Zasadzka na kometę. Przełomowa misja Comet Interceptor z polskim udziałem
Jak zbadać kometę, która po raz pierwszy odwiedziła Układ Słoneczny? Wysłanie sondy z Ziemi zajęłoby zbyt wiele czasu, dlatego Europejska Agencja Kosmiczna organizuje wyjątkową misję. Na spotkanie komety wyruszy sonda Comet Interceptor "zaparkowana" z wyprzedzeniem w kosmosie.
Celem misji Comet Interceptor są komety międzygwiezdne
W 2014 r. świat z zachwytem obserwował pionierską misję sondy Rosetta, której celem było dostarczenie lądownika Philae na powierzchnię komety 67P/Czuriumow-Gierasimienko. Misja, choć przebiegała nie bez problemów, okazała się gigantycznym sukcesem.
Jej przeprowadzenie było możliwe, ponieważ 67P/Czuriumow-Gierasimienko to kometa okresowa, czyli taka, która krąży wokół Słońca po eliptycznej, niekiedy bardzo rozciągniętej orbicie, powracając w jego okolice w regularnych odstępach czasu. Przykładem takich obiektów jest słynna kometa Halleya (co 74-79 lat) czy 67P/Czuriumow-Gierasimienko (6,5 roku).
Ta cykliczność pozwala z wyprzedzeniem przygotować misję i rozpocząć ją w takim czasie, aby startująca z Ziemi sonda zdołała spotkać się w przestrzeni kosmicznej z pędzącą kometą.
Dalsza część artykułu pod materiałem wideo
Doświadczanie wydarzeń muzycznych w XXI w. | Historie Jutra
Dlatego Rosetta, która wystartowała z Ziemi w 2004 roku, dekadę później mogła badać kometę, wysłać na jej powierzchnię lądownik i ostatecznie – po dwóch latach badań - w kontrolowany sposób uderzyć o jej powierzchnię.
Komety międzygwiezdne, przybysze z daleka
Taki przebieg misji jest niemożliwy w przypadku komet międzygwiezdnych, które pojawiają się w Układzie Słonecznym po raz pierwszy. Od momentu ich wykrycia mamy zbyt mało czasu, aby przygotować misję i wysłać sondę, która będzie miała szansę na spotkanie z kometą.
Tymczasem komety międzygwiezdne są wyjątkowo interesujące. Wszystko za sprawą faktu, że to długodystansowi podróżnicy, pędzący przez przestrzeń kosmiczną i niosący informacje na temat jej odległych zakątków, do których nie dotarła jeszcze żadna zbudowana przez ludzi sonda.
Możliwość zbadania takiego obiektu jest z punktu widzenia nauki bezcenna i daje szansę, aby lepiej zrozumieć rozkład materii międzygwiezdnej i dynamikę systemów planetarnych. Odwiedzenie bardzo odległych miejsc w kosmosie jest na razie poza naszym zasięgiem, ale możemy zbadać obiekt, który podczas swojej podróży był w miejscach dla ludzi nieosiągalnych.
Zasadzka na kometę
Dlatego Europejska Agencja Kosmiczna wraz z Japońską Agencją Kosmiczną (JAXA) przygotowują zasadzkę na kometę, czyli misję sondy Comet Interceptor. Należy ona do kategorii misji o oznaczeniu F (fast), czyli przygotowywanych w krótkim czasie, gdzie budowa sondy trwa nie więcej niż osiem lat.
Tak duże tempo prac wymaga zaangażowania najlepszych specjalistów z całego świata - w tym z Polski. Jedną z kluczowych postaci zaangażowanych do misji Comet Interceptor jest Polka, prof. Hanna Rothkaehl z Centrum Badań Kosmicznych PAN.
To naukowczyni o ugruntowanej pozycji - szefowa jednej z trzech polskich stacji europejskiego radioteleskopu LOFAR (Low-Frequency Array for radio astronomy), zaangażowana także m.in. w realizację chińskiej misji Chang’e 4 czy europejskiej JUICE.
W misji Comet Interceptor prof. Hanna Rothkaehl pełni rolę priciple investigator (głównej badaczki). Kieruje pracami ponad 100-osobowego zespołu, odpowiedzialnego za jedno z kluczowych urządzeń DFP (Dust, Field and Plasma).
Jest to misja "łapania komety", czyli Comet Interceptor. Mam w niej szczególnie odpowiedzialną rolę, ponieważ kieruję międzynarodowym zespołem badaczy, którego zadaniem jest skonstruowanie dwóch instrumentów umieszczonych na dwóch z trzech satelitów Comet Interceptora. Instrumenty te są przeznaczone do diagnostyki właściwości środowiska plazmowego wokół komety, a także do opisania jego ewolucji w trakcie podróży przez Układ Słoneczny.
