5 rzeczy, które powinieneś wiedzieć o misji Hayabusa 2

Kosmiczne dokonania Japończyków tradycyjnie już nie mogą liczyć na medialną wrzawę właściwą misjom NASA lub ESA. Szkoda, bo śledząc sukcesy Hayabusy 2, ręce same składają się do oklasków.

Finał przygód azjatyckiej sondy tuż przed nami. Wystrzelona pod koniec 2014 roku Hayabusa 2 z powodzeniem dotarła do planetoidy (162173) Ryugu, zrzuciła na jej powierzchnię zestaw lądowników, wykonała serię ekwilibrystycznych manewrów i w końcu, po wielu latach wraca do domu z cennymi próbkami.

Przyjrzyjmy się jej bliżej. Chyba przyznacie, że niesprawiedliwie byłoby informować o kolejnych przedsięwzięciach Amerykanów i Europejczyków, przy kompletnym przemilczeniu arcyciekawych poczynań Japończyków?

1. To trzecie lądowanie na planetoidzie

Zdjęcie Ryugu z pokładu Hayabusa 2

Odkąd eksplorujemy Układ Słoneczny, skupiamy się przede wszystkim na planetach i ewentualnie ich księżycach. To najbardziej oczywisty kierunek badań, ale chcąc dogłębnie poznać nasz skrawek kosmosu, musieliśmy w końcu wziąć pod lupę również pozostałe ciała niebieskie.

Planetoidy nie są może zbyt wielkie czy barwne, ale niosą ze sobą obfity ładunek informacji, za które astronomowie pozwoliliby odciąć sobie obie dłonie. W początkach naszego układu planetarnego, wokół młodego Słońca wirował dysk pyłów i gazów, które powoli skupiały się w większe bryły, nazywane planetozymalami. W ciągu setek milionów lat, część wabionych grawitacją planetozymali łączyła się formując protoplanety, podczas gdy reszta krąży swobodnie w przestrzeni po dziś dzień. Oznacza to, że te kosmiczne głazy stanowią niemal niezmieniony relikt procesów jakie zachodziły 4-4,5 miliarda lat temu, a co za tym idzie, mogą nam powiedzieć o początkach Układu Słonecznego więcej, niż jakiekolwiek doświadczenia przeprowadzane na Ziemi bądź innym dużym globie.

Problem z planetoidami jest prozaiczny. Są małe. Dokładniej małe, lekkie, ciemne i różnokształtne – co czyni z nich wyjątkowo paskudne lądowiska. W związku z tą i innymi niedogodnościami pierwsza misja dedykowana planetoidzie odbyła się dopiero pod koniec ubiegłego stulecia. Była to wyprawa amerykańskiej maszyny NEAR Shoemaker, która dotarła na orbitę ciała (433) Eros, a następnie osiadła na jego powierzchni. Powtórzenie podobnego wyczynu należało już do Japończyków. W ramach pierwszej odsłony misji Hayabusa, w 2005 roku sonda nie tylko dotknęła planetoidy (25143) Itokawa, ale również jako pierwsza powróciła z zebranymi próbkami skał na Ziemię.

Obecna wyprawa Hayabusa 2, badająca właściwości (162173) Ryugu, jest zatem dopiero trzecią eskapadą na planetoidę i drugą, która ma szanse na powrót z materiałem badawczym. (Na marginesie: pod wieloma względami podobny kaliber prezentowała misja Rosetta, przy czym celem Europejczyków była nie planetoida, a kometa Czuriumow-Gierasimienko).

2. Cała wyprawa trwała 6 lat

Droga sondy Hayabusa 2

Rakieta H-IIA z sondą na pokładzie, wystartowała z kosmodromu położonego na wysepce Tanegashima w grudniu 2014 roku. Cel był wyjątkowo trudny do złapania. Mierząca niecały kilometr średnicy planetoida 1999 JU3 (imię Ryugu wyłoniono później w ramach konkursu) okrąża Słońce w podobnej odległości co Ziemia. Hayabusę 2 posłano więc na orbitę okołosłoneczną, by po roku zbliżyła się znów do Ziemi i wykorzystując jej grawitację do przyśpieszenia, ruszyła we właściwy pościg za skałą. Króliczka udało się dogonić dopiero latem 2018.

