilinski konjic) na Titan. Lansiranje bi se obavilo 2025. a u Titanovu atmosferu kapsula prečnika 3,7 m sa kvadrokopterom stigla bi 2034. Posle aerodinamičkog kočenja tokom spuštanja padobranom, kvadrokopter bi se odvojio od gornje školjke kapsule  i, radom svoja 4 para elisa (prečnika po 1 m) meko se spustio na Titanovo tlo.
Propelere bi pokretali elektromotori snabdevani strujom iz litijumskih akumulatora koji bi se punili iz RTG nuklearnog izvora. Punjenje bi se obavljalo tokom 8 naših dana, tj. dugih noći na Titanu a letovi tokom dana, kada je svetlost oko hiljadu puta slabija od podnevne svetlosti na Zemlji. Takva svetlost na Titanu je oko 500 puta jača od sjaja punog Meseca na Zemlji, što je sasvim dovoljno za snimanje.
Kroz hladnu azotnu Titanovu atmosferu (-180º C) sa pritiskom od 1,45 bar i četiri puta gušćom od Zemljine, ovaj oblik letenja je najpogodniji jer je i gravitacija 7 puta manja od Zemljine. Letelica će se kretati brzinom od 36 km/h i penjati do visine od 4 km.Posle preleta od nekolioko desetina km, spuštaće se u oblasti od posebnog naučnog interesa, kao što su: udarni krateri, izlivi ledenih vulkana ili naslage organskih materija, što je prva oblast u koju treba da se spusti (nazvana Shangri-la). Naučna laboratorija koju će kvadrokopter nositi treba da ustanovi do kog je stepena stigla predbiološka hemija dok se Titan nije potpuno smrznuo i možda posredno da odgovor na pitanje o nastanku života na Zemlji.
Svi ovi projekti budućih sondi izgledaju daleko i sa neizvesnim ishodom. Ali, uspesi dosadašnjih misija daju nadu da će se i oni završiti uspešno i dati odgovore na pitanja zbog kojih se i preduzimaju.

Dragan Lazarević

Kompletni tekstove sa slikama i prilozima potražite u magazinu
"PLANETA" - štampano izdanje ili u ON LINE prodaji Elektronskog izdanja
"Novinarnica"