Jak złapać asteroidę

Projekt pod nazwą Asteroid Redirect Mission przewiduje uchwycenie przez automatycznego satelitę stosunkowo małej asteroidy w specjalny worek. Następnie sonda przeciągnęłaby „ładunek" w pobliże Księżyca i umieściła na orbicie Srebrnego Globu. Plany NASA przewidują, że astronauci przygotowujący się do marsjańskiej wyprawy odwiedzą asteroidę już w 2025 roku.

Taka specyficzna i bardzo trudna misja do naturalnego, ale umieszczonego przez człowieka, satelity Księżyca na pierwszy rzut oka może się wydawać nieprawdopodobna, ale NASA traktuje ją niezmiernie poważnie.

Bezpieczne dotarcie do asteroidy będzie praktycznym egzaminem technologii i umiejętności, które pozwolą zagwarantować sukces przyszłej wyprawy na Czerwoną Planetę. W trakcie misji na asteroidę naukowcy i inżynierowie będą mogli poćwiczyć rozwiązanie kilku potencjalnych problemów, które mogą napotkać astronauci w trakcie kilkumiesięcznej podróży na Marsa, którą amerykańska agencja planuje na lata 30. XXI wieku.

– Ta inicjatywa to naprawdę duża rzecz – powiedział Charles Bolden, administrator NASA, podczas konferencji poświęconej projektowi Asteroid Redirect Mission. – Przybliży ludzkość do Marsa.

Z workiem w przestrzeń

– Podobnie jak Mercury i Gemini pomogły w przygotowaniu programu Apollo zakończonego sukcesem kilkukrotnych lądowań na Księżycu, tak Asteroid Redirect Mission utoruje drogę podróżom na Marsa – przekonywał William Gerstenmaier, zastępca administratora NASA z Human Exploration and Operations Mission Directorate. –  Musimy doskonalić nasze umiejętności w warunkach przestrzeni kosmicznej. Osiągnęliśmy już odpowiednie umiejętności. Opanowaliśmy technologię. Wypracowaliśmy techniki operacyjne. Teraz poważnie przygotowujemy się do ostatecznego celu – załogowej wyprawy na sąsiednią planetę.

Szczegóły programu Asteroid Redirect Mission są ciągle opracowywane. Jeden z wariantów proponowanej misji przewiduje znalezienie niewielkiej asteroidy położonej stosunkowo blisko Ziemi i sprowadzenie jej jeszcze bliżej.

Inżynierowie z NASA zaprojektują robota, który zbliży się do kawałka kosmicznej skały, wielkości ok. 10 metrów i złapie, owijając wokół niego torbę z supermocnego, elastycznego materiału. Następnym krokiem będzie dostarczenie torby wraz z zawartością na orbitę w pobliżu Księżyca. Tam astronauci będą mogli ją odwiedzić.

Poważnym kandydatem do tej misji jest asteroida 2009 BD. Ma stosunkowo długi okres rotacji, co oznacza, że łatwiej będzie nią kierować. Naukowcy z NASA szacują, że jej masa wynosi od 30 do 145 ton. Według aktualnych planów agencji robot ma być gotowy najwcześniej w 2019 roku, a asteroidę do Księżyca ma przyciągnąć w 2023 roku.

Robot z kilofem

Maszyna będzie wyposażona w słoneczno-elektryczny układ napędowy, znacznie mocniejszy niż w przypadku wszystkich statków kosmicznych wysłanych dotychczas w przestrzeń kosmiczną.

– Użycie takiego napędu w praktyce byłoby znakomitym testem zastosowania go do transportu poza orbitą Ziemi – powiedział Brian Muirhead, główny inżynier w Laboratorium Napędu Odrzutowego (JPL) NASA.

Naukowcy przyglądają się także kilku innym skałom kosmicznym, które mogłyby być skierowane w stronę Księżyca. Ale zanim będą mogły być wzięte pod uwagę jako cele tej misji, naukowcy muszą zdobyć więcej szczegółowych informacji na ich temat.

Pomysł przeciągnięcia małej asteroidy i „zaparkowanie" jej na orbicie księżycowej ma także dostarczyć doświadczeń niezbędnych do przyszłej ochrony Ziemi przed podróżującymi z olbrzymią prędkością przez Układ Słoneczny asteroidami i kometami.

Drugi wariant misji rozpatrywany przez specjalistów z NASA to wysłanie większego robota, który wyposażony w specjalny udar odłupie spory kawałek skały, a następnie przeciągnie ją na orbitę Księżyca.

Kandydata na cel takiej misji inżynierowie poszukują wśród czterech dużych asteroid. Jest między nimi planetoida Itokawa, która przed kilku laty była celem japońskiej misji Hayabusa (zebrała próbki kosmicznej skały), a także asteroida Bennu. Ta ostatnia jest celem misji NASA Osiris–Rex. NASA planuje wysłać sondę po próbki w 2018 roku lub nieco później. Wśród kandydatów na pokruszenie kosmicznej skały jest także asteroida 199 JU i 2008 EV. Rozpoczęcie misji przewidziane jest nie wcześniej niż w czerwcu 2019 roku.

Jeśli pierwsza próba oderwania kosmicznego głazu od asteroidy się nie powiedzie, inżynierowie będą mogli powtarzać próby. Aż do skutku, kiedy jeden kawałek skały będzie mógł być przetransportowany w sąsiedztwo naturalnego satelity naszej planety.

Odłupanie i uchwycenie kosmicznego głazu pozwoliłoby specjalistom amerykańskiej agencji zdobyć niezbędne doświadczenie potrzebne dla przyszłych operacji przesuwania asteroid. Popychając ją, naukowcy będą mogli przetestować sposoby zmiany orbit takich obiektów.

Szkoła łączności

– Dotarcie do dużej asteroidy stosunkowo bliskiej Ziemi pozwoli też wypróbować udar, za pomocą którego będziemy chcieli przesunąć asteroidę, a także sprawdzić inne techniki, których zastosowanie planujemy – powiedział Dan Mazanek z Langley Research Center NASA.

W przypadkach obu wariantów misji przesunięcie asteroid w stronę Księżyca umożliwi astronautom odwiedzenie ich około 2025 roku.

Podczas tej próby generalnej podróży na Marsa NASA przewiduje użycie kapsuły kosmicznej Orion i rakiet kosmicznych konstruowanych w ramach programu Space Launch System. Tylko zestaw tych dwóch pojazdów będzie w stanie przetransportować astronautów na Marsa.

– Misja do asteroidy w znacznym stopniu przyczyni się do wyjścia w podboju kosmosu poza niską orbitę Ziemi, której załogowa misja nie opuściła od ponad 40 lat – powiedziała dr Michele Gates, starszy doradca techniczny biura misji załogowych NASA. – W praktyce dotrzemy tysiąc razy dalej niż niska orbita naszej planety, a ludzie będą przebywać w przestrzeni kosmicznej dłużej niż kiedykolwiek wcześniej.

Jednym z głównych problemów, jaki NASA musi rozwiązać, aby wysłać załogową misję na Marsa, jest samowystarczalność wyprawy, kiedy znajdzie się daleko od Ziemi.

Astronauci pracujący dzisiaj na stacji orbitalnej mają stałą łączność z kontrolerami misji na Ziemi. W razie potrzeby mogą się z nimi kontaktować praktycznie w czasie rzeczywistym. Podczas wielomiesięcznej podróży do Czerwonej Planety nie będzie to możliwe.