Podsumowanie 2015 roku: świat

Rok 2015 obfitował w wyjątkowe wydarzenia w sektorze kosmicznym. Zapraszamy do zapoznania się z naszym podsumowaniem najważniejszych tematów związanych z astronautyką w mijającym roku.

1. Rok planet karłowatych

W kończącym się niebawem roku dwie sondy dotarły do dwóch najbardziej znanych planet karłowatych naszego Układu Słonecznego: Ceres i Plutona. W obu przypadkach doszło do zaskakujących i ważnych odkryć.

Krater Occator na Ceres widziany przez sondę Dawn z odległości 1470 km. Mozaika dwóch zdjęć o krótkim i długim czasie ekspozycji / Credit: NASA/JPL-Caltech/UCLA/MPS/DLR/IDA

W kwietniu sonda Dawn weszła na orbitę Ceres. Jeszcze zanim ta sonda zbliżyła się do tej planety karłowatej, oczom naukowców ukazał się zagadkowy jasny twór we wnętrzu jednego z kraterów. Po rozpoczęciu regularnych obserwacji z orbity okazało się, że takich jasnych tworów jest znacznie więcej.

Łącznie wykryto ich ponad 130. Aktualnie naukowcy uważają, że jasne twory to pokłady soli siarczanu magnezu, z którą wcześniej był wymieszany lód wodny. Ten lód “wyparował” (w procesie zwanym sublimacją), co utworzyło słabą otoczkę gazową wokół Ceres.

Sonda Dawn w 2015 roku obniżyła swoją orbitę z wysokości 13 500 km do zaledwie 375 km. Z tej orbity Dawn dostarcza zdjęcia o maksymalnej rozdzielczości rzędu 35 m/pix. Jest to ponad 800 razy lepsza rozdzielczość od tej, która osiągalna była przez teleskop Hubble.

Jedno ze zdjęć Plutona w największej rozdzielczości / Credits – NASA/Johns Hopkins University Applied Physics Laboratory/Southwest Research Institute

Trzy miesiące później, 14 lipca, sonda New Horizons przeleciała obok Plutona. Przelot doprowadził do prawdziwej rewolucji w naszym postrzeganiu tego obiektu, jego księżyców i zewnętrznego Układu Słonecznego.

Na Plutonie wykryto jasne młode obszary, które znajdują się w pobliżu rejonów o wieku liczonym w miliardach lat. Jest to duże zaskoczenie – wcześniej naukowcy byli bardziej skłonni do zdania, że w zewnętrznym Układzie Słonecznym nie ma aktywnych globów.

Tymczasem skala procesów zachodzących na Plutonie okazała się być dużym zaskoczeniem. Pojawiło się nawet pytanie, czy pod powierzchnią tej planety karłowatej nie znajduje się ocean ciekłej wody.

Od momentu przelotu do końca 2015 roku sonda New Horizons przesłała zaledwie połowę zebranych danych. Ile jeszcze tajemnic skrywa się w pozostałych zdjęciach i pomiarach, które dotrą na Ziemię w 2016 roku?

2. Rok udanych powrotów rakiet

Ten rok był przełomowy dla technologii rakietowych. Kto wie, czy udane kontrolowane powroty rakiet, które po raz pierwszy nastąpiły w 2015 roku, dramatycznie nie zmienią sytuacji dostępności kosmosu w perspektywie zaledwie kilku lat.

New Shepard podchodzi do lądowania – 23.11.2015 / Credits – Blue Origin

Zupełnie nieoczekiwanie pierwszą firmą, której udała się sztuka kontrolowanego lądowania rakiety powracającej z dużej wysokości, okazała się być Blue Origin, pracująca nad załogowym systemem suborbitalnym. Jej druga próba lądowania, wykonana 23 listopada, zakończyła się pełnym sukcesem. Był to powrót względnie małej rakiety New Shepard, która powróciła ze stosunkowo prostego lotu balistycznego z pułapu 100,5 km.

Drugie udane lądowanie należało do firmy SpaceX i o nim można mówić jako o przełomowym, gdyż udało się sprowadzić pierwszy stopień rakiety z jej trajektorii na orbitę. Do wyczynu doszło 22 grudnia, podczas lotu rakiety Falcon 9R v1.2 tzw. “Full Thrust”. Po serii nieudanych prób lądowania pierwszego stopnia Falcona 9R na morskiej platformie (choć do sukcesu zawsze “niewiele brakowało”), firmie SpaceX udało się uzyskać zezwolenie na lądowanie na lądzie. Pierwsze lądowanie okazało się być udane. Smaku całej sytuacji nadaje fakt, że był to jednocześnie powrót do lotów po wcześniejszej w tym roku katastrofie i pierwszej utracie nosiciela oraz ładunku przez SpaceX.