Kosmiczny parking
Misja rozpocznie się w 2029 r., gdy z Ziemi wystartuje rakieta Ariane 6, której ładunkiem, obok teleskopu kosmicznego ARIEL (Atmospheric Remote‐sensing Infrared Exoplanet Large‐survey), będzie sonda Comet Interceptor. Sonda zostanie "zaparkowana" w odległej przestrzeni kosmicznej i będzie czekać, aż nasz układ planetarny odwiedzi niezapowiedziany gość.
Może to być kometa długookresowa, czyli taka, która obiega Słońce w czasie dłuższym niż 200 lat lub - na co liczą organizatorzy misji - kometa międzygwiezdna (jednopojawieniowa). To właśnie na jej spotkanie pomknie sonda, rozpoczynając ten etap podróży nie z Ziemi, ale z punktu odległego od niej o ok. 1,5 mln km.
Zasadzka na kometę będzie możliwa, ponieważ sonda będzie oczekiwać w miejscu znanym pod nazwą L2 (punkt libracyjny L2, punkt Lagrange’a L2). Umieszczony tam obiekt pozostaje w bezruchu względem Ziemi i Słońca, a ewentualne zmiany położenia są minimalne, więc ich korygowanie nie wymaga zużywania dużych ilości bezcennej w komosie energii.
Właśnie dlatego w L2 "zaparkowany" jest np. Kosmiczny Teleskop Jamesa Webba. Trafi tam także sonda Comet Interceptor, która będzie oczekiwać na wykrycie nadciągającej komety i sygnał do wyruszenia na jej spotkanie.
Gdy to nastąpi, Comet Interceptor rozdzieli się na trzy współpracujące z sobą sondy A, B1 i B2, wyposażone w różne urządzenia badawcze (w dwóch z nich – A i B2 – znajdzie się urządzenie DFP opracowane przez zespół prof. Rothkaehl). Dzięki temu sondy otoczą badany obiekt, co pozwoli na lepsze poznanie jego właściwości i stworzenie szczegółowej, trójwymiarowej mapy.
Sonda po osiągnięciu miejsca w przestrzeni okołoziemskiej, gdzie siły grawitacyjne nie będą na tyle aktywne, aby zmieniać orbitę głównego satelity (na pokładzie którego będą umieszczone dwa małe satelity), będzie oczekiwać na znalezienie takiej komety, która po raz pierwszy dotarła do Układu Słonecznego bądź jest w nim stosunkowo krótko. Wtedy nastąpi etap podróży do tej komety, separacji trzech statków kosmicznych i maksymalnego zbliżenia do komety nawet na odległość ok. 400 km.
Dlaczego warto badać komety?
To niezwykle ambitne przedsięwzięcie ma znaczenie nie tylko dla rozwoju nauki i abstrakcyjnych – z punktu widzenia wielu ludzi - badań. Ma także znaczenie praktyczne, istotne dla bezpieczeństwa naszej planety, której w przyszłości może zagrozić uderzenie jakiegoś nieznanego jeszcze, dużego, kosmicznego obiektu.
Poszukiwaniem takich zagrożeń zajmuje się amerykański program badawczy Catalina Sky Survey. Nad półkulą południową czuwa australijski Siding Spring Survey, a własny program obrony planetarnej uruchomiły także Chiny. żaden z nich nie wykrył na razie obiektów, których uderzenie mogłoby zagrozić ziemskiemu życiu.
Potencjalnie najbardziej groźna była - do niedawna - asteroida 2024 YR4. Prawdopodobieństwo uderzenia w 2032 r. tego obiektu o średnicy 50-60 m szacowano nawet na ponad 3 proc., ale badania przeprowadzone na początku 2025 r. pozwoliły na zredukowanie ryzyka do zera (0 w skali Torino).
Nie można jednak wykluczyć, że w przyszłości będziemy musieli zmierzyć się z większym obiektem i większym prawdopodobieństwem kolizji. Dzięki misji Comet Interceptor nie tylko lepiej zrozumiemy procesy zachodzące w odległym wszechświecie, ale także poznamy potencjalne zagrożenie. Będziemy lepiej przygotowani do hipotetycznej, przyszłej misji, której zadaniem może być zmiana trajektorii komety, znajdującej się na kursie kolizyjnym z Ziemią.
