Czy wyprawa na asteroidę Eros pozwoli odkryć tajemnice z czasów, gdy rodziło się Słońce, planety i życie?
23 grudnia 1998 r. po pokonaniu 2,5 mld km sonda NEAR (Near Earth Asteroid Rendezvous) przemknęła w pobliżu asteroidy 433 Eros, wykonując ponad 1100 kolorowych zdjęć ukazujących jej powierzchnię. Pomogą one ustalić kształt, wielkość i budowę Erosa oraz być może po raz pierwszy ukażą nam księżyce planetoidy. Trzy dni wcześniej, gdy sondę dzieliło od Erosa 242 tys. km, inżynierowie - wykorzystując główny silnik rakietowy sondy - rozpoczęli serię manewrów pozwalających wyhamować statek i umieścić go na orbicie w odległości 200 km od asteroidy.
Próba nie powiodła się i utracono łączność z sondą. Po 27 godzinach ponownie ją nawiązano. Niestety, przerwa w komunikacji opóźni planowane na 10 stycznia 1999 r. rozpoczęcie eksploracji Erosa o co najmniej kilka miesięcy. Dziś NEAR znajduje się 390 mln km od Ziemi, a kolejne rendez-vous z Erosem planuje się nie wcześniej niż w sierpniu 1999 r. Wtedy, w trakcie rocznej misji, NEAR niemal otrze się o asteroidę, zbliżając się do jej powierzchni na odległość zaledwie 5 km! - To wyjątkowy moment, gdyż po raz pierwszy zbudowane przez człowieka urządzenie stanie się sztucznym satelitą asteroidy - mówi prof. William V. Boynton z University of Arizona w Tucson. Asteroidy to niewielkie ciała pozbawione atmosfery, zwane "planetkami". Między orbitami Marsa i Jowisza są ich dziesiątki tysięcy. To prawdopodobnie ogromne siły grawitacyjne Jowisza uniemożliwiły miliardy lat temu połączenie się asteroid w jedno ciało. Gdyby tak się stało, utworzyłyby one planetę o połowę mniejszą od Księżyca. Największa asteroida Ceres ma tylko 930 km średnicy. - Nasza wiedza o tych niewielkich mieszkańcach Układu Słonecznego jest bardzo ograniczona. To, co o nich wiemy, wynika z obserwacji dokonanych z Ziemi lub podczas krótkich przelotów sond w ich pobliżu. Teraz po raz pierwszy znajdziemy się "na miejscu" i przez rok będziemy mogli prowadzić bezprecedensowe badania. Spodziewamy się zdumiewających informacji - zapewnia inżynier lotu misji NEAR dr Robert W. Farquhar z Johns Hopkins University Applied Physics Laboratory w Laurel w stanie Maryland, gdzie skonstruowano sondę. Erosa odkryto w 1898 r. jako pierwszą z grupy asteroid, których orbity zbliżają się do Ziemi lub przecinają jej trajektorię. Dziś znamy ich niemal 600, co - jak twierdzą astronomowie - stanowi zaledwie nieznaczny odsetek wszystkich asteroid. Niektóre z tych planetoid docierają w pobliże orbity Ziemi, a nawet zderzały się z nią w przeszłości; do takich spotkań pewnie jeszcze dojdzie. Prawdopodobnie miały one duży wpływ na ewolucję życia i atmosferę naszej planety, mogą też zawierać informacje o naturze planetazymali - pierwotnych niewielkich ciał, z których powstały wewnętrzne planety naszego systemu. Według prognoz - Eros, druga co do wielkości tego typu asteroida, nie zagrozi nam w najbliższej przyszłości, ale za miliony lat może uderzyć w Ziemię. Obecnie przecina orbitę Marsa. Planetoida ta wygląda dość pospolicie - przypomina ziemniaka o średnicy 35 km. Krąży wokół Słońca po eliptycznym torze, raz zbliżając się do orbity Ziemi, a innym razem wędrując w pobliże Marsa. W dzień temperatura na jej powierzchni sięga 100°C, a nocą spada do minus 150°C. Rok