NASA: Powrót na Księżyc

Dzisiaj ludzka eksploracja kosmosu kończy się na lotach do stacji orbitalnej Alfa. Wisi ona nad naszą planetą ledwo w odległości 400 kilometrów. Od 1972 roku my, Ziemianie, nie wychyliliśmy dalej nosa. Posyłaliśmy tylko maszyny.

Księżyc krąży nad naszą Ziemią w odległości 380 tysięcy kilometrów. Z Ziemi trzeba lecieć do Luny trzy dni. Zapowiadany jeszcze w tej połowie wieku załogowy lot na Marsa potrwa pół roku. A przecież to tylko wizyta na podwórku najbliższego sąsiada. Do gwiazd jest z Ziemi niewiarygodnie daleko.

Wyścig lunarny

Drugi w historii ery kosmicznej wyścig na Księżyc właśnie się rozpoczął. Po ponad trzech dekadach od lotu Apollo 17 ludzie zapragnęli znowu objąć panowanie nad naturalnym satelitą Ziemi. I poszukać tam skarbów.

Próbnik Europejskiej Agencji Komicznej o nazwie Smart 1 już wisi nad Luną, szukając miejsc na przyszłą ludzką bazę. W przyszłym roku do wysłania księżycowych sond szykują się Indie (Chandrayaan 1) i Japonia (dwa próbniki na pokładzie jednego orbitera Selene). Rok później na Srebrny Glob poleci amerykański Lunar Leconnaissance Orbiter (LRO), żeby wykryć z niskiej orbity możliwe pokłady surowców, przydatnych w budowie i przetrwaniu przyszłej stacji.

Niezależnie na Księżyc ma dotrzeć chińska sonda badawcza Chanqe 1. W 2010 Chiny zamierzają posłać tam zdalnie sterowany pojazd eksploracyjny, typu sowieckiego "łunochoda". A dekadę później być może swych taikonautów, czyli chińskich kosmonautów.

W roku 2018 Stany Zjednoczone wyślą na Księżyc czwórkę astronautów. A potem zaczną budować stałą bazę załogową na powierzchni naturalnego satelity.

NASA planuje dwa loty miesięcznie z wyposażeniem dla przyszłej kolonii i kopalni na Srebrnym Globie.

Dziecko Ziemi

Do niedawna uważano, że Księżyc jest samodzielnym ciałem niebieskim, które zostało przechwycone dawno temu przez ziemskie pole grawitacyjne. Inna hipoteza głosiła, że Księżyc powstał z odłamków materii wielokrotnie odrywanych od młodej, znacznie mniejszej i jeszcze niecałkowicie uformowanej Ziemi. Jednakże wtedy obecny satelita naszego globu byłby znacznie bogatszy w żelazo niż jest w istocie.

Najnowsze symulacje komputerowe naukowców z Southwest Research Institute w Kolorado i Uniwersytetu Kalifornijskiego, wskazują, że około 4,5 miliarda lat temu w całkowicie już uformowaną kulę ziemską uderzyło z dużą mocą ciało o wielkości Marsa, wyrywając z naszej planety wielki odłamek, który potem stał się Księżycem. Nasz satelita jest prawie nieaktywny tektonicznie, a skład gleby i skał jest podobny do ziemskiego. Księżyc ma szczątkową atmosferę. Luna jest więc najprawdopodobniej dzieckiem Ziemi.

Dlatego zwolennicy programu ponownego badania naszego naturalnego satelity wierzą, że na Księżycu odkryjemy ślady początków życia na naszej planecie.

Prywatnie na Srebrny Glob?

Dzisiaj wydaje się, że najpoważniejszym rywalem Amerykanów w wyścigu do ponownego zdobycia Srebrnego Globu są Chiny. Ale do wyścigu USA, Europejczyków, Chińczyków, Hindusów i Japończyków może włączyć się skutecznie także sektor komercyjny. Już kosmicznym turystom oferuje się podróż dookoła Srebrnego Globu za 100 mln dolarów od osoby. Niedawny sukces prywatnego statku SpaceShipOne, który wzleciał na wysokość stu kilometrów (i zdobył warte 10 mln wyróżnienie Ansari X-Prize) natchnął NASA do ufundowania kolejnej nagrody tego typu. Dwa i pół miliona dolarów mają otrzymać osoby, które skonstruują kosmiczny lądownik. Szczegóły konkursu ogłoszono kilkanaście dni temu. Pojazd zgłoszony do konkursu musi wystartować pionowo, wzlecieć na co najmniej 50 metrów w górę, zawisnąć w powietrzu przez półtorej minuty i wylądować z powrotem dokładnie w miejscu położonym o sto metrów dalej. A potem powtórzyć wszystko raz jeszcze. Prezentacje odbędą się w październiku tego roku na X-Prize Cup Expo w Meksyku.

