“The Eagle has landed!” – 55 lat od pierwszego lądowania człowieka na Księżycu

21 lipca mija 55 lat od epokowego wydarzenia kosmicznego – pierwszego lądowania człowieka na Księżycu. Tu mała prywata – były wakacje, więc mogłem oglądać transmisję z tego wydarzenia, choć miała miejsce w środku nocy. Miałem 13 lat, tata obudził mnie i mojego 9-letniego brata i usadził przed telewizorem. Pamiętam jego słowa: „Oglądajcie, bo dzieje się historia. Będziecie o tym opowiadać swoim dzieciom i wnukom”. No cóż, jak zawsze miał rację.
Dziś, wspominając Tatę, który odszedł w 1993 roku, napisałem ten krótki tekst, przypominający tamte niezwykłe dni.

Wszystko zaczęło się kilka lat wcześniej, gdy ówczesny prezydent USA, J.F. Kennedy, w 1961 roku ogłosił, że przed końcem dekady Amerykanie wylądują na Księżycu. Wydawało się to wtedy naprawdę szalonym pomysłem. Trzeba było skonstruować rakietę zdolną przetransportować ludzi na Księżyc (czyli mogącą osiągnąć drugą prędkość kosmiczną – 11,2 km/s) oraz moduł księżycowy, który miał wylądować na powierzchni naszego satelity i powrócić na jego orbitę, a następnie bezpiecznie dostarczyć trójkę astronautów do domu. W konstrukcji rakiety Saturn V (111 m wysokości) pomogło doświadczenie Wernhera von Brauna, Niemca, który wcześniej odpowiadał za hitlerowski program rakietowy.
Przygotowania trwały bardzo długo. Już 3 lata po przemówieniu Kennedy’ego zaczęto próby kosmiczne. Testowano zarówno kolejne modele rakiet nośnych, jak też modułu księżycowego. Wszystko było zupełną nowością.

W misji Apollo 11 uczestniczyło trzech astronautów, którzy po kilku dniach lotu mieli przejść do historii. Starannie wyselekcjonowani piloci amerykańscy, z których dwaj (Armstrong i Aldrin) wcześniej byli m.in. pilotami misji bojowych w czasie wojny koreańskiej.

Oficjalne zdjęcie załogi: od lewej Neil Armstrong (dowódca), Michael Collins (pilot modułu dowodzenia), Edwin “Buzz” Aldrin (pilot modułu księżycowego)
źródło: Wikipedia, licencja: domena publiczna



Start nastąpił 16 lipca 1969 r. z kosmodromu Cape Canaveral na Florydzie. Po 4 dniach lotu moduł księżycowy znalazł się na orbicie okołoksiężycowej i 20 lipca wylądował na Srebrnym Globie. Samo lądowanie było dość stresujące, ponieważ kilkakrotnie zawiódł komputer – nastąpiło przeładowanie zbieranymi danymi.

Interfejs użytkownika komputera AGC używanego przez wszystkie misje Apollo
źródło: Wikipedia, licencja: domena publiczna

Samo podejście do lądowania też było nerwowe, ponieważ planowane miejsce lądowania okazało się zbyt skaliste i mogło grozić wywróceniem lądownika. W takim przypadku astronauci byliby skazani na pozostanie na powierzchni Księżyca i powolną śmierć. Na szczęście dowódca modułu księżycowego Neil Armstrong przejął sterowanie i manualnie sprowadził lądownik na powierzchnię. Chwilę później padły słynne słowa: „The Eagle has landed” („Orzeł” [nazwa kodowa lądownika] wylądował).

Kilka godzin później nastąpił kluczowy moment – astronauci wyszli z pojazdu i jako pierwsi ludzie postawili stopy na Księżycu. Pierwszą czynnością było zebranie niewielkiej próbki skał księżycowych (w torebkę i do kieszeni skafandra). Zrobiono to, aby w razie konieczności przerwania misji taka próbka została dostarczona na Ziemię. Kolejnym krokiem było ustawienie w pobliżu lądownika amerykańskiej flagi (no, wiadomo!) oraz plakiety.

Amerykańska flaga na Księżycu – obok Buzz Aldrin
źródło: Wikipedia, licencja: domena publiczna

Następnie astronauci zebrali kolejne próbki skał księżycowych, które z niejaką trudnością umieścili w lądowniku. Po powrocie na pokład nastąpił planowy sen przed startem.