Sonda znajdowała się na orbicie i prowadziła badania przez kilkanaście miesięcy, po czym jesienią 2019 (wraz z próbkami) rozpoczęła wędrówkę do domu. Co ciekawe, z uwagi na korzystniejszą konfigurację ciał, droga powrotna okazała się znacznie krótsza. Po wykonaniu wszystkich manewrów i odpaleniu silników jonowych Hayabusa 2 dotarła w pobliże Ziemi w przeciągu zaledwie roku. Niebawem wypuści specjalne kapsuły (SRC) zawierające zebrane fragmenty gruntu, które przebiją się przez atmosferę i wylądują w okolicy Australii.

Ogółem, w ciągu całej 6-letniej odysei japońskie urządzenie przemierzyło drogę 5,25 miliarda kilometrów, czyli niewiele mniej od średniego dystansu jaki dzieli Słońce od Plutona.

Być może jednak, nie będzie to ostateczny koniec misji. Sama sonda nie wraca do domu i jeżeli wszystkie konieczne systemy zachowają sprawność, ma szansę wyruszyć na kolejną wyprawę. To na razie tylko spekulacje, ale w pomyślnym scenariuszu Hayabusa 2 mogłaby w 2023 roku odwiedzić planetoidę – (172034) 2001 WR1.

3. Sonda wypuściła aż cztery lądowniki

Lądowniki Hayabusa 2 na powierzchni Ryugu

Pierwsza Hayabusa zabrała ze sobą towarzysza pod postacią maleńkiego (12 x 10 cm!) lądownika MINERVA. Jej młodsza siostra natomiast zmieściła na swoim pokładzie aż cztery urządzenia przeznaczone do bezpośredniego osadzenia na planetoidzie. Jako pierwsze powierzchni Ryugu dosięgły 22 września 2018 bliźniacze łaziki Rover-1A i Rover-1B (przechowywane w jednym kontenerze MINERVA II-1 – tu często występują nieporozumienia terminologiczne). Następnie, niespełna dwa tygodnie później wypuszczono skonstruowany przez Niemców i Francuzów, przypominający prostokątne pudełko gościnny próbnik MASCOT. Ostatni ładunek, pod mało wyszukaną nazwą Rover-2 (kontener MINERVA II-2), doczekał się swojej wielkiej chwili latem 2019.

Użyłem słowa “łazik”, ale należy traktować tę nazwę bardzo umownie. W rzeczywistości zrzucone na Ryugu urządzenia nie posiadają kół, a ewentualny ruch następuje poprzez długie skoki wykonywane dzięki łasce lichego przyciągania grawitacyjnego planetoidy. Co więcej, zminiaturyzowanych maszyn nie wyposażono w żadne źródła zasilania, a tylko w baterie zapewniające zaledwie kilkanaście godzin pracy. Na szczęście nie poskąpiono miejsca na aparaty, dzięki którym dostaliśmy cały zestaw oszałamiających fotografii w niezłej rozdzielczości, pochodzących wprost z powierzchni odległego i obcego świata. To pobudza wyobraźnię.

4. Hayabusa 2 delikatnie muska i… bombarduje

No dobrze, ale w jaki sposób Japończycy zdołali przetransportować okruchy kosmicznych skał na Ziemię, skoro zrzucone lądowniki już przed upływem doby były martwe? Otóż najważniejszym urządzeniem badawczym całej misji i prawdziwym gwoździem programu pozostaje sama Hayabusa. Krążąca wokół planetoidy sonda została zaprojektowana w taki sposób, aby kilkukrotnie zetknąć się z gruntem, pobrać materiał skalny i po wszystkim obrać kurs na matczyną planetę.

Aby to osiągnąć, tuż przed lądowaniem wystrzelony został niewielki pocisk, wzbijający obłoczek pyłu. Następnie, widoczne na ilustracjach odnóże sondy zassało uniesione drobiny, niczym rura odkurzacza. Po takiej operacji maszyna “odbiła się” od powierzchni obiektu i wróciła na orbitę.

