Bez kategorii

Świt na planetoidach

01/08/2011

438 Wyświetlenia

0 Komentarze

11 minut czytania

Badania planetoid mogą dostarczyć informacji o początkach Układu Słonecznego. Przeprowadza je właśnie amerykańska sonda Świt.

W czasie, gdy prawie wszyscy śledzili ostatni, 135-y lot wahadłowca Atlantis (8-20 lipca 2011) czasami widząc w tym nawet cichą klęskę NASA, inny pojazd wysłany przez tę agencję zbliżał się właśnie do swego celu setki milionów kilometrów dalej. 16 lipca niejaki Dawn (Świt), największa sonda-robot wystrzelona jak dotąd przez NASA, wszedł na orbitę Westy, czyli drugiej co do wielkości planetoidy w głównym paśmie małych ciał niebieskich i okruchów krążących pomiędzy orbitami Marsa i Jowisza.

Mimo, że misja do planetoid nie ma takiego blasku i takiej oprawy propagandowej jak wcześniejsze sondy na Marsa lub do księżyców Saturna, to te małe, nieforemne, a bardzo liczne planetki krążące jak chmura kosmicznego gruzu i pyłu w miejscu, gdzie według praw astronomii (reguła Titiusa-Bodego) powinna raczej krążyć jeszcze jedna porządna planeta, od dawna wzbudzają ogromne zainteresowanie astronomów, ponieważ mogą dać wgląd w najwcześniejszą fazę rozwoju Układu Słonecznego.

Kiedy nasza życiodajna Dzienna Gwiazda powstawała jakieś 4,5 miliarda lat temu otaczał ją gruby pierścień gazu i pyłów kosmicznych. Przez następne kilka milionów lat kęsy i bryły tego pyłu krążąc zbiły się ze sobą na tyle, że uformowały osiem znanych planet naszego układu. Część brył i okruchów pozostała jednak „niezrzeszona”, skupiając się zwłaszcza w tzw. głównym pasie planetoid pomiędzy Marsem a Jowiszem, gdzie połączona grawitacja Jowisza i Saturna pościągała je – jak się wydaje – także z dalszych zakątków Układu Słonecznego. Krążąc tu w większym zagęszczeniu doznawały i doznają nadal dość częstych kolizji, co daje efekty dalszego rozbijania lub zlepiania w bryły o różnej wielkości. Żadna z nich nie zasługuje na miano planety, więc nazywa się je planetkami, planetoidami lub asteroidami. Ta ostatnia nazwa, przyjęta w języku angielskim, wydaje się najmniej stosowna, bo sugeruje bardziej ich podobieństwo do gwiazd niż do planet, co jest bzdurą. Nazwano je tak dlatego, że w teleskopie dawały nocą iskierkowate rozbłyski.

W głównym pasie planetoid krąży jakieś 1,1 – 1,9 miliona brył o średnicy przynajmniej 1 km, oraz dziesiątki milionów obiektów mniejszych. Niewielkie planetoidy, z których kilka gościło już ziemskie sondy wcześniej, to często tylko proste grudy pyłu i chondruli, czyli kulek materii skalnej stopionej w żarze młodego słońca. Właściwie nic specjalnego. Większe planetki, takie jak właśnie Westa, są dużo ciekawsze. Jest ona na tyle już duża (520 km średnicy) i gęsta, że masy tej wystarcza, aby utrzymała swój kulisty kształt, niczym prawdziwa planeta. Co ciekawsze, ma ona wyraźnie warstwową strukturę. Zebrane dotąd dowody wydają się wskazywać, że ma ona lite jądro z niklu i żelaza tak jak Ziemia oraz płaszcz z typowych pierwiastków skalnych.

Dowody te w części można wysnuć z samej masy i rozmiarów Westy, a w części pochodzą one z kawałków jej skał, które docierają na Ziemię w formie meteorytów. Uczeni, którzy je badają tu na Ziemi uważają, że są to pozostałości asteroidalnego zderzenia, które miało miejsce wiele milionów lat temu i pozostawiło na południowej półkuli Westy krater o średnicy 460 km, który dominuje w rzeźbie powierzchni i kształcie tej planetki. Skąd jednak wiadomo, że niektóre meteoryty pochodzą akurat z Westy? Ano stąd, że Westa ma zupełnie niezwykłe i charakterystyczne widmo załamania światła. Jest ono podobne do widma wielu innych, pomniejszych brył krążących w paśmie planetoid, zwłaszcza tych, które mają bardziej chaotyczne orbity od pozostałych, co sugeruje, że powstały jako odłupki w większej kolizji. Takie samo spectrum ma około 5% meteorytów spadających na Ziemię. Wyglądają one jak kawałki ziemskich skał magmowych, co sugeruje, że Westa jest podobnie jak Ziemia okryta skalnym płaszczem.

