Uskoropolećuća misija „Fobos-grunt“ možda će utrti put ka prvoj stalnoj postaji u kosmosu – na Fobosu.
O Fobosu, većem od dva Marsova satelita, uglavnom se malo zna. Naprimer, kako su nastale džinovske ogrebotine na njegovoj površini? Sličnih ima još jedino na Vesti.
Mars je oduvek bio „crna rupa“ za Ruse. Od 1960. lansirali su 20 sondi ka Marsu, i sve su se ili pokvarile ili patile od ozbiljnih tehničkih problema. Ali uskoro – kako kažu u „Roskosmosu“: početkom novembra – Rusija će pokušati da promeni svoju sreću startovanjem jedne od najambicioznijih bespilotnih svemirskih misija ikada pokrenutih.Umesto da krenu pravo na Mars, Rusi su lukavo bacili oko na Fobos, veći od dva mala Marsova satelita i jedan od najčudnijih objekata u okolini. Njihov aparat, nazvan „Фобос-грунт“ („Fobos-tlo“ na ruskom), neće samo sleteti na Fobos, već će da pokupi malo uzoraka sa površine i poslati ih na Zemlju. Razumevanje Fobosa bi nam moglo puno da kaže o ranoj istoriji Sunčevog sistema. „Možda ćemo dobiti ključne informacije o nastanku Zemljinog Meseca i satelita ostalih planeta, kao i ulozi asteroidnih udara u oblikovanju zemljolikih [kamenitih] planeta,“ izjavio je Aleksandar Zaharov sa moskovskog Instituta za kosmička istraživanja i naučni direktor „Fobos-grunta“. Što je još važnije, ta misija bi mogla da udari temelje za novu strategiju istraživanja – pa čak i kolonizacije – samog Marsa.
Fobos je potpuno drugačiji od našeg Meseca. To je krompirolika stena, dimenzija samo 18 х 27 km, tamna skoro kao ugalj, na čijoj površini dominira ogromni krater Stickney prečnika 9 km, poslednji trag sudara koji je skoro uništio ovaj satelit. Fobos se okreće samo 5.987 km od Marsove površine (prosečna udaljenost Mesec-Zemlja iznosi 384.400 km), a kompletira orbitu svakih 7 sati i 39 minuta, čineći da je Fobosov „mesec“ za trećinu kraći od Marsovog dana. Zapravo, Fobos kruži oko Marsa toliko blizu da ga plimske sile usporavaju i izazivaju postepeno snižavanje orbite[1]. Za samo par desetina miliona godina Fobos će sigurno pasti na planetu (ili, još verovatnije, napraviće planetni prsten), i tako završi svoj 4,5 milijarde godina dug životni vek.
Ista ta blizina Marsa, koja će jednog dana doći glave Fobosu, predstavlja strahovito atraktivnu startnu poziciju za ljudska istraživanja. Jedno Fobosovo lice je uvek okrenuto ka Marsu, i na toj „polulopti“ planeta dominira nebom. To Fobosa čini idealnim mestom za posmatranje najvećeg dela Marsove površine. Šta više, bilo kakva postaja na Fobosu bila bi izvrsno zaštićena od ubistvenog kosmičkog zrčenja – sa jedne strane Marsom, a sa druge strane samim satelitom. Ljudi će moći da sa Fobosa daljinski istražuju površinu Crvene planete koristeći robote, potpuno eliminišuće 10- ili 20-minutna kašnjenja sa kojima se trenutno suočavaju Nasini operatori koji upravljaju Marsovim roverima. Fobos bi takođe mogao da bude i prirodna baza za ljudske ekskurzije na Mars.
Hebes Chasma, Marsova dolina kojomje nekada tekla voda, mogla bi detaljno da bude proučavana sa Fobosa. Možda i na Fobosovoj površini postoje krhotine koje su doletele sa Marsa prilikom drevnih sudara.
Pre nego što počnemo da pravimo planove za postaju na Fobosu, možda bi nam bilo uputnije da prvo upoznamo taj čudni svet. Naučnici trenutno nisu sigurni ni od čega se Fobos sastoji. Izgleda da je sličan grupi asteroida poznatih kao ugljenični hondriti. Ti primitivni objekti sadrže amino-kiseline, gradivne opeke života, i možda su nedirnuti fragmenti materijala od koga je sačinjen celokupni solarni sistem. Mnogi naučnici veruju da je sasvim moguće da je upravo kiša ugljeničnih hondrita zasejala mladu Zemlju sirovim materijalom za njenu biologiju. Fobosov različiti sastav navodi naučnike na to da je (zajedno sa Deimosom, Marsovim drugim minijaturnim satelitom) možda zerobljeni asteroid. Ali još je rano za ishitrene zaključke.
