Tesla Roadster – jak teraz może wyglądać?

2

Jak może wyglądać Tesla Roadster po ponad 28 miesiącach krążenia po wewnętrznym Układzie Słonecznym?

W debiutanckim starcie rakieta Falcon Heavy wzniosła się 6 lutego 2018 roku o godzinie 21:45 CET z wyrzutni LC-39A na Florydzie. Rakieta Falcon Heavy (FH) wyniosła w tym pierwszym locie samochód Tesla Roadster, a w nim “kierowcę” – manekin Starman.

Lot zakończył się sukcesem – górny stopień Falcona Heavy, Tesla Roadster oraz Starman znaleźli się na orbicie heliocentrycznej o apogeum przekraczającym orbitę Marsa. Orbita, po której (aktualnie) porusza się ten zestaw jest ekscentryczna (ok. 0,256). Peryhelium tej orbit wynosi 0,986 jednostki astronomicznej, zaś aphelium – 1,663 jednostki astronomicznej. Całość krąży wokół Słońca z czasem 557 dni. Orbita będzie się minimalnie zmieniać wskutek wielu czynników zewnętrznych.

Miesiąc temu Tesla Roadster po raz drugi osiągnęła aphelium swojej orbity. Po raz kolejny Tesla Roadster znajdzie się w pobliżu Ziemi w lutym 2021.

Na początku czerwca 2020 minęło 28 miesięcy od startu Tesli Roadster. Jak przez ten czas mogła się zmienić Tesla oraz Starman?

W Układzie Słonecznym, z dala od niskiej orbity okołoziemskiej (LEO) pojazdy kosmiczne są wystawione na wiele różnych czynników. Pierwszym jest promieniowanie słoneczne na szerokim zakresie fal. Ponadto, statki kosmiczne są wystawione na wiatr słoneczny, czyli różnego rodzaju cząsteczki “wywiewane” przez Słońce. Są to m.in. elektrony, protony, cząstki alfa oraz jony węgla, żelaza, tytanu, azotu, tlenu, siarki, magnezu (i wielu innych). Ponadto, w przestrzeni międzyplanetarnej znajduje się też pył oraz większe cząsteczki materii. Wreszcie, spoza Układu Słonecznego docierają także wysokoenergetyczne cząsteczki i promieniowanie.

Obrót Tesli Roadster – widoczne są zmienne warunki oświetleniowe dla różnych elementów pojazdu (oraz Starmana) / Credits – SpaceX

Podstawową różnicą pomiędzy warunkami LEO a przestrzenią międzyplanetarną jest brak ochronnego pola magnetycznego Ziemi. To pole magnetyczne chroni przed wiatrem słonecznym. Ponadto, w warunkach LEO występuje także większa ilość tlenu atomowego pochodzącego z ziemskiej atmosfery, które wpływają na powierzchnie materiałów. Na pokładzie Międzynarodowej Stacji Kosmicznej (ISS) wykonywana jest seria eksperymentów, w których wystawia się różne materiały na warunki próżni kosmicznej (precyzyjniej – warunki szczątkowej atmosfery). Amerykańskie eksperymenty są wykonywane w serii Materials International Space Station Experiment (MISSE). W ramach MISSE wystawiano już materiały takie jak Kapton, folie mylarowe, teflon, różne (inne) polimery, materiały ceramiczne (np tlenek glinu), aerożele, nanorurki węglowe, stopy metali oraz farby. Eksperymenty MISSE są wystawiane w różnych miejscach ISS, co zmienia ekspozycję na tlen atmosferyczny atmosfery oraz bezpośrednie promieniowanie słoneczne. Dotychczas eksperymenty MISSE przebywały na zewnątrz ISS przez okres do kilku lat.

Eksperyment MISSE-2 - różne materiały (w większości polimerowe) przed instalacją na zewnątrz ISS i po powrocie na Ziemię. Czas wystawienia na warunki LEO - prawie 4 lata / Credits - NASA
Eksperyment MISSE-2 – różne materiały (w większości polimerowe) przed instalacją na zewnątrz ISS i po powrocie na Ziemię. Czas wystawienia na warunki LEO – prawie 4 lata / Credits – NASA

Wyniki z eksperymentów MISSE (i innych) mogą być przydatne dla ustalenia stanu degradacji Tesli Roadster. Z pewnością wiele z materiałów polimerowych na Tesli mogło doświadczyć popękania i odbarwienia wskutek promieniowania słonecznego. Są także możliwe znaczne odkształcenia materiałów, w zależności od zmian temperaturowych jakie mogły wystąpić w różnych momentach orbity i wskutek promieniowania słonecznego.

