W poniedziałek planowany jest start misji Artemis I – pierwszego z lotów, które mają doprowadzić do powrotu astronautów na Księżyc, a później założenia tam stałej bazy. Uprzedzając astronautów, w specjalnej kapsule ku Księżycowi polecą Campos, Helga i Zohar – trzy manekiny.

Start z Przylądka Canaveral na Florydzie planowany jest po godzinie 14.33 polskiego czasu. Wtedy rozpoczyna się dwugodzinne okno startowe.

Artemis to nazwa amerykańskiego programu lotów kosmicznych, który realizują NASA, firmy prywatne, a także partnerzy międzynarodowi, m.in. Europejska Agencja Kosmiczna (ESA). Celem programu jest ponowne wysłanie ludzi na Księżyc. Projekt rozpoczął się pod koniec 2017 roku.

Astronauci po raz pierwszy spacerowali po powierzchni Księżyca w 1969 roku, a po raz ostatni w 1972 roku. Od tamtej pory na Księżycu lądowały już tylko sondy bezzałogowe. Łącznie po Srebrnym Globie chodziło zaledwie 12 ludzi. Po około 50 latach amerykańska agencja kosmiczna chce wznowić załogową eksplorację Księżyca, a nawet założyć tam bazę.

Artemis I jest pierwszą z serii coraz bardziej skomplikowanych misji związanych z załogową eksploracją Księżyca. Celem tego pierwszego lotu będzie praktyczne przetestowanie statku kosmicznego Orion. Nie będzie w nim astronautów, lot będzie w pełni bezzałogowy, aczkolwiek w ramach testów w fotelu dowódcy „usiądzie” manekin o imieniu Campos (imię na cześć inżyniera Arturo Camposa, który miał znaczny wkład w misję Apollo i lądowanie ludzi na Księżycu), „wspierany” przez dwa inne manekiny – Helgę i Zohara.

Statek Orion przeleci wokół Księżyca, a kapsuła zbliży się do jego powierzchni na odległość około 100 km. Następnie zaplanowany jest powrót na Ziemię. Start misji ma nastąpić 29 sierpnia 2022 r., a całość potrwa kilka tygodni.

Następna misja Artemis II będzie już załogowa. Czworo astronautów obleci Księżyc na wysokości 8900 km nad powierzchnią. Powinno to nastąpić w 2024 roku. Potem, w 2025 roku, będzie już lądowanie na powierzchni w okolicach południowego bieguna Księżyca (dwoje astronautów pozostanie na orbicie, a dwoje wyląduje i spędzi tam około tydzień).

Programu Artemis ma kilka istotnych elementów technicznych. Statek kosmiczny Orion będzie służyć do transportu astronautów z Ziemi na orbitę wokół Księżyca. Rakieta Space Launch System (SLS) posłuży służąca do wynoszenia astronautów i ładunków na Księżyc. SLS będzie najpotężniejszą rakieta świata. Będą też systemy naziemne w Centrum Kosmicznym Kennedy’ego na Florydzie. Planowana jest również budowa stacji kosmicznej Gateway na orbicie wokół Księżyca. Do transportu astronautów z orbity na powierzchnię Księżyca i z powrotem będzie służyć Human Landing System (HLS), czyli wariant statku kosmicznego Starship budowany przez firmę SpaceX na zlecenie NASA. Na powierzchni Księżyca powstanie też baza dla astronautów: Artemis Base Camp.

9 grudnia 2020 roku NASA ogłosiła listę 18 astronautów wybranych od udziału w projekcie Artemis.

W ramach programu Artemis działa także Artemis Accords, czyli porozumienie z agencjami kosmicznymi poszczególnych krajów. Porozumienie to proponuje wspólne, ogólnie obowiązujące cywilne zasady oraz model współpracy międzynarodowej w przestrzeni kosmicznej, w szczególności przy eksploracji Księżyca, a później także Marsa. Artemis Accords odwołuje się do Traktatu o przestrzeni kosmicznej z 1967 roku, którego stronami jest obecnie 112 państw, a także do innych konwencji ONZ.