na Erosie trwa 643 ziemskie dni, a doba - niewiele ponad pięć godzin. Na planetoidzie występują też pory roku. Teraz, gdy NEAR przemknął w pobliżu Erosa, Słońce rozświetlało biegun południowy, a północny skrywały ciemności. Eros może zdradzić nam wiele tajemnic sprzed 4,6 mld lat, z czasów, gdy rodziło się Słońce i planety. Geolodzy, badając ziemskie skały, poznają historię życia i wędrówki kontynentów. Skorupa Ziemi stale się odnawia, skały w jej wnętrzu przeobrażają się, a na powierzchni ulegają erozji. W zasadzie niemożliwe jest odnalezienie skał pochodzących z pierwszego miliarda lat historii Ziemi. Nieco starsze zachowały się na Księżycu, lecz i on podlegał w odległej przeszłości burzliwym przemianom. Natomiast niektóre asteroidy pozostały prawie nie zmienione od pierwszych 100 mln lat istnienia Układu Słonecznego. Te prastare skały pozwolą więc nam zajrzeć głęboko w przeszłość. Większość informacji o asteroidach zebrano na podstawie badań meteorytów, uważanych za ich okruchy. Niektóre z nich zawierają prastarą materię z wirującego dysku gazu i pyłu, który zagęścił się, tworząc Słońce i planety. Inne noszą ślady krótkich, lecz gwałtownych procesów, jakie musiały zachodzić we wnętrzach i na powierzchniach dużych asteroid: skały topiły się, przeobrażały, wybuchały wulkany. Niestety, meteoryty są jak nie ponumerowane kartki wyrwane z książki - trudno przyporządkować je do odpowiedniego rozdziału. Tak samo nie wiadomo, z której planetoidy pochodzi dany meteoryt. Księga ewolucji Układu Słonecznego nie jest do końca czytelna. Obserwacje z Ziemi doprowadziły astronomów do wniosku, że w różnych rejonach naszej Galaktyki występują inne rodzaje planetoid. Bogate w węgiel tzw. asteroidy typu C przeważają w zewnętrznych obszarach pasa planetoid (znajduje się on między orbitami Marsa i Jowisza), natomiast planetki typu S, bogate w związki krzemu, przeważają w wewnętrznej jego części i w pobliżu orbity Ziemi. Zobaczyliśmy je po raz pierwszy z bliska dzięki zdjęciom wykonanym w 1993 r. przez sondę Galileo podążającą w kierunku Jowisza. Sfotografowała ona planetoidy 951 Gaspra oraz 243 Ida z jej księżycem Daktylem. Przeloty są jednak zbyt krótkie, a odległości za duże, aby zebrać precyzyjne dane dotyczące asteroid. Dlatego w lutym 1993 r. z przylądka Canaveral wysłano w podróż sondę NEAR. Erosa wybrano spośród tysięcy innych planetoid dlatego, że dość dobrze poznano go w 1975 r., gdy przemknął w pobliżu Ziemi w odległości 22 mln km. Zgromadzone wówczas informacje wystarczyły do zaplanowania misji. - Eros należy do grupy planetoid typu S, które są podobne do rzadko znajdowanych na Ziemi meteorytów zbudowanych w połowie z metali i w połowie ze związków krzemu. Mimo iż asteroidy te są bardzo powszechne w przestrzeni międzyplanetarnej, nie wydają się źródłem wielu meteorytów spadających na naszą planetę. Co więcej, najczęściej znajdowane meteoryty, zwane chondrytami, są rzadkie w kosmosie. Niektórzy uważają, że zwykłe chondryty mogą być odłamkami asteroid typu S i że planetki te w rzeczywistości zawierają mniej metali, niż sądzimy - mówi William V. Boynton. Naukowcy od lat próbują dopasować do siebie kawałki meteorytowej układanki, lecz nie bardzo im się to udaje. Wyprawa na Erosa powinna pomóc ułożyć te puzzle. Już dziś możemy się przygotowywać