A sam start z Księżyca był jedną wielką niewiadomą. Wszystko było wielokrotnie przeliczone, ale tylko teoretycznie. Naprawdę wszystko się mogło zdarzyć. Gdyby lądownik nie wystartował albo nie doszło do spotkania z modułem, w którym Collins okrążał Księżyc, musiałby on sam wrócić na Ziemię, pozostawiając kolegów z załogi na pewną śmierć. Na szczęście wszystko poszło perfekcyjnie (no, prawie, bo podmuch silników spowodował wywrócenie flagi zatkniętej na powierzchni). „Orzeł” po niecałej dobie pobytu na Księżycu wystartował z powierzchni i po kilku godzinach precyzyjnie połączył się z orbiterem.

Lądownik “Eagle” tuż przed dokowaniem do modułu dowodzenia
źródło: Wikipedia, licencja: domena publiczna

No a dalej była już tylko podróż do domu. Lądowanie nastąpiło 24 lipca, a załogę podjęto z wody na pokład lotniskowca USS Hornet. To jednak nie kończyło wyprawy. Astronauci musieli przejść obowiązkową kwarantannę, zanim mogli spotkać się z ludźmi. Było to spowodowane względami ostrożności – nie było wiadomo, czy nie przywlekli ze sobą jakichś księżycowych mikrobów. Pozostawali w odosobnieniu przez długie 3 tygodnie, nim dostali zgodę na opuszczenie pomieszczenia izolacyjnego.
A potem zostali bohaterami – nie tylko USA, ale całego świata. I jak w „Seksmisji”: wywiady, autografy, wizyty w zakładach pracy. Ot, normalne życie celebrytów.
Do dziś zaledwie 12 ludzi chodziło po powierzchni Księżyca, ostatni zrobili to w 1972 roku. Kiedy tam wrócimy – nie wiadomo.

Projektujący lot księżycowy przygotowali się na wszystko. Także na sytuację, w której powrót z naszego satelity byłby niemożliwy, a astronauci pozostaliby na zawsze na Srebrnym Globie. Nie przewidziano w takim przypadku akcji ratunkowej – byłaby ona z definicji niemożliwa. Dlatego też zostało przygotowane krótkie przemówienie, które w takim przypadku miał wygłosić prezydent Nixon. Przygotował je autor wystąpień prezydenckich, William Safire. Krótki tekst, który można znaleźć w sieci, był utrzymany w bardzo podniosłym, poważnym nastroju. Plan był taki, że prezydent najpierw zadzwoni osobiście do obu żon astronautów, a potem telewizja wyemituje przemówienie do narodu.

Na szczęście nie było konieczności jego wygłoszenia, bo wszystko poszło idealnie.

Księżyc Zatoką Perską przyszłości? (3). Regolit

Księżycowej sagi ciąg dalszy. Poprzednie odcinki Księżyc Zatoką Perską przyszłości? i Księżyc Zatoką Perską przyszłości (2)? Chang’e-6 wylądował opisują tło i możliwe intencje cyklu chińskich (jakże udanych) misji księżycowych. Wspomniałem o helu-3 i regolicie – luźnej, zwietrzałej skale wypełniającej miejsce między skałą litą a atmosferą, grubości paru metrów. Nie jest to konkretny minerał, jak mogłoby się wydawać (wielu z Was tak myślało, przyznajcie się), a rozdrobniona forma dowolnej skały litej, także na Ziemi. Dlatego w kontekście Księżyca regolitem nazywamy regolit księżycowy. 

Poprzednią część opowieści zakończyliśmy na pomyślnym lądowaniu lądownika Chang’e-6 w Basenie Biegun Południowy – Aitken, kraterze uderzeniowym w pobliżu księżycowego bieguna południowego. Otóż pragnę zakomunikować, że misja zakończyła się pomyślnie. Po wylądowaniu, za pomocą łyżki i wiertła pobrano ok. 2 kilogramów skał księżycowych z powierzchni globu i z głębokich na 1 metr odwiertów, a następnie, za pomocą modułu wznoszącego znajdującego się w lądowniku, wyekspediowano do orbitera. Orbiter pomyślnie wylądował w chińskiej Mongolii Wewnętrznej 25 czerwca 2024 roku, tydzień temu.