Wśród około 20 krajów, które podpisały porozumienie, jest Polska. Nastąpiło to 26 października 2021 roku podczas Międzynarodowego Kongresu Astronautycznego w Dubaju. Podpisali je Pam Melroy – była astronautka, a obecnie wiceszefowa NASA oraz Grzegorz Wrochna – prezes Polskiej Agencji Kosmicznej.

Udział w Artemis Accords otwiera drogę do bardziej szczegółowych umów z NASA w ramach programu Artemis. Jednak warto dodać, że Polska ma już możliwość udziału w Artemis poprzez przynależność do Europejskiej Agencji Kosmicznej (ESA), która jest ważnym partnerem NASA w programie Artemis. Umowa ESA z NASA umożliwia udział polskich podmiotów. W szczególności polskie firmy i instytuty mogą uczestniczyć w European Exploration Envelope Programme (E3P), który ma bezpośredni związek z programem Artemis. ESA jest zaangażowana w szczególności w budowę elementów statku Orion oraz stacji kosmicznej Gateway (moduły ESPIRIT i I-HAB).

Polska Agencja Kosmiczna liczy na to, że w trakcie realizowania programu Artemis nasz przemysł kosmiczny dostarczy instrumenty badawcze, aparaturę pomiarową, elementy robotyki i sterowania, a także że będzie możliwe zaangażowanie w początki górnictwa kosmicznego. (PAP)

Krzysztof Czart

Dr Anna Łosiak: księżycowe próbki dadzą wgląd w najdalszą historię naszej planety

Księżyc to bliźniak Ziemi. Jeżeli dzięki misji Artemis zbadamy znajdujące się na nim skały sprzed 4,5 mld lat, będziemy mogli zrekonstruować wygląd i najdalszą historię naszej planety. Obecnie nie jest to możliwe – mówi dr Anna Łosiak.

W poniedziałek po południu polskiego czasu planowany jest start misji Artemis I. To pierwszy z lotów, które mają doprowadzić do powrotu astronautów na Księżyc, a później założenia tam stałej bazy. Uprzedzając astronautów, w specjalnej kapsule ku Księżycowi polecą Campos, Helga i Zohar – trzy manekiny. Następna misja Artemis II będzie już załogowa. Czworo astronautów obleci Księżyc na wysokości 8900 km nad powierzchnią. O ile w tym tygodniu wszystko pójdzie dobrze, to powinno to nastąpić w 2024 roku. Potem, w 2025 roku w ramach misji Artemis III, planowane jest lądowanie na powierzchni w okolicach południowego bieguna Księżyca.

Pomimo wielu badanych próbek, które przywieziono w ramach programu Apollo, dekad badań obserwacyjnych, a także prac prowadzonych w czasie chińskich misji księżycowych Chang’e, Srebrny Glob wciąż może dostarczyć wielu danych niezbędnych do wypełnienia luk w wiedzy o historii, budowie Ziemi i Układu Słonecznego.

„Księżyc to mały brat bliźniak Ziemi. Powstały one w tym samym czasie, w wyniku wielkiego zderzenia ciała wielkości Marsa, które uderzyło w protoziemię 4,5 miliarda lat temu, krótko po utworzeniu się naszego Układu Słonecznego i wtedy z większości tego materiału powstała Ziemia, a z resztek wyrzuconych na orbitę uformował się Księżyc. W związku z tym mamy ze sobą dużo wspólnego” – opisuje w rozmowie z PAP geolożka planetarna dr Anna Łosiak z Instytutu Nauk Geologicznych PAN.

Jednak między Ziemią a jej naturalnym satelitą występuje też dużo różnic. Na Ziemi, wskutek rozmaitych procesów geologicznych, skały są nieustannie podgrzewane, przetapiane a informacja w nich zawarta jest nieodwracalnie tracona. Podczas gdy skały, które powstały zaraz po powstaniu Układu Słonecznego na Księżycu, nadal są obecne w tej samej formie.

