Astronautika: misije

Da li će motori buduće misije na Mesec koristiti sadržaj ronilačkih boca kao gorivo, saznaćemo za manje od dve godine.

Nedavno smo na ovom sajtu čitali da su se na Mesec survale dve Nasine letilice. Naravno, zbog nedostatka atmosfere, čak i da smo stajali na metar od kratera Cabeus, nebi čuli tresak koji su izazvali višetonski LCROSS i njegov buster „Centaur". Znači, na Mesecu vlada večni mir i tišina. I pustinja - nekoliko napuštenih lunarnih modula, prašnjavih lunohoda i palih satelita predstanljaju jedine neme svedoke naših prošlih aktivnosti na Mesecu. I povremeni udari meteorita. Ali upravo taj mir može da pruži naučnicima jednu izuzetnu mogućnost.

na_Mesecu_1

Lunarni modul „Falcon", koji je u julu i avgustu 1971. služio kao dom dvojici astrnauta „Apolla 15".

 

Trenutno, Mesečeva slabašna atmosfera[1] je relativno mirna. Ali ako se obistine Nasini planovi i čovek se ponovo vine u visine i sleti na površinu Meseca, to će se definitivno promeniti. Lunarni modul i ljudske aktivnosti podići će oblake prašine i različitih izduvnih (i ostalih) gasova u Mesečevu atmosferu. Obzirom da je lunarna atmosfera tako krhka, lako je moguće da će vrlo brzo ljudske aktivnosti potpuno promeniti njen sastav.

Zato, ako ljudi imaju nameru da ikada podrobno prouče Mesečevu originalnu atmosferu, sada im je pravi i poslednji trenutak. Zato su naučnici iz Nase projektovali sondu koju su romantično nazvali LADEE (Lunar Atmosphere and Dust Environment Explorer), i koja će se od 2012. godine naći u orbiti oko Meseca i bolje nego ikada ranije ispitati retke pramenove Mesečeve atmosfere.

Veoma ja važno da upoznamo atmosferu u njenom prastarom stanju, pre nego što se nepovratno promeni," kaže Antony Colaprete iz Nasinog Ames Istraživačkog centra u Kaliforniji.

Slabije od slabog

Većina od nas verovatno se seća još iz škole da Mesec zapravo i nema atmosferu. Tako su nas učili - i bili su u pravu. Skoro. Mesečeva „atmosfera" toliko je slaba, da tehnički gledano pre predstavlja egzosferu[2], negoli atmosferu.

To ne liči na atmosferu kakvu je mi zamišljamo," objašnjava nam Colaprete. Dok, naprimer, kubni santimetar Zemljine atmosfere na nivou mora sadrži oko 100 milijardi milijardi molekula[3], u istoj količini Mesečeve egzosfere ima svega 50-100 molekula.

Mesečeva tzv. egzosfera je, zapravo, toliko retka da se njeni molekuli praktično nikada i ne sudaraju. Za razliku od rojenja molekula koji se neprestano sudaraju i rikošetiraju jedan od drugog, kao što se dešava u Zemljinoj atmosferi, molekuli u Mesečevoj egzosferi lete neometano, poput mikroskopskih topovskih granata koje prate zakrivljene, balističke putanje.

Ko je pre 6-7 godina pratio novosti vezane za Pluton, možda se seća da su tada prilikom jedne okultacije naučnici otkrili da se njegova azotno-metasko-ugljen-monoksidna atmosfera promenila. Verovatni uzrok je bio taj što dok se planeta[4] udaljavala od Sunca temperatura njene atmosfere je postepeno padala a gasovi su se ledili i padali na površinu. Naravno, kada se Pluton približava Suncu, temperatura tla se podiže, a led sublimira u gasove. Slična stvar se dešava i na Mesecu: tokom lunarnih noći, najveći deo Mesečeve egzosfere pada na površinu. Ujutro, kada Sunce ponovo izađe, solarni vetar donosi nove čestice koje će dopuniti egzosferu.

 

na_Mesecu_2

Tokom 1968. godine, Nasin lunarni lender „Surveyor-7" je u više navrata u suton fotografisao neobične „bljeskove" na horizontu. Danas naučnici veruju da se radi o prelamanju sunčevih zrakova kroz naelektrisane čestice Mesečeve prašine koje lebde tik iznad površine.

 

Takođe je važno reći da ultraljubičasti zraci solarne svetlosti izbacuju elektrone iz čestica Mesečevog tla dajući tim česticama električni naboj i čineći da počinju da lebde. Ambijentno električno polje podiže te naelektrisane čestice kilometrima u vis, stvarajući na taj način značajan deo egzosfere.

U takvim neočekivanim uslovima moraće da žive i rade budući lunarni kolonisti, i to je razlog zbog kojeg se naučnici trude da steknu realnu sliku egzosfere i njenih neobičnim svojstava. Lebdeće čestice mogu da se uvuku u opremu, svemirska odela i kompjutere, stvarajući kvarove i skraćenje roka njihovog trajanja. Tokom boravka na Mesecu, svemirska odela svih „Apollo" posada bila su skoro potpuno upropašćena pogubnim dejstvom lunarne prašine, i praktično na granici potpune nupotrebljivosti do sletanja na Zemlju. Znanja o broju čestica koje lebde egzosferom i njihovo ponašanje pomoći će inženjerima da stvore novu generaciju svemirskih odela za buduće putovanje na Mesec.