Lądowanie pierwszego stopnia Falcona 9R – 22 grudnia 2015 / Credits – SpaceX, SpaceVids.tv

Udane lądowanie dolnego stopnia rakiety orbitalnej to dopiero pierwszy krok. Przed firmą SpaceX stoją teraz kolejne wyzwania: powtórzenie udanych lądowań na lądzie, dalsze wynoszenie statków Dragon, przymiarki do ponownego wykorzystania odzyskanych stopni oraz przygotowania do certyfikacji załogowej wersji statku Dragon. Ile się uda w przyszłym roku?

Pierwszy stopień Falcona 9R po lądowaniu / Credits – SpaceX

3. Ponad 2000 egzoplanet

W 2015 roku w katalogu znanych i potwierdzonych egzoplanet znalazło się ponad dwa tysiące “obcych światów”. Aż trudno uwierzyć, ale zaledwie dziesięć lat temu ludzkość znała jedynie około 180 planet pozasłonecznych, a dwadzieścia lat temu znano ich zaledwie pięć (z tego trzy odkryte przez Aleksandra Wolszczana).

Największy postęp w dziedzinie egzoplanet dokonał się w kilku ostatnich latach, w szczególności w 2014 roku. Duża część w tym postępie to zasługa misji Kepler, która pomiędzy 2009 a 2013 rokiem obserwowała obszar nieba na granicy gwiazdozbioru Łabędzia, Smoka i Lutni. W 2014 roku NASA poinformowała o odkryciu 715 planet pozasłonecznych z danych pochodzących z misji Kepler.

Po rekordowym 2014 roku, w którym odkryto łącznie 904 egzoplanety, w 2015 roku nastąpił spadek w ilości odkryć. Z pewnością bezpośredni wpływ na te statystyki ma kosmiczny teleskop Kepler, realizujący misję rozszerzoną K2, w której odkrycia następują rzadziej. Wciąż jednak astronomowie z całego świata informowali o nowych odkryciach. Łącznie w tym roku odkryto ponad 180 nowych planet pozasłonecznych.
Zdecydowanie najciekawszym odkryciem w tym roku były dziwne tranzyty w układzie gwiazdy KIC 8462852. Niektórzy dopatrywali się nawet obecności sztucznych struktur, zbudowanych przez inną cywilizację!

4. Nowe misje badawcze, koniec MESSENGER

Ziemia i Księżyc okiem DSCOVR / Credits – NASA, NOAA

2015 rok to początek kilku ciekawych misji naukowych. Najciekawsze to: europejska Lisa Pathfinder, amerykańskie DSCOVR oraz MMS, indyjska Astrosat i chińska DAME. Na wzmiankę także zasługuje japońska misja Akatsuki, której udało się w tym roku wejść na orbitę Wenus. Jej wejście nastąpiło po pięciu latach przebywania w przestrzeni międzyplanetarnej – poprzednia próba wejścia (w grudniu 2010 roku) się nie udała wskutek awarii.

W mijającym roku zakończyła się misja MESSENGER – pierwszego orbitera Merkurego. Ta misja ostatecznie zakończyła się 30 kwietnia, gdy sonda uderzyła w powierzchnię pierwszej planety od Słońca.

5. Trwa roczna misja na ISS

Michaił Kornijenko i Scott Kelly / Credits – Roskosmos i NASA

Na pokładzie Międzynarodowej Stacji Kosmicznej (ISS) trwa pierwszy “roczny” lot astronautów. Uczestniczą w nim Amerykanin Scott Kelly oraz Rosjanin Michaił Kornijenko. Jest to pierwszy tak długi lot na pokładzie ISS, choć należy przypomnieć, że w latach dziewięćdziesiątych Rosjanie już wykonywali roczne (a nawet dłuższe) loty na pokładzie stacji Mir.

Kelly i Kornijenko znajdują się na orbicie od marca, na Ziemię wrócą zaś po jedenastu i pół miesiącach na początku 2016 roku. Tak długie loty to nowość dla amerykańskiej agencji kosmicznej, zaś w kontekście nadchodzących coraz dłuższych lotów poza niską orbitę okołoziemską w nadchodzącej dekadzie konieczne będą coraz dłuższe loty oraz badania nad długotrwałym przebywaniem astronautów w nieważkości. Dotychczas rekordowy pobyt Amerykanina podczas jednego lotu wynosił 215 dni (Michael Lopez-Alegria).