Po spędzeniu roku na orbicie Westy i wykonaniu zadanych czynności, sonda Świt wykona manewr bardzo dotąd rzadki w badaniach Kosmosu: ponownie uruchomi swe silniki i skieruje się na orbitę innej planetoidy. Będzie to Ceres, największa ze wszystkich planetoid, o średnicy 960 km, gdzie sonda Świt przybędzie w roku 2015. Będąc ciałem sporo większym od Westy Ceres ma tym bardziej kształt kulisty, a prawdopodobnie ma także rdzeń i płaszcz, aczkolwiek tenże płaszcz wydaje się być bardziej wilgotny. Jest nawet prawdopodobne, że Ceres posiada lodowe czapy na biegunach oraz cieniutką otoczkę z gazów, czyli atmosferę. Wsród planetoid Ceres jest wyjątkiem, bo miał o wiele więcej szczęścia od Westy i prawie wszystkich innych kolegów. Uniknął poważniejszych kolizji z innym bryłami, co oznacza, że nie sypnął gradem odłamków w przestrzeń kosmiczną. Na Ziemię nie docierają więc meteoryty z Ceresa, uczeni nie mają co badać i o planetce tej wciąż niewiele wiadomo. To jest powód, aby posłać tam sondę na zwiady.

Sonda Świt może wykonać wspomniany manewr przeskoczenia z jednej planetki na drugą dzięki temu, że posiada jonowe silniki rakietowe, wypróbowane w czasie jednej z wcześniejszych misji NASA tzw.Deep Space One (DS1).W odróżnieniu do rakiet konwencjonalnych, ktore stosują reakcje chemiczne o wysokiej energii spalania dla wymuszenia potężnego strumienia gorących gazów z dyszy odrzutowej rakiety, silnik jonowy używa pól elektrycznych dla przyśpieszenia naładowanych czasteczek paliwa (w tym przypadku jest to ksenon) odpychających rakietę przez wylot z tyłu. Strumień taki jarzy się intensywnym, nieziemsko niebieskim światłem.

Silnik jonowy nie ma silnego „kopa”. W przypadku sondy Świt jest to odrzut o sile około 92 milinewtonów, a zatem zaledwie 1/50 tego co odpycha średniej wielkości rakietę konwencjonalną. Jednakże prędkość wydechu jest ogromna, ponad 10 razy większa niż w przypadku odrzutu gorących gazów z reakcji chemicznej. To sprawia, że napęd jonowy jest niezwykle wydajny. Silnik jonowy nigdy nie mógłby oderwać i wynieść żadnej rakiety ponad Ziemię, bo jest za słaby aby pokonać siłę ziemskiej grawitacji, ale za to kiedy znajdzie się już poza jej zasięgiem, w Kosmosie, gdzie wszystko jest o wiele lżejsze, radzi sobie o wiele lepiej i precyzyjniej niż typowy ciężki silnik rakietowy oparty na chemicznych reakcjach paliwa, którego musiałby zresztą zabrać bardzo wiele. Sonda Świt wyniosła w Kosmos tylko 450 kg paliwa ksenonowego, ale nawet przy najsilniejszym jego spalaniu podczas przyśpieszania zużywa najwyżej ćwierć kilograma dziennie.

Przybycie sondy Świt na Westę jest też ważnym przełomem psychologicznym. Oznacza bowiem, że sztuczne, tj. zbudowane i zaprogramowane przez człowieka satelity okrążają już i badają aż osiem ciał Układu Słonecznego. Są to: Słońce, Merkury, Wenus, Ziemia, Księżyc (Ziemi), Mars, Saturn i Westa. To powinno uspokoić wszystkich, którzy tak jak niżej podpisany, są zwolennikami badań Kosmosu, i rozwiać obawy, że po zaniechaniu programu wahadłowców, ludzkość straci zainteresowanie dla dalszej eksploracji otaczającej nas przestrzeni i rozwoju wymaganej do tego techniki. Jak widać zainteresowanie trwa, choć przed badaniami Kosmosu wyrastają nowe przeszkody. Ale o tym napiszę innym razem.

Bogusław Jeznach