To nie koniec. Najciekawsze dopiero przed nami. Po pierwsze skały regolitowe z „ciemnej” strony Księżyca są nieco inne niż te, które już poznaliśmy. Przypomnę, że poprzednia misja, Chang’e-5 wróciła z 1,7 kg próbek skał z bieguna północnego w 2020 roku. Panują tam inne warunki, inna jest budowa geologiczna (selenologiczna). Zbadanie tych skał da nam ostateczną odpowiedź, czy Księżyc może być interesującym obiektem do przyszłej eksploatacji, czyli na przykład budowy niezależnej energetycznie stałej bazy księżycowej. Na razie skały są w wyłącznej dyspozycji naukowców chińskich, ale mamy nadzieję, że zostaną udostępnione światowej nauce. Nie nastąpi to jednak zbyt prędko, próbki z poprzedniej misji „uwolniono” dopiero po trzech latach. Późno. Chyba coś jest jednak na rzeczy i nie tylko względy czysto naukowe mają tu znaczenie.

Do myślenia skłania też eksperyment Europejskiej Agencji Kosmicznej ESA przeprowadzony w ramach misji Chang’e-6. Ten pierwszy wspólny kosmiczny projekt badawczy ESA i Chińczyków polegał na detekcji ujemnych jonów znajdujących się przy powierzchni Księżyca (detektor jonów ujemnych NILS zbudowany przez  Szwedzki Instytut Fizyki Kosmicznej). Jony ujemne szybciej ulegają neutralizacji i dlatego są niemożliwe do wykrycia na większych wysokościach. Jony dodatnie były już rejestrowane, na przykład przez sondę ARTEMIS (skrót od Acceleration, Reconnection, Turbulence and Electrodynamics of the Moon’s Interaction with the Sun) w 2012. Dygresja: proszę nie mylić nazwy  tej sondy z programem księżycowym ARTEMIS. 

Ryc. 1. Pierwsze zdjęcia z lądowania. Widoczna krzywizna horyzontu nie jest krzywizną Księżyca, ale jest skutkiem użycia obiektywu szerokokątnego. (Zdjęcie: CNSA/CLEP)

Księżyc nie posiada pola magnetycznego, ale posiada szczątkową atmosferę (między innymi hel, amoniak, metan i dwutlenek węgla). Pole magnetyczne Ziemi neutralizuje, odpycha i wychwytuje wysokoenergetyczne cząstki pochodzące ze Słońca. Na Księżycu, pozbawionym takiej bariery, następuje jonizacja tych śladowych ilości gazów atmosferycznych. Gazy księżycowe powstają w wyniku różnych procesów zachodzących na powierzchni i w głębi globu, w tym w wyniku uderzeń mikrometeorytów, które nie napotykają na żaden opór ze strony atmosfery. Ten nieco przydługi wywód sprowadza się do tego, że eksperyment ESA także bada księżycowy regolit, tylko trochę inaczej.

Ryc. 2. Niewidoczna strona Księżyca sfotografowana przez lądownik Chang’e-6 zbliżający się do miejsca lądowania. 
(Zdjęcie: CNSA/CLEP)

Bo to, co nas podnieca to się nazywa hel-3, mityczny spiritus movens przyszłych elektrowni opartych na syntezie jądrowej.

Chińczycy nie byliby sobą, gdyby nie podkreślili swoich imperialnych ambicji. Przed opuszczeniem Księżyca na jego powierzchni pozostawiono drewniany model czerwonej, czterogwiazdkowej chińskiej flagi.

Mimo, że misja Chang’e-6 była całkowicie zrobotyzowana, to jednak musiała być zapewniona komunikacja radiowa, choćby w celu właściwego naprowadzenia pojazdu wracającego na Ziemię. Pamiętajmy, że akcja odbywała się po „ciemnej” stronie Księżyca i łączność bezpośrednia z Ziemią była niemożliwa. Łącznikiem telekomunikacyjnym był satelita Queqiao -2 wystrzelony wcześniej. 

Następną chińską misją księżycową będzie misja Chang’e-7 w 2026 r, z użyciem wielu obiektów/pojazdów. Szczegółów nie znamy i pewnie wcześniej nie poznamy. Nawet zakończona Chang’e-6 nie była wcześniej uzgadniana ani koordynowana ze światem naukowym. Parametry orbity, moment wystrzelenia pojazdu powrotnego, te szczegóły znamy jedynie z namierzania amatorskiego lub obserwacji NASA LRO (Lunar Reconnaissance Orbiter). LRO przypadkiem „zauważył” lądownik Chang’e-6 na krawędzi krateru Apollo. 