do wirtualnego spaceru po Erosie, gdyż NEAR prześle trójwymiarowe kolorowe obrazy asteroidy, ukazujące detale wielkości 12 m. W tym samym czasie wstępne pomiary wykonają spektrometry. Badając spektrum odbijanego przez powierzchnię asteroidy światła słonecznego, naukowcy dowiedzą się, jakie związki występują na powierzchni Erosa. Spektrometr, czuły na fale wysyłane przez pierwiastki radioaktywne oraz fluorescencje wywoływane przez promieniowanie kosmiczne i słoneczne, pozwoli ustalić, czy znajdują się tam uran, tor, potas i pierwiastki wchodzące w skład skał, takie jak krzem, magnez i żelazo. Laserowy radar nakreśli kształt Erosa, a magnetometr będzie szukać śladów pola magnetycznego. Planetoida prawdopodobnie ma gęste centralne jądro. Powierzchni kamiennego ziemniaka dokładnie przyjrzymy się dopiero, gdy satelita zacznie się do niego zbliżać. Kiedy znajdzie się w odległości zaledwie 5 km, wysokościomierz laserowy wykona pomiary topograficzne Erosa z dokładnością do metra. Gdy NEAR zacznie dokładnie monitorować Erosa, pierwszym odkryciem może być kosmiczny pył. Kilka miesięcy temu na podstawie zdjęć wykonanych przez sondę Mars Global Surveyor dowiedzieliśmy się, że Fobos - większy z dwóch księżyców Marsa - otulony jest niemal metrowej grubości pierzyną kosmicznego kurzu. - To było duże zaskoczenie. Nie sądzę, że Fobos jest wyjątkiem i asteroidy - ciała podobne do niego - również mogą być pokryte pyłem - twierdzi James Spann z NASA Marshall Space Flight Center, dyrektor niedawno utworzonego Dusty Plasmas Laboratory, gdzie prowadzone są badania nad kosmicznym pyłem. W zacienionych miejscach powierzchni Fobosa temperatura spada do minus 112°C, a zaledwie kilka kilometrów dalej, po stronie oświetlanej przez Słońce, sięga minus 4°C. Te ekstremalne różnice między nocną i dzienną stroną pozbawionego izolacji w postaci atmosfery Fobosa to także - jak sądzą naukowcy - znak, że pokrywają go bardzo drobne cząsteczki pyłu, które gdy tylko zajdzie Słońce, szybko tracą ciepło. Mierząc, jak szybko Fobos stygnie, ustalono, czym jest pokryty. Powierzchnia miliardów drobniutkich cząsteczek pyłu jest znacznie większa niż obszar skalistego Fobosa i dlatego szybciej traci ciepło. Jego pyłowa pierzyna niewiele ma więc wspólnego z ochroną przed zimnem. Dlaczego na księżycu Marsa zgromadziła się tak gruba warstwa pyłu? Czy Eros i inne asteroidy również są pokryte kurzem? - Jeśli tak, nie sądzę, że zebrał się on pod wpływem siły grawitacji, gdyż asteroidy są za lekkie. Ale może ziarnka pyłu utrzymują tam siły elektrostatyczne. Krążąc przez miliardy lat w przestrzeni międzyplanetarnej, asteroidy natrafiały na dużą ilość kurzu. Ziarenka naładowane przez energię słoneczną mogą się wzajemnie przyciągać lub odpychać - twierdzi Spann. Możliwe więc, że Eros, podobnie jak Fobos, jest zakurzonym kosmicznym ziemniakiem, nie sprzątanym od miliardów lat. Czy takie są wszystkie asteroidy? Jeśli tak, z pewnością zmieni się nasz stosunek do tych niepozornych skał. Jak zauważa Spann, może się okazać, że asteroidy poza zmieceniem z powierzchni Ziemi dinozaurów i być może innych gatunków niczym wielkie odkurzacze robiły porządki w całym Układzie Słonecznym, zbierając pył i stając się bezcennymi magazynami pierwotnej materii, z której narodziło się Słońce, planety i życie.
