Wracamy! Na Księżyc..., cz. II

Dziś prezentujemy ciąg dalszy artykułu na temat planów ponownej eksploracji Srebrnego Globu. Część pierwszą znajdziesz tu.

W ciągu najbliższych lat bezzałogowe pojazdy orbitalne przeprowadzą szczegółowe badania wybranego miejsca lądowania. Dostarczone dane pozwolą opracować mapy pobliskich terenów. Naukowcy zbadają wówczas występowanie minerałów i zasobów wody (najprawdopodobniej w postaci lodu) w pobliżu przyszłej bazy. Pierwsza z sond, Lunar Reconnaissance Orbiter, wyrusza w tym roku, dalsze w kolejnych latach, w mniej więcej rocznych odstępach.

Gdy wszystko będzie gotowe do misji załogowej, Ares V wyniesie na orbitę Ziemi lądownik księżycowy z dołączonym drugim stopniem rakiety - EDS. Potem wystartuje Ares I z Orionem i czteroosobową załogą. Oba kompleksy połączą się na orbicie, po czym silniki EDS nadadzą pojazdom prędkość wystarczającą do dotarcia na Księżyc. Na orbitę okołoksiężycową statki wejdą dzięki hamowaniu za pomocą głównego silnika Oriona. Ostatni etap cała załoga pokona w dwuczęściowym lądowniku. Stopień hamujący zapewni załodze miękkie lądowanie i możliwość funkcjonowania na powierzchni.

Pół roku na Księżycu

Po zakończeniu prac stopień startowy, wyposażony we własny silnik, umożliwi astronautom powrót do Oriona, który będzie czekał na orbicie w stanie uśpienia. Górny człon lądownika zostanie odrzucony, a Orion za pomocą własnego silnika wejdzie na trajektorię powrotną. Po zbliżeniu się do Ziemi moduł załogowy oddzieli się od członu usługowego i wejdzie w atmosferę. Osłona ablacyjna, odparowując, zabezpieczy kapsułę przed żarem hamowania w atmosferze. Po zmniejszeniu prędkości kapsuła z astronautami i 100 kg ładunku z Księżyca opadnie na spadochronach do oceanu.

Inaczej niż w programie Apollo, od pierwszej misji na Księżyc celem będzie stworzenie stałej bazy na jego powierzchni. Bazy, która stanie się najodleglejszym laboratorium obsługiwanym bezpośrednio przez człowieka, służącym badaniu naszego satelity oraz opracowywaniu i testowaniu nowych rozwiązań technicznych. Każda kolejna misja, również bezzałogowa, będzie pozostawiać po sobie elementy infrastruktury. Szacuje się, że już członkowie piątej lub szóstej misji załogowej będą mogli zamieszkać w funkcjonującej bazie i pozostać na powierzchni Księżyca nie siedem dni (pierwsze misje), lecz sześć miesięcy.

Kącik na Księżycu

Stworzenie bazy księżycowej to ogromne wyzwanie. Trzeba wyprodukować energię, zapewnić środowisko dogodne do życia, zabezpieczyć załogę przed promieniowaniem, poradzić sobie z dwutygodniową nocą i kilkusetstopniowymi amplitudami temperatur. Baza powinna być w możliwie największym stopniu samodzielna - dostarczenie z Ziemi każdego kilograma powietrza, wody czy żywności sporo kosztuje. Inżynierowie i naukowcy zakładają, że do wytwarzania energii, tlenu i wody będą wykorzystane zasoby lokalne.

Najlepszą lokalizacją wydają się dziś okolice bieguna południowego. Ze względu na nachylenie osi obrotu Księżyca jest to obszar nasłoneczniony przez 80 proc. czasu, dzięki czemu baterie słoneczne będą mogły niemal ciągle produkować energię. Dzienne różnice temperatur są tu także znacznie mniejsze. Najważniejszym i najtrudniejszym do znalezienia księżycowym surowcem jest woda, a właśnie na biegunie znajdują się wiecznie zacienione kratery - prawdopodobnie uda się w nich znaleźć lód pozostały po kometach, które zderzyły się z Księżycem. Biegun ma także inną zaletę: w razie konieczności ewakuacji z jego okolic można niemal natychmiast wystartować do czekającego na orbicie Oriona. Czas awaryjnego powrotu na Ziemię nie powinien przekroczyć pięciu dni.

Przedsięwzięcie dla każdego

Powrót na Księżyc - przynajmniej na razie - nie przypomina wyścigu supermocarstw z lat 60. Od chwili ogłoszenia nowej strategii eksploracji USA deklarują chęć realizowania programu w jak najszerszej współpracy międzynarodowej i zapraszają wszystkich zainteresowanych do udziału w budowie stacji i programie badawczym na Księżycu. W maju 2007 roku 14 agencji kosmicznych (w tym z Chin i Rosji) uzgodniło zarys globalnej strategii, w której ramach będą koordynowane programy poszczególnych agencji. Z oczywistych względów formy współpracy proponowane przez USA nie obejmują wspólnej budowy Oriona czy rakiet nośnych. Jeśli więc inne państwa nie zdecydują się na budowę własnych systemów transportu na Księżyc, USA będą miały zapewnioną przewagę. Może okazać się ona niezwykle istotna z przyczyn gospodarczych i strategicznych, gdy eksploracja Księżyca zaowocuje rozwojem przedsięwzięć komercyjnych, zwłaszcza takich, które staną się elementem "ziemskiej" gospodarki (np. wydobycie helu-3).