„Jeżeli tam pojedziemy i zbadamy większą liczbę tych skał – sprzed nawet 4,5 miliarda lat – będziemy w stanie zrekonstruować wygląd Układu Słonecznego i Ziemi krótko po tym jak one powstały. Bylibyśmy więc w stanie zrobić coś, czego nie możemy zrobić wykorzystując tylko materiały z naszej planety” – wyjaśnia dr Łosiak.

Próbki, które dotychczas przywieziono z Księżyca, też tego nie umożliwiają. Dotąd człowiek lądował w kilku zaledwie miejscach Księżyca i nie były to miejsca dla jego powierzchni reprezentatywne. „Nie lądowano tam, gdzie było najciekawiej pod względem naukowym, tylko tam, gdzie było wystarczająco płasko i bezpiecznie do lądowania” – komentuje badaczka.

Tym razem astronauci będą eksplorowali zupełnie inne miejsce niż wcześniej. W połowie sierpnia NASA przedstawiła zestaw 13 regionów południowego bieguna Księżyca, na których w ramach misji Artemis III będą mogli wylądować astronauci. Miejsce znów zostało w dużej mierze wybrane ze względu na uwarunkowania technologiczne, ale – zdaniem dr Łosiak – wciąż dla naukowców „jest ono superciekawe”.

Fascynujące będą – jak mówi – już same właściwości skał, które znajdują się w tym właśnie obszarze. Dotychczasowe próbki pobierano z okolic podrównikowych. Za to przy biegunie jest większa szansa na to, że astronauci pobiorą materiał z tzw. SPA – South Pole Aitken basin. Dla badaczy byłyby on prawdziwą gratką. SPA to gigantyczny krater uderzeniowy, który w większości znajduje się po niewidocznej stronie Księżyca. To uderzenie wydobyło skały z głębokości kilkudziesięciu, albo nawet kilkuset kilometrów i rozrzuciło je po powierzchni.

„Jest więc szansa, że w okolicy lądowania znajdziemy fragmenty Księżyca bez konieczności wiercenia na absurdalnie niewykonalne głębokości. Ponieważ Księżyc powstał z tej samej materii, co m.in. Ziemia, takie próbki dostarczyłyby również informacji na temat samej Ziemi, ale też innych planet typu ziemskiego. Będzie to przełomem w geologii, bo dostarczy nam pierwszych prawdziwych próbek skał z wnętrza dużych ciał niebieskich. Albowiem tak naprawdę nie mamy pojęcia, co jest w środku naszej własnej planety, mamy jedynie modele, hipotezy, poszlakowe informacje o tym, co w jej środku się znajduje” – zaznacza badaczka.

Lądowanie w okolicach bieguna południowego ma również wiele zalet w kontekście założenia potencjalnej stałej bazy na Księżycu. Ta mogłaby być również etapem w drodze człowieka na Marsa. Z jednej strony w miejscu lądowania są permanentnie oświetlone tereny, na których można postawić duże baterie fotowoltaiczne dostarczające stałą ilość energii do bazy. Z drugiej strony lądowanie we wskazanych miejscach umożliwia eksplorację stale zacienionych miejsc.

„W tych obszarach mamy coś równie istotnego: potencjalnie dostęp do wody, konkretnie do lodu wodnego. Zwłaszcza misja Artemis III będzie miała za zadanie stwierdzić, czy rzeczywiście w tych stale zacienionych miejscach jest woda. Tak sądzimy na podstawie rozmaitych dotychczasowych obserwacji i danych. To kluczowe, bo jeżeli tam nie ma wody, to możemy zapomnieć o założeniu w najbliższym czasie bazy na Księżycu. To będzie praktycznie niewykonalne, bo będzie oznaczało, że trzeba przewieźć na Srebrny Glob gigantyczne ilości wody, aby utrzymać przy życiu astronautów. Nie będzie nas na to stać” – ocenia rozmówczyni PAP.