Komercyjna wersja konkursowego SpaceShipOne już stała się wzorem dla floty prywatnych kosmolotów turystycznych, budowanych przez Virgin Atlantic Airways. Czy prywatny lądownik planetarny zainteresuje menedżerów z wielkich koncernów, które na własną rękę będą chciały zdobywać kosmos?

Po co na Srebrny Glob?

Przystanek w drodze na Marsa, osobiste ambicje prezydenta George'a W. Busha, cele polityczne USA, badania naukowe, udowodnienie światu, że Stany Zjednoczone są najpotężniejszym mocarstwem świata

- to wszystko razem pewnie spowodowało, że dwa lata temu szef Białego Domu ogłosił nowy program dla NASA. Głównymi celami na najbliższe lata miała być kolonizacja i eksploracja Księżyca oraz wyprawa załogowa na Czerwoną Planetę.

Jeśli nie wiadomo o co chodzi naprawdę, chodzi o pieniądze. Harrison Schmitt, członek załogi Apollo 17 uważa, że księżycowa gorączka, która owładnęła Ameryką i resztą świata, to pościg za jedną "marchewką". Ma ona zarówno wymiar finansowy, środowiskowy, jak i związany z bezpieczeństwem narodowym. Nazywa się... hel 3. Ze Schmittem zgadza się wielu ekspertów.

Od milionów lat naładowane energią cząsteczki wiatru słonecznego uderzały w powierzchnię Księżyca. Ich moc zmagazynowana jest niejako w sypkich cząsteczkach gleby. Propagatorzy wykorzystania helu 3 twierdzą, że na Księżycu pieniądze leżą pod stopami. Wystarczy je tylko pozbierać. Tona helu 3 warta jest cztery miliardy dolarów.

Astronauci amerykańscy stwierdzili obecność helu 3 na Księżycu już w roku 1969. Ale przez prawie dwadzieścia lat nikt nie skojarzył bogactwa złóż lunarnych z poszukiwaniem idealnego izotopu, który mógłby zostać wykorzystany w fuzji atomowej.

Hel 3 został odkryty jeszcze w 1939 roku przez Louiego Alvareza i Roberta Cornoga. Od tego czasu tylko kilkaset kilogramów tego izotopu pojawiło się na Ziemi, głównie jako produkt uboczny przy wytwarzaniu broni nuklearnej. Naukowcy twierdzą, że hel 3 potencjalnie mógłby być perfekcyjnym paliwem przyszłości. Nie zanieczyszczającym powietrza, bardzo wydajnym i nie niosącym zagrożenia radioaktywnego.

Bo hel 3 praktycznie nie jest radioaktywny.

Cząsteczka tego izotopu znanego nam helu (gazu lżejszego od powietrza i używanego np. do wypełniania balonów) składa się z dwóch protonów i jednego neutronu. Reaktor doprowadzający do fuzji helu 3 i deuteru (jeden proton, jeden neutron) emituje około jednego procenta radioaktywnych neutronów, które powstają przy fuzji deuteru i trytu.

Hel 3 mógłby być doskonałym paliwem dla elektrowni wytwarzających energię z wykorzystaniem fuzji atomowej wysoce efektywnym i bardzo bezpiecznym. Zdaniem ekspertów elektrownię wykorzystująca fuzję helu 3 i deuteru można by spokojnie postawić w środku dużego miasta. Z tego też względu hel 3 nadawałby się też idealnie do napędzania statków kosmicznych.

Szacuje się, że na Księżycu jest około jednego miliona ton helu 3. Wystarczająca ilość, żeby zaspokoić potrzeby energetyczne Ziemi na tysiące lat. Tylko 25 ton tego cudownego izotopu (czyli tyle ile mieści się w ładowni promu kosmicznego) wystarczyłoby całym Stanom Zjednoczonym na rok, twierdzi Harrison Schimtt, były członek załogi Apollo 17, a obecnie jeden z badaczy Fusion Technology Institute.

Duch Luny

W przyszłym roku doczekamy się 35. rocznicy ostatniego lotu księżycowego załogowego programu Apollo. W 1972 roku ostatni z dwunastu amerykańskich astronautów stanął na Księżycu.