Co ciekawe, podczas gdy Scott Kelly przebywa na pokładzie Stacji Kosmicznej, jego brat bliźniak Mark (również astronauta) pozostaje na Ziemi. Po zakończonej misji wyniki zdrowotne obu zostaną porównane. Za to dla Rosjan będzie to w najbliższym czasie najdłuższy taki lot. Ze względów geopolitycznych współpraca amerykańsko-rosyjska i tak już jest mocno ograniczona, zaś Rosjanie stwierdzili, iż kolejnymi “rocznymi” lotami nie są szczególnie zainteresowani. Z drugiej strony to w 2015 roku ponownie pobity został rekord łącznego przebywania człowieka w przestrzeni kosmicznej. Należy on do Giennadija Padałki, który podczas pięciu lotów spędził 879 dni na orbicie okołoziemskiej.

6. Dalsze badania Marsa

Aktualnie na powierzchni Marsa funkcjonują dwa łaziki: Opportunity i Curiosity. Wokół Czerwonej Planety krąży pięć działających orbiterów: amerykańskie Mars Odyssey, MRO i MAVEN, europejska sonda Mars Express oraz indyjska Mangalyaan.

W mijającym roku doszło do dalszych ciekawych opracowań uzyskanych wyników badań Marsa. Najważniejszym z nich jest mocne potwierdzenie wcześniejszych obserwacji obecności ciekłej wody (w postaci gęstej solanki) na powierzchni tej planety. To odkrycie zawdzięczamy orbiterom. Z kolei Curiosity wykrył skały z krzemionką w swoim składzie – co ciekawe niektóre ze skał powstały w warunkach bardzo wysokiej temperatury a inne w środowisku wodnym.

7. Niepowodzenia

Rozerwanie rakiety Falcon 9R v1.1 / Credits – NASA TV

W 2015 nastąpiło także kilka poważnych katastrof, które w pewnym momencie groziły ewakuacją Międzynarodowej Stacji Kosmicznej na skutek niedostarczenia zapasów. Pod koniec kwietnia podczas wynoszenia na orbitę uszkodzony przez górny stopień rakiety został Progress M-27M. Nad statkiem utracono kontrolę i w niekontrolowany sposób wszedł on w górne warstwy atmosfery.

Dwa miesiące później po wielu latach udanych misji katastrofa dosięgnęła również firmę SpaceX w 44 urodziny Elona Muska. Z powodu awarii w górnym stopniu wkrótce po starcie eksplodowała rakieta Falcon 9 z kapsułą Dragon. Obie opisywane katastrofy wraz z eksplozją rakiety Antares pod koniec października w 2014 roku ze statkiem Cygnus, sprawiły iż załodze Międzynarodowej Stacji Kosmicznej groziła ewakuacja ze względu na brak żywności oraz innych zasobów do życia. Na szczęście kolejne loty logistyczne (w tym japońskiego statku HTV) do ISS przebiegły bez problemów.

Dla rosyjskiego programu kosmicznego 2015 nie był najlepszy. Prócz utraconego Progressa M-27M, awarii uległa również rakieta Proton-M z satelitą telekomunikacyjnym dla Meksyku. Z Rosji nadchodzą coraz wyraźniejsze sygnały o pogarszającej się kontroli jakości oraz odchodzeniu doświadczonej kadry inżynierów. Wpłynęło to już nawet na rynek rosyjskich ubezpieczeń, gdyż niektóre firmy nie chcą ubezpieczać lotów rosyjskich satelitów.

Nieudany był także pierwszy lot małej amerykańskiej rakiety orbitalnej Super Strypi. Do startu doszło 4 listopada z bazy Barking Sands na Hawajach. Miał to być pierwszy orbitalny lot rakiety z tej bazy, z której dotychczas latały rakiety sondujące. Lot zakończył się na około 8 sekund przed końcem pracy pierwszego stopnia, gdy rakieta rozłamała się.

8. Program CCP i NASA

Wizja lat 30. XXI wieku? Astronauta spogląda na Marsa z powierzchni Fobosa / Credits – NASA

Amerykańska agencja NASA kontynuuje strategię “Flexible Path”, której celem jest załogowa misja na Marsa. Według tegorocznych prognoz, lądowanie człowieka powinno nastąpić około 2040 roku. Etapami pośrednimi w locie do Czerwonej Planety prawdopodobnie będą: misja ARM, eksploracja przestrzeni w pobliżu Księżyca i lądowanie na Fobosie.