Bez decyzji w najbliższym czasie

Zainteresowanie innych państw eksploracją ogranicza się na razie do współpracy w ramach zaproponowanych przez NASA oraz do realizowania misji bezzałogowych. Jedynie Rosja zaproponowała budowę załogowego statku Kliper, który mógłby zastąpić statki Sojuz w obsłudze ISS, a nawet dolecieć na Księżyc. Projektowi temu od początku brak było jednak poparcia politycznego, a obecnie, w dobie kryzysu gospodarczego, trudno byłoby go uznać za realny. Z kolei realizowany obecnie rosyjski program kosmiczny w dużym stopniu opiera się na technologiach z lat 60. i ich unowocześnienie oznaczałoby konieczność znacznych inwestycji. Warto jednak również pamiętać, że radzieckie statki Zond były w stanie dotrzeć na orbitę Księżyca już 40 lat temu.

Europejska Agencja Kosmiczna raczej nie zdecyduje się na budowę własnego statku, choć była rozważana możliwość współpracy z Rosją w budowie Klipera lub nowego pojazdu o kształcie kapsuły. Tego rodzaju decyzji nie należy jednak oczekiwać w najbliższym czasie.

Chińczycy - wielka niewiadoma

Wielką niewiadomą pozostają Chiny, które w 2003 roku po raz pierwszy wysłały w kosmos człowieka na pokładzie własnego statku. Od tego czasu realizacja programu przebiega jednak wolniej, niż oczekiwało wielu obserwatorów, opiera się też na stosunkowo przestarzałych rozwiązaniach technicznych, w wielu przypadkach zakupionych w Rosji. Program ten otacza jednak aura tajemnicy, przypominająca atmosferę w ZSRR lat 60., trudno więc oceniać zamiary Chińczyków. Nie wydaje się, aby do roku 2020 chińskie osiągnięcia mogły stać się porównywalne z osiągnięciami USA. Sytuacja może się jednak zmienić w ciągu kolejnych 10-20 lat.

Niezależnie od deklaracji ostatecznie eksploracja Księżyca z pewnością będzie zależała od uwarunkowań politycznych. Jest dość prawdopodobne, że nowa administracja amerykańska w nadchodzących miesiącach potwierdzi wolę finansowania programu księżycowego. Zapewne wtedy większa liczba państw rozpocznie z USA konkretne rozmowy o współpracy. Z kolei jeśli Rosja poradzi sobie z kryzysem gospodarczym i będzie kontynuować politykę konfrontacji z Zachodem, nie można wykluczyć, że zdecyduje się wykorzystać program księżycowy do prestiżowej rywalizacji. Działania chińskie będą zależały głównie od polityki wewnętrznej, ale także od kierunku rozwoju stosunków z USA.

Srebrny Glob za 20 lat

Po roku 2020 amerykańska stacja będzie się rozrastać. Oprócz modułów amerykańskich pojawią się zapewne moduły zbudowane przez inne państwa. Załoga bazy powiększy się i stanie się bardziej międzynarodowa. Dzięki pojazdom terenowym będzie można się wypuszczać na większe odległości. Na początku pojazdami tymi będą zapewne odkryte łaziki, wymagające pracy w kombinezonie. Po kilku latach zastąpią je hermetyczne pojazdy, mogące pokonywać setki kilometrów i pozostające poza bazą przez wiele dni. Astronautom będą pomagać roboty, z czasem coraz bardziej autonomiczne. Nowe technologie przetwarzania lokalnych zasobów pozwolą uruchomić produkcję, m.in. części bazy. W ciągu kolejnych 10 lat baterie słoneczne zastąpi niewielki reaktor jądrowy. Z pewnością pojawią się też projekty komercyjne. Początkowo będą miały charakter reklamowy i rozrywkowy, później w grę wejdzie komercyjny transport ładunków i załóg z Ziemi na Księżyc.

Czy rok 2020 będzie ostatnim?

Czy rozwinie się turystyka księżycowa? Czy za kilkanaście lat będzie można spędzić wakacje na Księżycu? Czy budowa przez roboty ogromnych farm baterii słonecznych i przesyłanie energii na Ziemię okażą się ekonomicznie opłacalne? A może sprawdzi się koncepcja wydobycia helu-3 jako paliwa dla elektrowni wykorzystujących fuzję jądrową? Czy stanie się opłacalna produkcja paliwa rakietowego z lokalnych surowców i traktowanie Księżyca jako stacji paliwowej dla misji w daleki kosmos? Pytań jest wiele, odpowiedzi jeszcze więcej i trudno wiarygodnie przewidywać losy bazy księżycowej za kilkadziesiąt lat. Lecz jedna prognoza ma wielką szansę się sprawdzić. Rok 2020 może być ostatnim rokiem, w którym Ziemia była jedynym ciałem kosmicznym zamieszkanym przez człowieka.

Jakub Ryzenko

autor jest specjalistą w zakresie polityki kosmicznej i wykorzystania technik satelitarnych.