„Fobos je čudan objekat,“ kaže David Beatty, direktor Nasine Uprave za istraživanje Marsa. „Velika je misterija otkud Fobos tamo i odakle je došao.“ RKA, Ruska svemirska agencija, veruje da će uspeti da dobije neke odgovore iz uzoraka koje „Fobos-grunt“ treba da sakupi na tom mesecu. Njihova precizna analiza na Zemlji pomoćiće da se bliže utvrde godine starosti i sastav. (Grupa instrumenata na lenderu takođe će vršiti brojne analize na samom Fobosu.) Na osnovu svega toga trebali bi da steknemo bolji uvid u istoriju Fobosa i dobijemo širu sliku o tome kako je izgledao naš sistem u doba njegovog nastanka.
Površina Fobosa (levo) potpuno je drugačija od manjeg Marsovog meseca Deimosa. Načnici jš uvek neznaju zašto.
LINKOVI
Za izvođenje svoje vrle misije, „Fobos-grunt“ će veliku pomoć imati u zakonima orbitne mehanike. Zahvaljujući kontraintuitivnim zakonima kosmičke navigacije, potrebno je upadljivo malo energije da bi sa sa Zemlje stiglo do Fobosa. U stvarnosti, energija potrebna za putovanje između dve tačke u Sunčevom sistemu zapravo uopšte ne zavisi o udaljenosti između njih. Ono što je zaista bitno jeste veličina koja se zove delta-v, koja pokazuje za koliko se mora promeniti brzina svemirskog broda da bi sa jedne orbitu prešao na drugu [zato se „delta-v“ često naziva i „promenom brzine“]. Delta-v zavisi od jačine gravitacionog polja u polaznoj i dolaznoj tački; količine energije potrebne za let od (ili ka) Suncu; i količine pomoć koa može da se očekuje od atmosferskog kočenja – prolaska kroz atmosferu planete radi usporavanja.
Delta-v neophodan za misiju sletanja na Fobos i povratak nazad iznenađujuće je mali – samo oko 80 procenata kružnog putovanja do Mesečeve površine. (To je delom i zbog Fobosove ništavne gravitacije; dobar rukometaš bez problema može da otservira loptu sa površine u orbitu.) To znači da je lakše poslati sondu ili korisni teret na Fobos nego na Mesec. Upoređenje sa letom sa ljudskom posadom je složenije, jer posadi treba mnogo više vazduha i hrane za 6-mesečno putovanje na Fobos nego za 3-dnevni put na Mesec. Ali ogromni dodatni delta-v potreban za spuštanje na Marsovu površinu i ponovno vraćanje na njegovu orbitu daleko je jeftiniji i lakši u slučaju održavanja postaje na Fobosu nego na Marsovoj površini.
Ako misija bude uspešna, „Fobos-grunt“ će biti prva sonda koja je istražila svemirsku auto-stradu Zemlja-Fobos-Zemlja. Jednotonska sonda će ući u orbitu oko Marsa u prvoj polovini oktobra 2012. godine (prethodno izbacivši kinesku mikro-sondu „Yinghuo-1“), i započeti daljinsko proučavanje Fobosa. Kada stručnjaci misije budu odabrali dobro mesto za sletanje, letilica će se spustiti na površinu negde u februaru 2013. Potom će „Fobos-grunt“ ispružiti svoju robotsku ruku i početi da prikuplja uzorke rigolita – površinske prašine i kamenčića veličine do 1,3 cm – koje će poneti na Zemlju, u Kazahstansku pustinju, na poligon Sari-Šagan. Glavnina lendera, koja će poslužiti kao lansirna platforma za mali povratni modul, ostaće zauvek na Fobosu. Kada se avgustu 2014. skoro 300 kg težak povratni modul bude približio Zemlji[2], izbaciće kapsulu veličine futbala koja će u sebi sadržati kutijicu dimenzija dezodoransa sa 200-tinjak grama dracocene prašine; konačno, uzorci, zajedno sa termosom težine 89 gr u kome će se nalaziti bakterije iz eksperimenta LIFE[3], pašće (bez padobrana) brzinom od 12 km/s u označeni region u Kazahstanu. Od čitave letilice koja će pred lansiranje imati 13,5 tona, na Zemlju će se vratiti samo 7,5 kg težak kontejner, u kome će biti 200 gr Fobosa!
