Sonda z harpunem na pokładzie

Kawałki ciał niebieskich będą chwytane przez długie pociski wbijane w ich powierzchnię.

„Ta technologia po raz pierwszy będzie w stanie z głębokości kilku metrów spod powierzchni ciała niebieskiego wyciągnąć próbki wielkości kilku kilogramów" – wskazał szef zespołu, prof. Robert Winglee z Uniwersytetu Waszyngtońskiego w opisie projektu dla NASA. „To może znacznie zwiększyć naszą wiedzę o obiektach Układu Słonecznego i ich zasobach. Taki system oferuje możliwość pobrania kilku próbek z jednego obiektu lub – przy niewielkim wzroście kosztów misji – nawet kilku ciał niebieskich".

Rakieta na uwięzi

Roboty kosmiczne są coraz bardziej zdolne i niezależne, a naukowcy potrzebują do badań w laboratoriach coraz więcej próbek kosmicznej materii. Nic nie zastąpi ludzkiego szkiełka i oka w doświadczeniach, a nie ma możliwości, aby sonda kosmiczna zabrała aparaturę, którą dysponuje przeciętny uniwersytet.

Standardowym sposobem, aby uzyskać próbki i przywieźć je na Ziemię, jest sonda, która wyląduje na powierzchni ciała niebieskiego, zbierze niewielką ilość materiału, a następnie wystrzeli zasobnik z nim w kierunku Ziemi. Według takiego scenariusza przebiegała japońska misja Hayabusa, która w 2005 roku wylądowała na asteroidzie Itokawa.

– Nie mówimy o podobnej misji – przekonywał prof. Winglee podczas sympozjum NASA Innovative Advanced Concepts (NIAC) na Uniwersytecie Stanforda. – Mówimy o wykorzystaniu energii kinetycznej sondy lecącej z dużą prędkością w kierunku obiektu kosmicznego. Nie musimy go hamować, dzięki czemu wykorzystujemy pełną energię.

Koncepcja zespołu prof. Winglee obejmuje wyposażenie sond w penetratory w kształcie pocisków rakietowych, które w odpowiednim momencie będą uwalniane i trafią w kosmiczny obiekt. Z sondą będą połączone za pomocą liny długiej na ponad półtora kilometra.

Cel: Europa

Pociski będą uderzać z prędkością nie mniejszą niż kilometr na sekundę (3600 km na godz.). Wystarczy ona, aby penetrator wbił się w skałę i pobrał kilka kilogramów materiału. Następnie penetrator z próbkami byłby ściągany liną na pokład sondy i umieszczony w  specjalnym zasobniku i przygotowany do powrotu na Ziemię.

Wyposażenie standardowej sondy w sześć pocisków pozwoliłoby badaczom na zgromadzenie wielu próbek, nawet gdyby któryś z pocisków nie trafił w  przewidziane miejsce.

– Poleganie na jednej próbce jest nie tylko drogie, ale też rodzi zazwyczaj masę kolejnych pytań, na które nie ma odpowiedzi – powiedział prof. Winglee. – Możliwość pobierania wielu próbek to szansa na wielkie oszczędności. Korzyści naukowe wzrosną w postępie geometrycznym. Będzie można ze sobą porównać próbki zdobyte w różnych miejscach i ocenić, w jakim stopniu budowa ciała niebieskiego jest jednolita.

Celów dla takich misji w Układzie Słonecznym jest wiele. Są nimi nie tylko asteroidy, ale także księżyce wielkich planet:  takie jak Europa Jowisza czy Enceladus Saturna, a także niedostępne planety, na przykład Merkury.

Pomysł takich penetratorów może być także wykorzystany do badania trudno dostępnych miejsc na Ziemi, na przykład kraterów czynnych wulkanów, czy obszarów skażonych przez katastrofy w elektrowniach atomowych.