Czytaj dalej

Jeden z portali popisał się ostatnio nagłówkiem o planowanym przez Chińczyków “lądowaniu na Jowiszu”. To oczywiście totalna bzdura, będąca produktem ignorancji redaktora. Warto jednak zadać sobie pytanie, co spotkałoby hipotetyczną misję, która wtargnęłaby daleko w głąb atmosfery gazowego olbrzyma?

Krótko: Czyście się szaleju najedli? O żadnym lądo­wa­niu nie ma mowy. Co więcej, nigdy nie dotrzemy do jądra Jowisza ani nawet nie spe­ne­tru­jemy jego głębi, z uwagi na abso­lut­nie eks­tre­malne ciśnie­nie i temperaturę. 

Nieco dłużej: 19 kwietnia na stronie głównej WP.pl dało się dojrzeć osza­ła­mia­jącą infor­ma­cję, jakoby Chiń­czycy “za 10 lat chcieli wylą­do­wać na Jowiszu”. Nie trzeba posiadać spe­cjal­nego wykształ­ce­nia, aby pomyśleć, że coś w tym nagłówku nie gra. Wszakże do lądo­wa­nia potrzeba kawałka gruntu nada­ją­cego się na lądo­wi­sko, zaś zewnętrzne planety Układu Sło­necz­nego nie bez przy­czyny nazywamy gazowymi olbrzy­mami. Pomy­śla­łem jednak, że zamiast wyzło­śli­wiać się na sza­now­nym redak­to­rze, uczynię z opu­bli­ko­wa­nej bania­luki pożytek. Bo o ile (raczej) nikt  z nas nie ma wąt­pli­wo­ści, że lądo­wa­nie na Jowiszu to kiepski pomysł, o tyle, nie każdy zdaje sobie sprawę jak eks­cy­tu­jące miejsce stanowi wnętrze naj­więk­szej planety naszego Układu i jak taka śmiała próba mogłaby przebiegać. 

Lądowanie na Jowiszu

Z czym w ogóle mamy do czy­nie­nia? Jowisz to dorodna bulwa o masie ponad trzysta razy większej od Ziemi, zbu­do­wana przede wszyst­kim z wodoru i helu. Nie od wczoraj uczeni podej­rze­wają, że trzewia tejże bulwy skrywają sto­sun­kowo nie­wiel­kie, stałe jądro. Słysząc tę infor­ma­cję łatwo wykre­ować sobie w głowie prosty schemat, wedle którego Jowisz to kawałek skały otoczony prze­pastną, barwną atmos­ferą. Mogli­by­śmy sobie fruwać między amo­nia­ko­wymi chmurami i po poko­na­niu dzie­sią­tek tysięcy kilo­me­trów osiąść na gruncie. Jeżeli taki obrazek prze­szedł wam przez myśl, to natych­miast go porzuć­cie. Wewnętrzna struk­tura tego olbrzyma jest dużo bardziej skom­pli­ko­wana, a więk­szość jego masy nie zawiera się wcale w gazowej atmos­fe­rze. Choć i tą niełatwo byłoby nam w całości zbadać, co pokazała praktyka.

W 1995 roku sonda Galileo wypu­ściła próbnik, który z otwar­tymi spa­do­chro­nami opadł w kierunku maje­sta­tycz­nych czer­wo­na­wych chmur. W ciągu godziny urzą­dze­nie zdołało prze­mie­rzyć 200 km – czyli tyle co nic, zwa­żyw­szy na gabaryty Jowisza – po czym apa­ra­tura uległa uszko­dze­niu przez szybko rosnące ciśnie­nie (w czasie prze­rwa­nia kontaktu było 22 razy większe od ziem­skiego). Orbiter Galileo podążył śladem próbnika, kierując się ku planecie tuż przed wyczer­pa­niem paliwa w 2003 roku. Rozpadł się jeszcze szybciej. Za kilka lat podobny los czeka dzia­ła­jącą obecnie sondę Juno.

Załóżmy jednak, że Chiny są naprawdę zde­ter­mi­no­wane i realnie snują plany spe­ne­tro­wa­nia wnętrza Jowisza. Jakie warunki musiałby znieść wehikuł dedy­ko­wany takiemu wyzwaniu? Na pewno skrajne. W naj­wyż­szych war­stwach jowi­szo­wej atmos­fery ciśnie­nie wydaje się całkiem znośne, a tem­pe­ra­tury spadają poniżej ‑100°C. Sytuacja zmienia się jednak bły­ska­wicz­nie. Kolejne warstwy chmur filtrują więk­szość światła, ale tem­pe­ra­tura wzrasta wraz z szybko rosnącym ciśnie­niem. Po dwustu kilo­me­trach mierzymy się z tym samym co próbnik Galileo: ponad 20 atmosfer i 150°C. Wbrew pozorom na tym pułapie nie jest jeszcze naj­go­rzej i obecna tech­no­lo­gia pozwo­li­łaby nam wtargnąć nieco dalej. Wystar­czy wspo­mnieć, że już sowiecka Wenera 7 potra­fiła prze­trwać 23 minuty na powierzchni Wenus. Spro­stała ona trzy­krot­nie wyższej tem­pe­ra­tu­rze i czte­ro­krot­nie więk­szemu ciśnie­niu od orbitera NASA. Oznacza to, że odpo­wied­nio opan­ce­rzony próbnik mógłby prze­mie­rzyć jeszcze sto, może nawet kilkaset kilometrów. 