Misja Chang’e-8, której celem będzie zbadanie południowego bieguna Księżyca i ustalenie założeń technicznych dla przyszłej Międzynarodowej Księżycowej Stacji Badawczej (ILRS) odbędzie się w 2028 roku.

Księżyc Zatoką Perską przyszłości (2)? Chang’e-6 wylądował 

Jak informuje Chińska Narodowa Administracja Przestrzeni Kosmicznej (CNSA) bezzałogowy pojazd misji Chang’e-6 wylądował pomyślnie na „ciemnej” stronie Księżyca. Nie byłoby w tym nic sensacyjnego gdyby nie fakt, że misja ma za zadanie pobranie i dostarczenie na Ziemię próbek skał księżycowych z jego „ciemnej” strony. To ważne, bo niewidoczna strona Księżyca znacznie różni się od tej, którą widzimy. Różnice w wyglądzie przekładają się na różnice geologiczne, a te z kolei wynikają z historii tego globu. O Księżycu i jego tajemnicach pisałem w tekstach Janusowe oblicze Księżyca i Księżyc Zatoką Perską przyszłości? Chiny konsekwentnie i, jak na razie, bez wpadek realizują ambitny program „kolonizacji” Księżyca. 

Ryc. 1. Start rakiety z misją Chang’e-6. Źródło: Getty Images via https://www.bbc.com/news/articles/cxeejp0y2pjo

Powodzenie misji (informacja na razie niepotwierdzona przez inne źródła niż chińskie) Chang’e-6 to ważny etap, dlatego piszę o tym w dedykowanym tekście. Tajemnica odmienności ciemnej strony Księżyca kryje się w jego historii, a tę możemy poznać tylko poprzez badanie skał księżycowych. Jeśli chińska misja powiedzie się do końca, będziemy mieli (a właściwie Chińczycy, może się podzielą) najstarsze księżycowe skały z Basenu Bieguna Południowego – Aitken, krateru uderzeniowego, jednego z największych znanych w Układzie Słonecznym. I najstarszych. 

Ryc. 2. Lądownik księżycowy Chang’e-6 po wylądowaniu 2 czerwca 2024 r.(Zdjęcie: CCTV)

Badania mogą odpowiedzieć nie tylko na pytania związane z Księżycem. Z uwagi na wiek i położenie pobranych skał będzie można wyciągać wnioski i weryfikować hipotezy dotyczące historii całego Układu Słonecznego, zwłaszcza planet. Wybór miejsca lądowania nie był przypadkowy. Krater Aitken może dostarczyć próbki skał z płaszcza księżycowego, co oznacza, że będzie można określić, czy i ile wody (oczywiście zestalonej) na Księżycu się znajduje. To podstawowa kwestia w planowaniu przyszłych stałych baz księżycowych.

Innym, równie ekscytującym tematem badań jest poszukiwanie helu-3, świętego Graala przyszłej energetyki jądrowej. Mocarstwa kosmiczne od dawna ostrzą sobie zęby na pozyskiwanie tego „mitycznego” izotopu. Po raz pierwszy misje kosmiczne mają szansę być nie tylko eksploracyjne i kosztowne, ale mogą stać się opłacalne. 

Ryc. 3. Plan misji. Żródło: https://x.com/CNSAWatcher/status/1785556675895697602

Data i czas lądowania: niedziela 2 czerwca 2024, godzina 6:23 czasu pekińskiego (22:23 GMT, sobota).

Miejsce lądowania:  basen Bieguna Południowego-Aitken 

Miejsce startu: Wenchang Space Launch Center

Czas lotu: 4 dni

Ciekawostka: Podczas opadania zastosowano autonomiczny system wizualnego omijania przeszkód, który automatycznie wykrywał przeszkody, a kamera w świetle widzialnym wybierała stosunkowo bezpieczne miejsce do lądowania.

Plan misji: Lądownik spędzi kilka następnych dni badając otoczenie i zbierając materiał skalny (2 kg). Część próbek zostanie pobrana z powierzchni, część z odwiertów o głębokości do 2 metrów.

Z dużą większą przyjemnością napisałbym o tak ważnym etapie badań Księżyca w wykonaniu NASA lub ESA. Niestety, misje amerykańskie zawodzą. Zaplanowana na wczoraj misja Starliner (Boeing) została po raz kolejny przerwana. Misję Artemis 2 przełożono z listopada 2024 na wrzesień 2025. Załogowa wyprawa Artemis 3 planowana na końcówkę 2025 roku została (konsekwentnie) przełożona na wrzesień 2026.