Warto jeszcze wspomnieć o programie Commercial Crew Program (CCP), który jest finansowany przez NASA. Ten program ma na celu wsparcie prywatnych firm w stworzeniu konkurencyjnych systemów transportu załóg do Międzynarodowej Stacji Kosmicznej (ISS). CCP wszedł w ostatnich latach w ostatnią swoją fazę – Commercial Crew Transportation Capability (CCtCap), której celem jest dokończenie programów budowy oraz certyfikacji załogowych statków kosmicznych.

Kapsuła CST-100 Starliner / Credits – Boeing

Faza CCtCap została ogłoszona jeszcze w 2013 r., a podanie wyników konkursu nastąpiło 16 września 2014 r. Jednak na skutek protestu złożonego przez jedną z firm, ostateczne wyniki zostały ogłoszone dopiero 5 stycznia 2015 r., gdy odrzucono odwołanie Sierra Nevada Corp.

Tak więc beneficjentami fazy CCtCap zostali: The Boeing Co. – 4,2 mld USD na rozwój systemu transportowego w oparciu o statek CST-100 Starliner oraz Space Exploration Technologies (SpaceX) – 2,6 mld USD na rozwój załogowej wersji ich transportowego statku (Dragon 2).

Rzeczywiste finansowanie w CCP zależne jest jednak od budżetu NASA corocznie uchwalanego przez Kongres USA, który zazwyczaj dość wstrzemięźliwie podchodzi do przydzielania pieniędzy na ten cel. Pod koniec 2015 roku jednak w budżecie na 2016 po raz pierwszy Kongres przyznał na CCP kwotę zgodną z zapotrzebowaniem NASA. Dzięki temu agencja zamówiła już trzy loty załogowe: jeden na Dragonie 2 i dwa na CST-100 Starliner. Loty mają się odbywać regularnie od grudnia 2017 roku.

W 2015 r. obie firmy prowadziły prace nad poszczególnymi systemami swych statków i rakiet. Pewne obawy rodzi czerwcowa katastrofa rakiety Falcon 9 firmy SpaceX, która może opóźnić proces certyfikacji do lotów załogowych. Obie firmy przystosowują już swoje wyrzutnie do lotów załogowych: Boeing modernizuje SLC-41 w Cape Canaveral, natomiast SpaceX przebudowuje historyczne, wydzierżawione stanowisko SLC-39A w sąsiadującym Kennedy Space Center.

9. Pozostałe ważne wydarzenia 2015 roku

Wśród wielu wydarzeń z 2015 roku warto wymienić jeszcze kilka kolejnych:

• Rosyjski satelita Łucz, poruszający się po orbicie geostacjonarnej, kilka razy zbliżył się na bardzo niewielką odległość do innych satelitów. Jest możliwe, że te manewry mają charakter “Signal Intelligence”.
• Na konferencji IAC 2015, która odbyła się w październiku tego roku w Izraelu, zaprezentowano kilka ważnych informacji, w tym “Moon Village”. Na tej konferencji zorganizowane było stanowisko polskich firm i instytutów naukowych.
• Pod koniec grudnia doszło do rozwiązania rosyjskiej agencji kosmicznej Roskosmos, która została zastąpiona… Roskosmosem w formie państwowej firmy.
• Trwa czwarta misja amerykańskiego bezzałogowego mini-promu X-37B. Jej start nastąpił 20 maja 2015 i nie wiadomo kiedy nastąpi lądowanie – prawdopodobnie nie wcześniej niż w połowie przyszłego roku.
• Opublikowano raport z katastrofy SpaceShipTwo (z października 2014). W międzyczasie trwa budowa drugiego egzemplarza tego rakietoplanu, jednak z dostępnych informacji wynika, że nie będzie on w stanie sięgnąć “granicy kosmosu”, czyli wysokości 100 km nad Ziemią.
• W maju firma SpaceX przeprowadziła udany “pad abort”, czyli test działania sytemu ratunkowego dla kapsuły załogowej Dragon.

Pad abort kapsuły Dragon 2 – 6 maja 2015 / Credits – SpaceX

Zapraszamy do lektury podsumowań poprzednich lat: 2014, 2013 (część 1, część 2, część 3), 2012 i 2011. 

Tekst powstał dzięki wspólnej pracy Michała Moroza, Macieja Mickiewicza, Jana Szturca i Krzysztofa Kanawki.