Jak mówi, nawet na Międzynarodowej Stacji Kosmicznej (ISS) woda nie jest recyklingowana w 100 proc., więc trzeba cały czas uzupełniać jej zapasy, co jest kosztowne, mimo że przebywa tam tylko kilkoro astronautów w jednym momencie. A ISS jest przecież dużo bliżej, niż byłoby do stacji na Księżycu.

„Aby zobaczyć, jak na Księżycu zmienia się ilość wody wraz z głębokością, ile tej wody dokładnie jest, w jakiej jest formie, jak najlepiej ją odzyskać, astronauci na pewno będą pobierać próbki z różnych głębokości pod powierzchnią Srebrnego Globu” – przewiduje badaczka.

W trakcie sześciu załogowych lotów na Księżyc od 1969 do 1972 r. amerykańscy astronauci zebrali blisko 400 kg próbek skał, które przewieziono na Ziemię. Jak przypomina dr Łosiak, na podstawie badań skał z programu Apollo wciąż publikowane są nowe wyniki. „Niedawno otwarto próbki z tego programu, które zamrożono zaraz po pobraniu, aby otworzyć je po 50 latach. Teraz posiadając dużo bardziej zaawansowane techniki analityczne jesteśmy w stanie więcej z tych próbek wyciągnąć i dowiedzieć się np., w jaki sposób wiatr słoneczny i promieniowanie galaktyczne wpływały na grunt Księżyca, czy poziom promieniowania zmniejszał się, jaki jest średni poziom promieniowania. To niezwykle ważne, bo na promieniowanie przecież będzie długofalowo wystawiona nasza infrastruktura na przyszłych bazach księżycowych” – mówi.

Okruchy księżycowe z uwagi na to, że wciąż są absolutną rzadkością, są uznawane wręcz za bezcenne. Dr Łosiak, która kilka lat temu miała okazje je badać, wspomina, że do magazynu w Houston w USA, w którym się znajdują prowadzą 3 śluzy powietrzne, a próbki są zamrożone. Same próbki bada się w szczelnych kombinezonach i rękawicach, by skał nie dotykać bezpośrednio i minimalizować ryzyko zanieczyszczenia. Dodaje, że procedura uzyskania pozwolenia na przebadanie tych próbek jest bardzo skomplikowana, a większość z nich (o ile nie są to badania niszczące) należy po analizach zwrócić NASA. (PAP)

Ewelina Krajczyńska

Ekspert: misja Artemis I, to pierwszy krok w kierunku ustanowienia stałej obecności ludzi na księżycu

Po latach opóźnień i wydaniu ponad 20 mld dolarów, w poniedziałek z przylądka Canaveral ma wystartować najpotężniejsza dotąd rakieta kosmiczna – Space Launch System (SLS) w ramach misji Artemis I. Jak mówi PAP ekspert Casey Dreier, będzie to pierwszy krok w kierunku powrotu ludzi na Księżyc – tym razem na stałe – a historycznego znaczenia misji „nie da się przecenić”.

W grudniu tego roku minie 50 lat, odkąd ludzie po raz ostatni postawili stopę na Księżycu. Jeśli wszystko pójdzie zgodnie z planem, w poniedziałek wraz z misją Artemis ruszy wieloletni proces – tym razem z perspektywą na ustanowienie tam obecności na dłużej.

„W pewnym sensie ciężko przecenić to, jak wielka jest to sprawa, mówiąc historycznie. Będzie to pierwszy raz od 1967 i rakiety Saturn V, kiedy NASA testuje nową rakietę, zaprojektowaną, by ponownie zabrać ludzi na Księżyc” – wyjaśnia PAP Dreier, główny doradca ds. polityki kosmicznej Planetary Society, czołowej organizacji zajmującej się eksploracją kosmosu.