Próba nie powiodła się i utracono łączność z sondą. Po 27 godzinach ponownie ją nawiązano. Niestety, przerwa w komunikacji opóźni planowane na 10 stycznia 1999 r. rozpoczęcie eksploracji Erosa o co najmniej kilka miesięcy. Dziś NEAR znajduje się 390 mln km od Ziemi, a kolejne rendez-vous z Erosem planuje się nie wcześniej niż w sierpniu 1999 r. Wtedy, w trakcie rocznej misji, NEAR niemal otrze się o asteroidę, zbliżając się do jej powierzchni na odległość zaledwie 5 km! - To wyjątkowy moment, gdyż po raz pierwszy zbudowane przez człowieka urządzenie stanie się sztucznym satelitą asteroidy - mówi prof. William V. Boynton z University of Arizona w Tucson. Asteroidy to niewielkie ciała pozbawione atmosfery, zwane "planetkami". Między orbitami Marsa i Jowisza są ich dziesiątki tysięcy. To prawdopodobnie ogromne siły grawitacyjne Jowisza uniemożliwiły miliardy lat temu połączenie się asteroid w jedno ciało. Gdyby tak się stało, utworzyłyby one planetę o połowę mniejszą od Księżyca. Największa asteroida Ceres ma tylko 930 km średnicy. - Nasza wiedza o tych niewielkich mieszkańcach Układu Słonecznego jest bardzo ograniczona. To, co o nich wiemy, wynika z obserwacji dokonanych z Ziemi lub podczas krótkich przelotów sond w ich pobliżu. Teraz po raz pierwszy znajdziemy się "na miejscu" i przez rok będziemy mogli prowadzić bezprecedensowe badania. Spodziewamy się zdumiewających informacji - zapewnia inżynier lotu misji NEAR dr Robert W. Farquhar z Johns Hopkins University Applied Physics Laboratory w Laurel w stanie Maryland, gdzie skonstruowano sondę. Erosa odkryto w 1898 r. jako pierwszą z grupy asteroid, których orbity zbliżają się do Ziemi lub przecinają jej trajektorię. Dziś znamy ich niemal 600, co - jak twierdzą astronomowie - stanowi zaledwie nieznaczny odsetek wszystkich asteroid. Niektóre z tych planetoid docierają w pobliże orbity Ziemi, a nawet zderzały się z nią w przeszłości; do takich spotkań pewnie jeszcze dojdzie. Prawdopodobnie miały one duży wpływ na ewolucję życia i atmosferę naszej planety, mogą też zawierać informacje o naturze planetazymali - pierwotnych niewielkich ciał, z których powstały wewnętrzne planety naszego systemu. Według prognoz - Eros, druga co do wielkości tego typu asteroida, nie zagrozi nam w najbliższej przyszłości, ale za miliony lat może uderzyć w Ziemię. Obecnie przecina orbitę Marsa. Planetoida ta wygląda dość pospolicie - przypomina ziemniaka o średnicy 35 km. Krąży wokół Słońca po eliptycznym torze, raz zbliżając się do orbity Ziemi, a innym razem wędrując w pobliże Marsa. W dzień temperatura na jej powierzchni sięga 100°C, a nocą spada do minus 150°C. Rok na Erosie trwa 643 ziemskie dni, a doba - niewiele ponad pięć godzin. Na planetoidzie występują też pory roku. Teraz, gdy NEAR przemknął w pobliżu Erosa, Słońce rozświetlało biegun południowy, a północny skrywały ciemności. Eros może zdradzić nam wiele tajemnic sprzed 4,6 mld lat, z czasów, gdy rodziło się Słońce i planety. Geolodzy, badając ziemskie skały, poznają historię życia i wędrówki kontynentów. Skorupa Ziemi stale się odnawia, skały w jej wnętrzu przeobrażają się, a na powierzchni ulegają erozji. W