Ślady po wizycie Ziemian

Gdy 64 lata temu Sputnik-1 jako pierwszy obiekt stworzony ręką człowieka zaczął okrążać Ziemię, rozpoczęła się era eksploracji Kosmosu. Zaczęliśmy sięgać dalej i śmielej, od bliskiego sąsiedztwa Ziemi, poprzez Księżyc i planety, aż poza granice Układu Słonecznego. Jednak działalność zdobywców zwykle nie pozostaje bez wpływu na zajmowany teren. Dlatego wiele miejsc poza Ziemią, które odwiedzili ludzie lub wysłane przez nich pojazdy, będą nosiły ślady naszej obecności jeszcze przez wiele setek i tysięcy lat.

Wszędzie śmieci

Pierwszy krok w Kosmos postawiliśmy na orbicie okołoziemskiej, dlatego to właśnie tam znajduje się najwięcej naszych śladów. Szacuje się, że od początku lotów kosmicznych ludzie umieścili na orbicie ponad 8300 satelitów, z czego znajduje się tam nadal ok. 5000. Pozostałe obiekty w większości dokonały kontrolowanego obniżenia orbity, powoli wpadając w atmosferę i ulegając spaleniu. Deorbitacja to najprostszy sposób pozbycia się śmieci z najbliższego sąsiedztwa. Niestety, trudno go w pełni kontrolować, dlatego obiektów na orbicie jest coraz więcej, a jej zaśmiecenie staje się coraz większym problemem. Dotyczy to nie tylko nieaktywnych satelitów, ale też najróżniejszych śmieci: rękawic od skafandrów kosmicznych, kamer czy worków z odpadkami z Międzynarodowej Stacji Kosmicznej. Każdy z tych obiektów stanowi potencjalny pocisk, który może uderzyć w inny pojazd lub satelitę. Kolizja zaś oznacza nie tylko zniszczenie cennego obiektu, ale także powstanie dużej liczby nowych śmieci. Na ten problem już wiele lat temu zwrócił uwagę amerykański astrofizyk z NASA D. Kessler. Z jego symulacji wynika, że po przekroczeniu pewnej granicy gęstości obiektów na orbicie ryzyko kolizji szybko rośnie i może zagrozić bezpieczeństwu lotów orbitalnych, w tym także stałej obecności ludzi na orbicie na Międzynarodowej Stacji Kosmicznej.

Na szczęście jak dotąd do poważnej kolizji na orbicie doszło tylko raz: 10 lutego 2009 roku zderzyły się dwa satelity: nieaktywny rosyjski Kosmos 2251 oraz działający Iridium-33, będący elementem konstelacji telekomunikacyjnej. Ale liczba obiektów i zagrożenie z nimi związane ciągle wzrastają. Czy temu ryzyku można zaradzić? Czołowe agencje kosmiczne, NASA i ESA, prowadzą katalog orbitalnych śmieci o średnicy powyżej 1 cm, które mogą stanowić zagrożenie. Na jego podstawie m.in. prowadzone są obserwacje stabilności orbit, obliczane są kursy kolizyjne. Dodatkowo wprowadzono zmiany w konstrukcji satelitów i rakiet, np. aby ich zużyte fragmenty nie zawierały paliwa i aby możliwie szybko spadały w atmosferę, w której ulegną zniszczeniu. Mamy tu i polski akcent: satelity studenckie PW-Sat i PW-Sat2 prowadziły eksperymenty z kosmicznym żaglem, który zwiększałby opór atmosferyczny, przyspieszając deorbitację satelity. Mimo tych działań kosmiczne śmieci w najbliższym sąsiedztwie Ziemi będą stanowiły coraz poważniejszy problem.

Lądowanie na Marsie

Na szczęście sytuacja w przypadku sond międzyplanetarnych wygląda trochę lepiej. Odległości pomiędzy obiektami oraz ich znacznie mniejsza liczba powodują, że prawdopodobieństwo ich zderzenia się jest w zasadzie zerowe, dlatego nie stanowią one istotnego niebezpieczeństwa. Wiele sond badających poszczególne planety, zwłaszcza w początkowym okresie badań Kosmosu, zostało zniszczonych z powodu rozbicia o powierzchnię Marsa, Wenus, a nawet naszego Księżyca. Z niektórymi wiążą się ciekawe historie. Para lądowników Mars Polar Lander i Mars Climate Orbiter, które miały współpracować w badaniu Marsa, rozbiła się w 1999 roku w odstępie 2,5 miesiąca. W przypadku jednego przyczyną był błąd oprogramowania, który spowodował wyłączenie silników hamujących na wysokości 40 metrów, w wyniku czego lądownik swobodnie spadł, ulegając całkowitemu zniszczeniu. Drugi przypadek przeszedł do annałów astronautyki ze względu na banalny błąd w obliczeniach: kontrola lotów posługiwała się funtem jako jednostką siły, natomiast lądownik zaprogramowano w niutonach. Różnica spowodowała stopniową zmianę trajektorii lotu, w wyniku której sondę i kilkaset milionów dolarów, jakie na nią wydano, stracono.