Podstawowy plan pierwszej z serii misji, nazwanych na cześć greckiej bogini księżyca, jest – przynajmniej w teorii – stosunkowo prosty. Rakieta SLS ma wynieść poza orbitę Ziemi statek kosmiczny Orion, który – z manekinem Moonikinem Camposem na pokładzie – okrąży Księżyc i wróci na ziemię po przemierzeniu niemal 2 mln km w ciągu 4-6 tygodni. Po drodze zostawi też 10 satelitów do badań Księżyca i innych ciał bliskich naszej planety.

To ma utorować drogę do podobnego lotu już z załogą w 2024 roku (Artemis II), aż w końcu do lądowania astronautów na powierzchni rok później (Artemis III). Kolejna faza zakłada ustanowienie stacji kosmicznej w orbicie Księżyca wraz z modułem mieszkalnym.

Jak podkreśla Dreier, do startu SLS dojdzie po wielu latach trudności.

„Tak właściwie to ten zapowiadany start wszystkich nas trochę zaskoczył. Wmówiliśmy sobie, że to nigdy się nie wydarzy, że nic nie będzie działać, że ten projekt jest przeklęty. Ale myślę, że teraz jest duża szansa, że jednak to się uda, że to jest tuż za rogiem” – mówi Dreier.

Powodów do wątpliwości było mnóstwo: rozpoczęty w 2011 r. program zaliczy swój start niemal sześć lat później, niż planowano pierwotnie, pochłaniając ponad 5 mld dolarów więcej. W środowisku eksperckim akronim SLS żartobliwie rozwijano „Senate launch system” (senacki system startowy) i nazywano go programem utrzymania miejsc pracy dla inżynierów NASA. Byli wysocy urzędnicy agencji, jak była zastępczyni szefa NASA Lori Garver twierdzili, że znacznie taniej i wydajniej byłoby powierzyć projekt sektorowi prywatnemu i narzekali, że technologia SLS jest przestarzała, bo np. w przeciwieństwie do rakiet SpaceX jest jednorazowego użytku.

„Wszystko to prawda, cała krytyka jest zasłużona” – przyznaje Dreier. Dodaje jednak, że dzięki temu trybowi postępowania udało się utrzymać dziesiątki tysięcy miejsc pracy w wielu zakątkach USA, co z kolei dało mu „stabilność polityczną” i poparcie kongresmenów z obu partii. Jak zaznacza, ważne jest także zaangażowanie nie tylko USA, ale wielu innych krajów w ramach tzw. porozumień Artemis.

Stroną porozumień jest też Polska, która miała swój udział w ramach współpracy NASA z Europejską Agencją Kosmiczną (ESA) w tworzeniu Oriona. Według rzeczniczki polskiej agencji POLSY, polski sektor kosmiczny może dostarczyć m.in. sprzęt potrzebny do funkcjonowania bazy księżycowej, w tym instrumenty badawcze, aparaturę pomiarową, elementy robotyki i sterowania.

Według Dreiera, wyznaczony terminarz programu Artemis jest prawdopodobnie zbyt optymistyczny, bo każda kolejna misja będzie coraz bardziej skomplikowana. Ocenia jednak, że zaangażowanie tak wielu państw i sektora prywatnego (SpaceX ma zbudować księżycowy lądownik) sprawia, że ma ona duże szanse na sukces, nawet mimo wielkiej ambicji projektu.

„Celem tu jest tak naprawdę stworzenie stałej obecności ludzkiej poza naszą planetą. Sprawdzenie, jak to jest utrzymać naszą obecność na najbliższym nam ciele niebieskim. Czy możemy stworzyć samowystarczalną gospodarkę między Ziemią i księżycem?” – mówi ekspert. Jak zaznacza, jest to naturalny kolejny krok po 20 latach funkcjonowania Międzynarodowej Stacji Kosmicznej i ważny etap przed kolejnymi ambicjami, np. eksploracji Marsa.

„Za Artemis stoi idea pierwszego w historii poważnego testu dla nas, jako gatunku zdolnego do podróży w kosmosie” – dodaje.

Z Waszyngtonu Oskar Górzyński (PAP)

osk/ mal/