zasadzie niemożliwe jest odnalezienie skał pochodzących z pierwszego miliarda lat historii Ziemi. Nieco starsze zachowały się na Księżycu, lecz i on podlegał w odległej przeszłości burzliwym przemianom. Natomiast niektóre asteroidy pozostały prawie nie zmienione od pierwszych 100 mln lat istnienia Układu Słonecznego. Te prastare skały pozwolą więc nam zajrzeć głęboko w przeszłość. Większość informacji o asteroidach zebrano na podstawie badań meteorytów, uważanych za ich okruchy. Niektóre z nich zawierają prastarą materię z wirującego dysku gazu i pyłu, który zagęścił się, tworząc Słońce i planety. Inne noszą ślady krótkich, lecz gwałtownych procesów, jakie musiały zachodzić we wnętrzach i na powierzchniach dużych asteroid: skały topiły się, przeobrażały, wybuchały wulkany. Niestety, meteoryty są jak nie ponumerowane kartki wyrwane z książki - trudno przyporządkować je do odpowiedniego rozdziału. Tak samo nie wiadomo, z której planetoidy pochodzi dany meteoryt. Księga ewolucji Układu Słonecznego nie jest do końca czytelna. Obserwacje z Ziemi doprowadziły astronomów do wniosku, że w różnych rejonach naszej Galaktyki występują inne rodzaje planetoid. Bogate w węgiel tzw. asteroidy typu C przeważają w zewnętrznych obszarach pasa planetoid (znajduje się on między orbitami Marsa i Jowisza), natomiast planetki typu S, bogate w związki krzemu, przeważają w wewnętrznej jego części i w pobliżu orbity Ziemi. Zobaczyliśmy je po raz pierwszy z bliska dzięki zdjęciom wykonanym w 1993 r. przez sondę Galileo podążającą w kierunku Jowisza. Sfotografowała ona planetoidy 951 Gaspra oraz 243 Ida z jej księżycem Daktylem. Przeloty są jednak zbyt krótkie, a odległości za duże, aby zebrać precyzyjne dane dotyczące asteroid. Dlatego w lutym 1993 r. z przylądka Canaveral wysłano w podróż sondę NEAR. Erosa wybrano spośród tysięcy innych planetoid dlatego, że dość dobrze poznano go w 1975 r., gdy przemknął w pobliżu Ziemi w odległości 22 mln km. Zgromadzone wówczas informacje wystarczyły do zaplanowania misji. - Eros należy do grupy planetoid typu S, które są podobne do rzadko znajdowanych na Ziemi meteorytów zbudowanych w połowie z metali i w połowie ze związków krzemu. Mimo iż asteroidy te są bardzo powszechne w przestrzeni międzyplanetarnej, nie wydają się źródłem wielu meteorytów spadających na naszą planetę. Co więcej, najczęściej znajdowane meteoryty, zwane chondrytami, są rzadkie w kosmosie. Niektórzy uważają, że zwykłe chondryty mogą być odłamkami asteroid typu S i że planetki te w rzeczywistości zawierają mniej metali, niż sądzimy - mówi William V. Boynton. Naukowcy od lat próbują dopasować do siebie kawałki meteorytowej układanki, lecz nie bardzo im się to udaje. Wyprawa na Erosa powinna pomóc ułożyć te puzzle. Już dziś możemy się przygotowywać do wirtualnego spaceru po Erosie, gdyż NEAR prześle trójwymiarowe kolorowe obrazy asteroidy, ukazujące detale wielkości 12 m. W tym samym czasie wstępne pomiary wykonają spektrometry. Badając spektrum odbijanego przez powierzchnię asteroidy światła słonecznego, naukowcy dowiedzą się, jakie związki występują na powierzchni Erosa. Spektrometr, czuły na fale wysyłane