Nakon predviđenog lansiranja 2012. godine, spektrometri i brojači čestica na sondi LADEE će meriti koncentracije čak 18 različitih elemenata egzosfere, uključujući metan i vodenu paru. Različiti instrumenti će utvrditi na koji način ti elementi variraju, od lokacije do lokacije i tokom vremena.

saltation

Ova animacija pokazuje kako se pojedinačni molekuli kreću neposredno iznad lunarne površine i stvaraju egzosferu.

 

Pored bitnih naučnih saznanja vezanih za razumevanje hemijskog sastava Mesečeve egzosfere, vrlo bitan faktor je i mogućnost odgovora na jedno pitanje važno za budućnost ljudskih posada na Mesecu, a to je da li na Mesecu postoje rezerve zaleđene vode?

Opštepopularna terorija kaže da su u stara vremena vodu na Mesec donele komete u seriji udara. Ali problem je u tome što i da su komete uspevale nekako da pogode neki od mračih i uvek u senci kratera, toplota udara bi izazvala isparavanje najvećeg dela prispelog leda. Kako je onda moguća akumulacija veće količine leda?

Možda bi Mesečeva egzosfra mogla da da odgovor.

na_Mesecu_3

Lansiranje robotske sonde LADEE će se obaviti 2012. novom 4-stepenom raketom Minotaur IV+, čija su prva 3 stepena preuzeta od balističke vojne rakete LGM-118A-„Peacekeeper", a četvrti je „Star-38A". Oni u LEO orbitu mogu izneti teret od 1.735 kg. Lansiranje će se obaviti iz Vandenberg Air Force Base.

Očekuje se da će misija LADEE trajati najmanje 100 dana. Orbitni period ove 330 kg teške sonde biće 113 minuta. Čitava misija će američke poreske obveznike koštati oko $80 miliona.

na_Mesecu_4

Letilica LADEE će biti smeštena u već pripremljenu modularnu platformu, "bus" (Modular Common Spacecraft Bus,MCSB). Taj novi modularni pristup će značajno redukovati cenu, složenost i vreme sastavljanja novih satelita. Prema Nasi, to je smanjiti cenu makar 10 puta, u odnosu na konvencionalne letilice koje treba da sleću na Mesec, kruže oko Zemlje, ili odu do obližnjih asteroida.

Na slici je prototip konstruisan za samo 15 meseci i za svega $4 miliona. To je postignuto na taj način što su novu namenu našle ronilačke boce i raketni motor koji horisti hladni gas, umesto klasičnog goriva/oksidanta ili monopropellanta (hidrazina).

(Ovde je video: Common Spacecraft Bus for Lunar Explorer Missions)

 

Predpostavimo da neka kometa udari u Mesec i tom prilikom na površini oslobodi H2O molekule. Oni imaju šansu da prežive jedino ako „odskoče" od površine i pobegnu u egzosferu, odakle bi ponovo dospeli na tlo u opisanom dizanju i spuštanju egzosfere. Pojedinačni molekuli vode mogu da se kreću na taj način sve dok ne budu uhvaćeni u nekom od tamnih polarnih kratera, gde bi se vremenom akumulirali kao depozit čvrstog leda.

Podaci koje će prikupiti LADEE mogli bi da objasne da li je procesom takvog „skakanja" moguće objasniti prisustvo kometnog leda u kraterima. „Možemo proceniti verovatnoću da li je voda na Mesecu kometnog porekla," uveren je Colaprete.

Koliko neverovatnih informacija očekujemo od tako nevidljive količine atmosfere! Ostaje nam da sačekamo prve rezultate i nadamo se ...

Izvor:

http://science.nasa.gov/headlines/y2009/23oct_ladee.htm

 



[1] Ako nekih 50-ak atoma u kubnom santimetru mogu da se nazovu gasovitim omotačem, onda Mesec ima atmosferu. Ukupna količina svih gasova oko Meseca lakša je od 104 kilograma.

[2] Najudaljeniji sloj nekog atmosferkog sloja. Sloj u kome molekuli, ako se kreću brže od brzine bega, lako mogu da budu izbačeni u kosmos.

[3] 1 cm3 suvog vazduha u normalnim uslovima težak je 0,0012929 grama, ili oko 1/800 deo težine vode.

[4] Od avgusta 2006. Pluton oficijelno više nije planeta solarnog sistema, već član porodice planeta patuljaka, kojoj pripadaju i Ceres, Haumea, Makemake, i Eris.

Draško Dragović
Author: Draško Dragović
Dipl inž. Drago (Draško) I. Dragović, napisao je više naučno popularnih knjiga, te više stotina članaka za Astronomski magazin i Astronomiju, a učestvovao je i u nekoliko radio i TV emisija i intervjua. Interesuje ga pre svega astronautika i fizika, ali i sve teme savremenih tehnologija XXI veka, čiji detalji i problematika često nisu poznati široj čitalačkoj publici. Izgradio je svoj stil, lak i neformalan, često duhovit i lucidan. Uvek je spreman na saradnju sa svojim čitaocima i otvoren za sve vidove komunikacije i pomoći. Dragovićeve najpoznatije knjige su "KALENDAR KROZ ISTORIJU", "MOLIM TE OBJASNI MI" i nova enciklopedija "NEKA VELIKA OTKRIĆA I PRONALASCI KOJA SU PROMENILA ISTORIJU ČOVEČANSTVA"

Zadnji tekstovi:


Dodaj komentar


Sigurnosni kod
Osveži