Dlaczego wyprawa na Księżyc jest dziś „trudniejsza” niż 50 lat temu?

Wyzwania związane z budową statku kosmicznego, procesem lądowania i brakiem doświadczenia firm prywatnych doprowadziły do ​​niepowodzenia wielu ostatnich misji księżycowych.

Rakieta Vulcan Centaur z lądownikiem księżycowym Peregrine startuje z platformy startowej. Zdjęcie: William Harwood/CBS News

O godzinie 13:18 8 stycznia (czasu w Hanoi ) rakieta Vulcan Centaur wystartowała w kosmos z Florydy w USA, niosąc lądownik księżycowy Peregrine. Amerykańska firma Astrobotic Technology opracowała lądownik Peregrine w ramach kontraktu z NASA. Start niósł nadzieję na pierwszy od ponad pół wieku powrót amerykańskiego lądownika na powierzchnię Księżyca.

Jednak wkrótce po starcie firma Astrobotic Technology odkryła, że ​​Peregrine traci paliwo. Brak paliwa szybko zredukował szanse statku kosmicznego na łagodne lądowanie na Księżycu do zera.

Peregrine to nie jedyna niedawna awaria. Rosyjska sonda kosmiczna Łuna 25 uległa awarii i rozbiła się w 2023 roku, prawie 60 lat po pierwszym miękkim lądowaniu radzieckiej Łuny 9. Prywatnie budowane lądowniki księżycowe mają jak dotąd 100-procentowy wskaźnik awaryjności. Oprócz Peregrine'a, w 2019 roku rozbił się izraelski lądownik Beresheet, a w zeszłym roku rozbił się lądownik japońskiej firmy ispace.

Wyzwania związane z lądownikami księżycowymi

Jednym z fundamentalnych wyzwań jest waga, jak twierdzi Jan Wörner, były dyrektor Europejskiej Agencji Kosmicznej (ESA). „Zawsze jesteśmy na krawędzi porażki, ponieważ statek kosmiczny musi być wystarczająco lekki, inaczej nie poleci” – powiedział.

Poza tym większość statków kosmicznych to prototypy. Z nielicznymi wyjątkami, statki kosmiczne to maszyny specjalistyczne. Nie są produkowane masowo z wykorzystaniem tych samych sprawdzonych systemów i konstrukcji. Co więcej, po wysłaniu w kosmos muszą działać samodzielnie. „Jeśli masz problem z samochodem, możesz go oddać do naprawy, ale w kosmosie nie masz takiej możliwości” – mówi Worner.

Sam Księżyc stanowi wyzwanie dla statków kosmicznych. Ma grawitację – jedną szóstą słabszą niż ziemska – ale nie ma atmosfery. W przeciwieństwie do Marsa, gdzie statki kosmiczne mogą dolecieć do miejsca lądowania i wyhamować za pomocą spadochronów, lądowanie na Księżycu zależy wyłącznie od silników. Jeśli jest tylko jeden silnik, jak w przypadku większości małych sond, musi on być sterowalny, ponieważ nie ma innego sposobu na kontrolowanie jego opadania. Silnik musi również posiadać przepustnicę, umożliwiającą regulację ciągu.

Astronauta Buzz Aldrin stoi z amerykańską flagą na Księżycu podczas misji Apollo 11 w lipcu 1969 roku. Zdjęcie: NASA

Dlaczego lądowanie na Księżycu jest dziś nadal tak trudne?

Statki kosmiczne z powodzeniem lądują na Księżycu od lat 60. XX wieku. Być może więc nieco zastanawiające jest, że po dekadach Księżyc nadal stanowi tak trudne miejsce do podróży.

Historia misji księżycowych wskazuje na jeden z powodów: lądowniki księżycowe straciły na popularności wkrótce po programie Apollo. Kiedy chińska sonda kosmiczna Chang’e 3 wylądowała w 2013 roku, było to pierwsze udane lądowanie na tym ciele niebieskim od czasu radzieckiej misji Łuna 24 z 1976 roku.

„Od dziesięcioleci nie opracowano lądownika. Technologia ta nie jest na tyle powszechna, by można było łatwo uczyć się od innych” – powiedział Nico Dettmann, kierownik zespołu ESA ds. eksploracji Księżyca.

Testowanie jest ważne. O ile rakiety można utrzymywać w miejscu i testować krok po kroku, o tyle możliwości w przypadku statków kosmicznych są bardziej ograniczone. Testowanie pozwala sprawdzić działanie instalacji elektrycznej, napędu, nawigacji, komunikacji i instrumentów. Statki kosmiczne można również poddać testom odporności na wstrząsy, aby upewnić się, że wytrzymają silne wstrząsy podczas startu. Nie ma jednak skutecznego sposobu na symulację lądowania na Księżycu.

Podczas wyścigu kosmicznego dekady temu, NASA wydała 25 miliardów dolarów na program Apollo, który wielokrotnie kończył się niepowodzeniem przed dotarciem do Księżyca. Agencja dysponuje obecnie około 70-letnim doświadczeniem i kulturą w zakresie projektowania, budowy i testowania statków kosmicznych.

Jednak w ramach nowego programu o nazwie Commercial Lunar Payload Services (CLPS) NASA zamierza obniżyć koszty i pobudzić amerykański przemysł kosmiczny, płacąc prywatnym firmom, takim jak Astrobotic Technology i Intuitive Machines, za wysyłanie ich sprzętu na Księżyc.

Ten kompromis niesie ze sobą większe ryzyko awarii, więc więcej statków ulegnie zniszczeniu. „Te firmy są stosunkowo nowe. Poza tym realizują te misje przy stosunkowo niewielkich budżetach” – mówi dr Joshua Rasera z Imperial College London.

Rasera twierdzi jednak, że strategia się opłaca, ponieważ firmy uczą się na błędach. „Nawet jeśli kilka pierwszych misji zakończy się niepowodzeniem, ostatecznie i tak wyjdzie taniej, jeśli spojrzy się na całkowitą liczbę misji” – mówi.

Thu Thao (według Guardiana )

Link źródłowy: https://vnexpress.net/tai-sao-len-mat-trang-ngay-nay-kho-hon-50-nam-truoc-4700463.html