przez pierwiastki radioaktywne oraz fluorescencje wywoływane przez promieniowanie kosmiczne i słoneczne, pozwoli ustalić, czy znajdują się tam uran, tor, potas i pierwiastki wchodzące w skład skał, takie jak krzem, magnez i żelazo. Laserowy radar nakreśli kształt Erosa, a magnetometr będzie szukać śladów pola magnetycznego. Planetoida prawdopodobnie ma gęste centralne jądro. Powierzchni kamiennego ziemniaka dokładnie przyjrzymy się dopiero, gdy satelita zacznie się do niego zbliżać. Kiedy znajdzie się w odległości zaledwie 5 km, wysokościomierz laserowy wykona pomiary topograficzne Erosa z dokładnością do metra. Gdy NEAR zacznie dokładnie monitorować Erosa, pierwszym odkryciem może być kosmiczny pył. Kilka miesięcy temu na podstawie zdjęć wykonanych przez sondę Mars Global Surveyor dowiedzieliśmy się, że Fobos - większy z dwóch księżyców Marsa - otulony jest niemal metrowej grubości pierzyną kosmicznego kurzu. - To było duże zaskoczenie. Nie sądzę, że Fobos jest wyjątkiem i asteroidy - ciała podobne do niego - również mogą być pokryte pyłem - twierdzi James Spann z NASA Marshall Space Flight Center, dyrektor niedawno utworzonego Dusty Plasmas Laboratory, gdzie prowadzone są badania nad kosmicznym pyłem. W zacienionych miejscach powierzchni Fobosa temperatura spada do minus 112°C, a zaledwie kilka kilometrów dalej, po stronie oświetlanej przez Słońce, sięga minus 4°C. Te ekstremalne różnice między nocną i dzienną stroną pozbawionego izolacji w postaci atmosfery Fobosa to także - jak sądzą naukowcy - znak, że pokrywają go bardzo drobne cząsteczki pyłu, które gdy tylko zajdzie Słońce, szybko tracą ciepło. Mierząc, jak szybko Fobos stygnie, ustalono, czym jest pokryty. Powierzchnia miliardów drobniutkich cząsteczek pyłu jest znacznie większa niż obszar skalistego Fobosa i dlatego szybciej traci ciepło. Jego pyłowa pierzyna niewiele ma więc wspólnego z ochroną przed zimnem. Dlaczego na księżycu Marsa zgromadziła się tak gruba warstwa pyłu? Czy Eros i inne asteroidy również są pokryte kurzem? - Jeśli tak, nie sądzę, że zebrał się on pod wpływem siły grawitacji, gdyż asteroidy są za lekkie. Ale może ziarnka pyłu utrzymują tam siły elektrostatyczne. Krążąc przez miliardy lat w przestrzeni międzyplanetarnej, asteroidy natrafiały na dużą ilość kurzu. Ziarenka naładowane przez energię słoneczną mogą się wzajemnie przyciągać lub odpychać - twierdzi Spann. Możliwe więc, że Eros, podobnie jak Fobos, jest zakurzonym kosmicznym ziemniakiem, nie sprzątanym od miliardów lat. Czy takie są wszystkie asteroidy? Jeśli tak, z pewnością zmieni się nasz stosunek do tych niepozornych skał. Jak zauważa Spann, może się okazać, że asteroidy poza zmieceniem z powierzchni Ziemi dinozaurów i być może innych gatunków niczym wielkie odkurzacze robiły porządki w całym Układzie Słonecznym, zbierając pył i stając się bezcennymi magazynami pierwotnej materii, z której narodziło się Słońce, planety i życie.
Więcej możesz przeczytać w 2/1999 wydaniu tygodnika Wprost .
Archiwalne wydania tygodnika Wprost dostępne są w specjalnej ofercie WPROST PREMIUM oraz we wszystkich e-kioskach i w aplikacjach mobilnych App Store i Google Play.