Na szczęście takie przygody to jednak margines. W 1996 sukcesem zakończyła się misja orbitera Pathfinder oraz łazika Sojourner – pierwszego pojazdu sterowanego zdalnie z innej planety. Wprawdzie przejechał on po marsjańskim gruncie zaledwie ok. 100 m, jednak wyniki jego pracy stanowiły przełom w badaniu Marsa i zapoczątkowały serię znacznie dłuższych i bardziej skomplikowanych misji. Fikcyjne rozwinięcie losów tego łazika przedstawiono w filmie „Marsjanin”, w którym bohater ożywia go, aby móc skomunikować się z Ziemią.

W ślad za Pathfinderem NASA wysłała na Marsa kolejne łaziki: Spirit, Opportunity i Perseverance. Pierwsze dwa, po wieloletniej eksploracji Marsa, umilkły już na zawsze. Przyczyną nie była awaria czy wyczerpanie źródła energii: najprawdopodobniej w wyniku burzy piaskowej ich panele słoneczne zostały pokryte warstwą pyłu. Niestety, w pobliżu nie ma nikogo, kto by je przetarł.

Archeolodzy z kosmosu

Spośród dostępnych sposobów pozbycia się niepotrzebnej już sondy kosmicznej rozbicie jej o planetę to w większości przypadków najlepsze rozwiązanie. Czasem jednak trzeba poszukać innego pomysłu. Sonda Cassini przez 13 lat krążyła wokół Saturna – gazowego olbrzyma z systemem pięknych pierścieni. W ramach misji dostarczyła także lądownik Huygens na powierzchnię największego księżyca Saturna – Tytana, dzięki czemu możliwe było wykonanie pierwszych fotografii z powierzchni satelity innej planety niż Ziemia. To właśnie Tytan i inny księżyc, Enceladus, są obiektami szczególnej troski ze strony astronomów. Według ich przypuszczeń na powierzchni tych księżyców może potencjalnie istnieć forma życia, dlatego za wszelką cenę starano się zapobiec przypadkowemu rozbiciu się o nie sondy. Z tego powodu, gdy wyczerpała ona paliwo do silników korekcyjnych, podjęto decyzję o zakończenie misji poprzez skierowanie sondy bezpośrednio w kierunku Saturna. Wielki finał miał miejsce w 2017 roku, a sonda do końca przesyłała obrazy i dane zebrane podczas przechodzenia przez gęstniejącą atmosferę planety. Z uwagi na wysoką temperaturę i ciśnienie wewnątrz gazowego giganta sonda uległa dezintegracji i spłonęła.

Nieco inne wyzwanie stanęło przed misją sondy Rosetta. Jej celem była głowa komety – ciała niewielkiego, podlegającego znacznym wahaniom temperatury i w efekcie bardzo kapryśnego. Rosetta musiała najpierw wejść na orbitę komety, potem precyzyjnie obniżyć pułap, a na końcu opuścić na jej powierzchnię lądownik Philae. Ze względu na znikomą grawitację komety jest to operacja znacznie trudniejsza i bardziej ryzykowna niż lądowanie na planecie, jednak zakończyła się ona niemal pełnym sukcesem. Niemal, ponieważ lądownik wielokrotnie koziołkując i odbijając się od powierzchni, przypadkiem wylądował w miejscu o bardzo niskim nasłonecznieniu, co znacznie skróciło czas jego pracy. Na szczęście udało się jednak odczytać wszystkie zebrane informacje.

Jednak nie wszystkie sondy międzyplanetarne zakończyły swoje badania w tak drastyczny sposób. Pięć obiektów: Voyager 1 i 2, Pionier 10 i 11, a także najnowsza sonda New Horizons odgrywają rolę butelki wrzuconej do oceanu wraz z ukrytą w środku wiadomością. Po zrealizowaniu swoich programów badawczych związanych z przelotem wokół planet Układu Słonecznego pomknęły ku jego rubieżom. Niektóre z nich minęły już obszar przeważającego oddziaływania Słońca i zmierzają przez pustą przestrzeń w kierunku innych gwiazd. Dotrą do nich za setki tysięcy i miliony lat, gdy nie będą już w stanie przesłać na Ziemię żadnej wiadomości. Do tego czasu wyczerpią się ich wewnętrzne zapasy energii. Dlatego wyposażono je w tabliczki z przesłaniem od Ziemian i podstawowymi informacjami o naszej planecie, które kiedyś być może odczytają przedstawiciele pozaziemskich cywilizacji. Może nawet kosmiczni archeolodzy. I może tak jak ci pracujący na Ziemi, którzy próbują odczytać egipskie hieroglify, ci kosmiczni też będą się zastanawiać, co oznaczają te rysunki i znaczki. •