Planetni naučnici se nadaju da će analize Fobosovog rigolita rasvetliti prirodu satelitove duboke unutrašnjosti, koja je eonima uticala na površinu. Fobosova gustina je vrlo mala (1,87 g/cm3; Zemljina je preko 5,5), oko dve trećine običnog bazalta. To bi moglo da znači da je Fobos sličan objektima bogatih vodom sa spoljnjih ivica asteroidnog pojasa, ili da je to samo jedna slepljena hrpa šljunka, sa puno šupljina između kamenitih fragmenata. „Najvažnije pitanje koje treba da se reši na Fobosu a tiče se ljudskih istraživanja Marsa je pitanje vode,“ smatra Pascal Lee, predsedavalući istraživačkog Instituta za Mars. „Da li na Fobosu ima vode, i ako je ima, u kojim količinama, u kojoj formi i na kojim lokacijama? Odgovori na ova pitanja će nam pomoći da odredimo kako ćemo putovati na Mars.“
I sama Fobosova površina predstavlja zagonetku za sebe. Najupadljivija vizuelna struktura (pored džinovskog Stiknijevog kratera) jesu nizovi kratera poređani duž površine – ima ih 12. Deimos nema ništa slično tome, kao nijedan od pola tuceta pravilnih asteroida koje su do sada sonde fotografisale. Jedna od teorija kaže da su u pitanju stari parni „dimnjaci“, relikti davnašnje katastrofe koja je izbrazdala Fobosovu površinu i usijala njegovu unutrašnjost, šaljući paru ka površini. To bi mogla da bude dobra vest za buduće posetioce na Marsu, jer bi dimnjaci mogli da označavaju mesta vodonosnih minerala, a možda čak i naslaga vodenog leda. Druga, manje zavodljiva mogućnost je da su te rupe zapravo pukotine koje su otvorile plimske sile ili udarci koji su uzrokovali ugibanje čitavog satelita.
Treća teorija zastupa mišljenje da lanci kratera imaju veze sa davnašnjim sudarima na Marsu. Pojedini meteorski udari u Marsovoj prošlosti sigurno su bili dovoljno snažni da delove planetine kore izbace brzinom većom od brzine bega, tj. nekih 5 km/s. To znamo zato što naučnici na Zemlji povremeno pronalaze meteorite koji jasno potiču sa Marsa; ti komadi su očigledno lutali po solarnom sistemu pre nego što su završili kod nas. Ako su neku delovi sa Marsa dospevali na Zemlju, sigurno su mnogi od njih pogađali i Fobos. Možda su rojevi kamenja lansiranih sa površine Marsa posle nekog velikog udara stvarali nizove kratera koje danas viđamo na Fobosu. Ustvari, prema nekim procenama, više od 10 procenata površine satelita možda sadrži materijal koji potiče sa Marsa.
Sagledana u tom svetlu, strategija ruskog „Fobos-grunta“ izgleda prilično pametna. Uprkos svojoj malenkosti, može da se ispostavi da je Fobos jedno od najintrigantnijih mesta u Sunčevom sistemu. Zahvaljujući svom jedinstvenom položaju, to bi mogla da postane prirodna ispostava za naredne svemirske ekspedicije, bilo da su one sa ljudskom posadom ili samo sa robotima. Ako postoji odskočna daska sa Zemlje ka Marsu, možda bi čudna, intrigantna svemirska kamenica mogla da bude baš ta.
Ruska letilica „Fobos-grunt“ će biti lansirana 9. novembra.
Cev za transfer uzoraka L-oblika proteže se od povratnog modula (žuta na vrhu) i solarnog panela do dna lendera. Vide se još i dve (od tri) noge stajnog trapa, robotska ruka za uzimanje uzoraka, tankovi za gorino i azot, glavna antena (desno) itd.
[1] Oko 20 cm na svakih 100 godina.
[2] U čitavom letu od Fobosa do Zemlje goniće ga samo 1 hidrazinski raketni motor potiska 130,5 N (13 kg)! Za orijentaciju će imati na raspolaganju 16 malih azotnih trastera potiska 0,08 kg. Svo gorivo će se nalaziti u 4 tanka: 2 za hidrazin i 2 za azot. Struju za sve uređaje davaće solarni panel površine svega 1,65 m2.
[3] Zapravo, često se prećutkuje da će tu postojati i dva slična kontejnera sa bakterijama koje će poslati ruski Institut za biologiju.
KOJI TELESKOP DA KUPIM?