W przypadku elementów metalowych (wykonanych ze stopów aluminium) prawdopodobnie zmiany są mniej widoczne, jednak z pewnością doszło do pewnej degradacji farby. Stopień degradacji prawdopodobnie jest różny w zależności od miejsc wystawionych bezpośrednio na promieniowanie słoneczne i tych przed nim ukrytych. W podobny sposób może oddziaływać wiatr słoneczny. W konsekwencji, można się spodziewać dużych różnic w “zaczerwienieniu” kolorów, a także pęknięć i innych uszkodzeń. W przypadku elementów szklanych prawdopodobnie doszło do zmatowienia.

Osobnym tematem są uszkodzenia od potencjalnych uderzeń pyłu czy większych drobin materii. W tym przypadku można się spodziewać mniejszych i większych “kraterów” na powierzchni Tesli Roadster. W skrajnym przypadku mogło dojść do poważniejszych uszkodzeń wskutek kolizji. Jeśli do tego doszło, wówczas cały zestaw Tesli i górnego stopnia powinien się zacząć obracać – co może być zauważone podczas następnego zbliżenia do Ziemi (czas zmiany jasności całego zestawu).

Podobnych uszkodzeń można się spodziewać w materiałach Starmana. Najmniejsze uszkodzenia prawdopodobnie wystąpiły w miejscach nie wystawionych bezpośrednio na promieniowanie czy wiatr słoneczny – czyli te przylegające do siedzenia Tesli.

Dużą niewiadomą jest wpływ odgazowania na poszczególne elementy Tesli. Zwykle “profesjonalny” sprzęt, który będzie wystawiony na warunki kosmiczne jest “wygrzewany” i “odgazowywany”, co pozwala na uniknięcie nieprzewidzianych sytuacji. W przypadku Tesli kilka elementów mogło doświadczyć szybkiego odgazowania, czego wynikiem mogą być różnego rodzaju wybrzuszenia, pęknięcia lub nawet uszkodzenia materiałów – przede wszystkim polimerowych.

Niestety, prawdopodobnie w ciągu kilkunastu lat dojdzie do dużej degradacji wszystkich “delikatniejszych” elementów Tesli czy Starmana. W kilku przypadkach uszkodzenia prawdopodobnie będą głębsze niż tylko same wierzchnie warstwy. Można się spodziewać dużych rozwarstwień, a nawet fragmentacji. Tego typu uszkodzenia są notowane u niektórych starszych satelitów, od których uwalniają się elementy folii. Przykładem może być śmieć kosmiczny o oznaczeniu A10bMLz.

W połowie tej dekady powinna powstać stacja LOP-G Gateway, krążąca na orbicie NHRO “wokół” Księżyca. Będzie to świetne miejsce do badania procesu degradacji (i zapobiegania degradacji!) materiałów w warunkach “głębokiego kosmosu”. To z kolei będzie mieć duże znaczenie na dobór materiałów dla przyszłych projektów eksploracyjnych: budowy bazy księżycowej oraz pojazdu do załogowego lotu na Marsa.

Ważne: artykuł chroniony prawem autorskim, co oznacza że wszelkie prawa, w tym Autorów i Wydawcy są zastrzeżone. Zabronione jest dalsze rozpowszechnianie tego artykułu w jakiejkolwiek formie bez pisemnej zgody ze strony właściciela serwisu Kosmonauta.net – firmy Blue Dot Solutions. Napisz do nas wiadomość z prośbą o wykorzystanie. Niniejsze ograniczenia dotyczą także współpracujących z nami serwisów.

(NASA)

2 komentarze

  1. nie zdałby egzaminu n aprawo jazdy w Polsce, kierownice trzyma jedną ręką.

    Najgorsze jest to, że nikt nie zaproponował, że zrobi teleskop, aby go wynieść i po prostu użyli balastu. A moglibysmy mieć fajny teleskop, który ma ekspozycje ze sto dni (czyli srednio jak hubble) i to w miejscu gdzie nie ma nas ani innych teleskopów.

  2. Zakładając że za 5-6 lat podróże na GEO będą możliwe w o wiele większym stopniu niż teraz, to misja do Tesli mogła by być realna. Może wiedza jak wygląda teraz ta tesla była by wartościowa…

Leave A Reply