Pierwszym był Neil Armstrong, członek załogi Apollo 11. Odcisnął ślad swego buta w księżycowym pyle 20 lipca 1969 roku. Już w listopadzie, czyli raptem cztery miesiące po powrocie zdobywców Księżyca, wystartowała kolejna misja lunarna Apollo 12. W sumie w ciągu trzech lat 1969 - 1972 na Księżycu wylądowało sześć załóg amerykańskich.

Projekt Apollo był odpowiedzią Stanów Zjednoczonych na sukcesy Związku Radzieckiego. Po lotach na orbitę (pierwszy w historii Jurij Gagarin) Rosjanie zabrali się za Księżyc. W 1959 roku Łuna-3 przesłała zdjęcia niewidocznej strony Luny. Łuna-9 w 1966 roku wylądowała na powierzchni i przesłała zebrane dane na Ziemię.

Mimo iż do lotu przygotowane były trzy następne jednostki startowe Saturn 5 i moduły załogowe Apollo - amerykański program badań Księżyca przerwano w 1972 roku. Brakowało funduszy, a NASA chciało stawiać na wahadłowce. Dzisiaj inżynierowie dziwią się, że przy tak prymitywnej technologii i raczkującej elektronice udało się z sukcesem odbywać loty na Księżyc. Gigantyczne Saturny 5 w porównaniu do obecnych wahadłowców wyglądają jak cud bezawaryjności (wyłączając pechowy lot Apollo 13).

Poza Amerykanami do tej pory żaden przedstawiciel innej narodowości nie stanął na powierzchni Luny. Za to jeden z Ziemian został tam pogrzebany. To Eugene Shoemaker, jeden z najznamienitszych światowych astrogeologów, który zginął w wypadku samochodowym w Australii. Jego prochy (zamknięte w maleńkiej kapsułce) umieszczono na pokładzie sondy księżycowej Lunar Prospector, która w 1998 roku planowo roztrzaskała się w jednym z kraterów na powierzchni naszego naturalnego satelity. Shoemaker w młodości marzył, aby zostać astronautą, ale odrzuciła go komisja NASA z powodów zdrowotnych.

Apollo na sterydach

Być może kiedyś dostaniemy się na Księżyc z wykorzystaniem wielkiego działa czy procy, jak prorokował pisarz Juliusz Verne. Nad grawitacyjną procą (która mogłaby transportować kontenery z zaopatrzeniem dla lunarnej bazy) pracują już naukowcy z USA i Wielkiej Brytanii.

Czwórka astronautów NASA, która za dwanaście lat ma polecieć na Księżyc, zostanie tam wysłana na pokładzie całkowicie nowego pojazdu. Koszty całego księżycowego projektu prezydenta George'a W. Busha szacuje się na 104 mld dolarów. Program Apollo kosztował niespełna 25 mld dolarów.

Szef NASA, Mike Griffin nazywa nową amerykańską technologię rakietową - "Apollo na sterydach". Okazało się, że nadal bazą dla nowych rakiet będzie unowocześniony Saturn 5. W koncepcji wykorzysta się także wiele części i podzespołów z wahadłowców, aby zmniejszyć koszty. Projektanci tłumaczą się, że rakiety muszą wyglądać podobnie, bo "fizyka atmosfery nie zmieniła się od lat 70.".

Dotychczasowe promy zostaną wycofane ze służby w NASA w 2010 roku. Zastąpi je nowy pojazd CEV (Crew Exploration Vehicle), przypominające moduł załogowy Apollo, tylko trzy razy większy. Na orbitę wyniesie go czterostopniowa rakieta na paliwo stałe. CEV ma bez problemów przetransportować czterech astronautów na Księżyc.

Miesiąc wcześniej ładunek towarowy (wraz z lądownikiem księżycowym) znajdzie się na orbicie naszej planety. W górę moduł załogowy ma wynieść potężniejsza konstrukcja nośna złożona z powiększonego zbiornika paliwowego promu i dwóch rakiet na paliwo stałe. Zapewnią udźwig 125 ton metrycznych, czyli półtora raza tyle, ile waży wahadłowiec.

Stamtąd ładunek zabiorą astronauci, podczepią do swego CEV i tak wyruszą na Księżyc.

Wszyscy czterej opuszczą się na powierzchnię Luny w lądowniku. Pozostaną na Księżycu przez siedem dni. Potem wystartują i zadokują do CEV. Ruszą z powrotem na Ziemię. Kapsuła wyląduje na spadochronie na suchym lądzie. Będzie mogła być wykorzystywana dziesięciokrotnie (w kolejnych startach).