Wnętrze Jowisza

Przez kolejne godziny nasza super­ma­szyna prze­bi­ja­łaby się przez ciągle gęst­nie­jącą, już niemal nie­prze­nik­nioną dla promieni sło­necz­nych atmos­ferę. Dla uprosz­cze­nia pomijam tu problem nisz­czy­ciel­skiego pola magne­tycz­nego, które zde­wa­sto­wa­łoby całą zaawan­so­waną elek­tro­nikę; jak również kwestię potęż­nych wiatrów wywo­ła­nych zaska­ku­jąco szybkim tempem rotacji planety (jowi­szowa doba trwa zaledwie 10 godzin!). Dra­stycz­niej­sza zmiana cze­ka­łaby na nas dopiero 20 tysięcy (!) kilo­me­trów dalej. Mniej więcej na tej głę­bo­ko­ści lotny wodór prze­cho­dzi w egzo­tyczny stan okre­ślany jako wodór meta­liczny. Przy trudnym do ogar­nię­cia ścisku, naj­lżej­szy pier­wia­stek przy­biera zupełnie nowe wła­ści­wo­ści, stając się czymś pomiędzy płynem a ciałem stałym oraz wyka­zu­jąc prze­wod­nic­two elek­tryczne.  To intry­gu­jąca sub­stan­cja, której labo­ra­to­ryjne uzy­ska­nie w ziem­skich warun­kach nadal sprawia ogromne problemy. Dopiero w 2016 roku fizycy z Harvardu pochwa­lili się stwo­rze­niem próbki meta­licz­nego wodoru w spe­cjal­nej dia­men­to­wej klatce, przy ciśnie­niu 2 do 4 miliona razy wyższym od atmos­fe­rycz­nego. Modele teo­re­tyczne prze­wi­dują, że właśnie tego rodzaju materia wypełnia większą część obję­to­ści Jowisza. 

Nie jesteśmy jeszcze w 1/3 drogi do centrum gazowego olbrzyma, a nie­wy­obra­żalne ciśnie­nie i pie­kielna tem­pe­ra­tura rzędu 6 tys.°C już prze­bi­jają to co mogli­by­śmy odczuć prze­by­wa­jąc w jądrze Ziemi. To o wiele, wiele więcej niż potrzeba do sto­pie­nia żelaza czy tytanu, nie mówiąc o tym, że każdy próbnik już dawno uległby zmiaż­dże­niu. Zatem co z celem podróży, czyli jądrem naj­więk­szej planety? Tego bez­po­śred­nio nie spraw­dzimy i zawsze pozo­sta­niemy zdani wyłącz­nie na teorie i symu­la­cje. Obecnie – zgodnie z ostat­nimi wyli­cze­niami zespołu Bur­kharda Milit­zera z Berkeley – uważa się, iż sam rdzeń Jowisza to skalno-metalowa bryła o masie 16 Ziem, otoczona warstwą zesta­lo­nego amoniaku i metanu. Możemy tylko zgadywać, że tam­tej­sze ciśnie­nie prze­kra­cza 50 milionów atmosfer, a tem­pe­ra­tura sięga 40 tys.°C. Nie licząc wnętrza Słońca, to praw­do­po­dob­nie naj­bar­dziej nie­do­stępny zaułek Układu Słonecznego. 

Wynieśmy z tego nastę­pu­jącą lekcję. Gazowe olbrzymy, wbrew nazwie, w dużej części wcale nie składają się z gazu. Nie zmienia to jednak faktu, że we wnętrzu tak masyw­nego obiektu musi panować odpo­wied­nio potężne ciśnie­nie, a wraz z nim tem­pe­ra­tura. Dlatego spe­ne­tro­wa­nie wnętrza Jowisza, nie mówiąc o jakiej­kol­wiek formie lądo­wa­nia, to cał­ko­wita mrzonka. 

Autor
Adam Adamczyk

Adam Adamczyk

Naukowy totalitarysta. Jeśli nie chcesz aby wpadli do Ciebie naukowi bojówkarze, zostaw komentarz.