Pierwszy z ekscytujących pocałunków mogliśmy podziwiać w lutym 2019 roku, ostatni w kwietniu. Wtedy to zamiast zwykłej 5-gramowej kulki, wystrzelony został masywniejszy pocisk zawierający materiał wybuchowy (Small Carry-on Impactor), który wybił 2-metrowy mikrokrater, uwalniając substancje leżące pod wierzchnią warstwą planetoidy. Astronomowie żywią nadzieję, iż nienarażone na działanie światła i wiatru słonecznego skały będą skrywać najcenniejsze dane.

5. JAXA świętuje swój największy sukces

Agencja JAXA

Azja już od jakiegoś czasu łakomie spogląda w kosmos. Chiny, Japonia, ostatnio nawet Indie, śmiało i bez kompleksów nawiązują rywalizację z dotychczasowymi hegemonami. Kraj Kwitnącej Wiśni zasługuje na szczególne słowa uznania. Do biednych co prawda nie należy, posiada pewne doświadczenie i godne pozazdroszczenia zaplecze naukowe – jednak nie może pochwalić się aż tak gargantuicznymi środkami jak Stany Zjednoczone, Unia Europejska czy Chiny. Na chwilę obecną Japońska Agencja Eksploracji Aerokosmicznej (JAXA) dysponuje budżetem w granicach 2 mld dolarów – dwukrotnie skromniejszym od funduszu ESA i ponad ośmiokrotnie mniejszym od NASA. Mimo to Japończycy nie załamują rąk i zamiast silić się na potężne projekty, konsekwentnie stawiają na stosunkowo niewielkie, ale szalenie ambitne misje badawcze. W ten sposób na orbitę Księżyca trafiła sonda Kaguya, na orbitę Wenus sonda Akatsuki, zaś prototypowy żagiel słoneczny rozłożyła sonda IKAROS.

Jednak to właśnie zainicjowany w 2003 roku (czyli niedługo po oficjalnym sformowaniu JAXA) projekt Hayabusa okazał się najodważniejszy i można go śmiało traktować jako wizytówkę japońskiej astronautyki. Już pierwszy Sokół narobił wiele szumu dosięgając planetoidy (25143) Itokawa i sprowadzając na Ziemię – po raz pierwszy w dziejach – próbki oddalonego o kilkaset milionów kilometrów kosmicznego kamyka.

Nic dziwnego, że azjatyccy inżynierowie uznali tego typu eskapady za swoją niszę i poszli za ciosem. Co do zasady Hayabusa 2 może nie różni się wiele od poprzedniczki, ale pod niemal każdym względem jest odrobinę lepsza. Dlatego nawet już teraz – na chwilę przed oficjalnym finałem misji – należy mówić o kolejnym dużym sukcesie. JAXA potwierdziła swe aspiracje, a na polu kosmicznych wypraw badawczych jest w stanie nawiązać rywalizację z każdym konkurentem.

Literatura uzupełniająca:
E. Lakdawalla, Hayabusa2 complete, ready to begin its journey to asteroid 1999 JU3, [online: www.planetary.org/blogs/emily-lakdawalla/2014/08311314-hayabusa-2-complete.html];
E. Gough, Japan’s Hayabusa2 is About to Shoot Up the Surface of Ryugu with Tiny Impactors so they can Collect a Sample, [online: www.universetoday.com/141556/japans-hayabusa2-is-about-to-shoot-up-the-surface-of-ryugu-with-tiny-impactors-so-they-can-collect-a-sample/]
W. Zukerman, Hayabusa 2 will seek the origins of life in space, [online: https://www.newscientist.com/article/dn19332-hayabusa-2-will-seek-the-origins-of-life-in-space/];
Arrival at Ryugu!, [online: www.hayabusa2.jaxa.jp/topics/20180629je/index_e.html].
Tekst aktualizowany 5 grudnia 2020 roku, w przeddzień wejścia w atmosferę kapsuły z próbkami planetoidy Ryugu.
5 rzeczy, które powinieneś wiedzieć o liczbach pierwszych (i hipotezie Riemanna) Małe kosmologiczne FAQ Z wykładu: Cząstka Higgsa – Koniec pewnej historii