Na Księżycu nie da się latać tak jak na Marsie. Jak zatem zajrzeć do tamtejszych jaskiń?

Cóż, Księżyc ma co prawda atmosferę, ale jest ona szczątkowa nawet w porównaniu z rzadką z ziemskiej perspektywy atmosferą Marsa. Na tej planecie można latać, czego dowodem jest udany projekt Ingenuity, niedawno przedłużony o kolejny rok.

CIEKAWOSTKA: Atmosfera Marsa ma średnie ciśnienie około 600 Pa (Paskali). Na Ziemi jest to około 1000 hPa. A na Księżycu to jedynie 0,3 nPa. Dla wyjaśnienia hPa to 100 razy więcej niż Pa, z kolei nPa to miliardowa część Pa.

Na Księżycu też można latać, ale nie w sposób, który wykorzystuje siłę nośną powstającą wskutek ruchu powietrza. Potrzebny byłby napęd rakietowy, a to nastręcza kłopotów z jego miniaturyzacją, wymaganą dla obiektu poruszającego się pod powierzchnią Księżyca, nie mówiąc już o ustabilizowaniu ruchu takiego pojazdu.

Otwór jaskini na Księżycu i taka sama struktura na Marsie

Marsjański Ingenuity nie mógłby latać po Księżycu

Dlatego taki księżycowy Ingenuity nie poleci na powierzchni naszego naturalnego satelity. A ponieważ jaskinia lawowa jest tworem geologicznym, do którego dostać się takim pojazdom jak łaziki nie będzie łatwo, chyba że znaleźlibyśmy płaskie wejście do jaskini, trzeba opracować jeszcze inną metodę eksploracji tych obiektów.

Przynajmniej do czasu, gdy nie pojawi się tam człowiek z odpowiednim osprzętem pozwalającym na samodzielne wejście do wnętrza. Astronauci zresztą już dziś jako element szkolenia przechodzą kurs grotołaza i uczą się badać ziemskie jaskinie.

Nauka współpracy w ramach programu treningowego CAVES organizowanego przez ESA

W ten sposób gromadzone jest doświadczenie, zarówno związane z pokonywaniem podziemnych korytarzy jak i pracą zespołową. To związane z pobytem pod powierzchnią przyda się ewentualnie kolejnym pokoleniom, jeśli dzisiejszym astronautom nie będzie jeszcze dane wędrować po Księżycu i pod nim.

Analiza obrazów z orbity Księżyca sugeruje, że jaskiń może być wiele

Chęć stworzenia odpowiedniej technologii jest ogromna, gdyż Księżyc jest pokryty sporą liczbą wejść do takich podksiężycowych tuneli, które mogą ciągnąć się kilometrami. Sugeruje to analiza zdjęć wykonanych z orbity Księżycowej, na których widać specyficzną grę świateł w miejscach, zdających się być otworami wejściowymi.

Równolegle do poszukiwań miejsc, stanowiących takie wejścia do jaskiń, prowadzone są prace nad stworzeniem pierwszej generacji urządzenia do eksploracji. Kilka lat temu ESA zachęciła uczelnie techniczne w Europie do opracowania odpowiednich technologii. Pomysłów było kilka, a wśród nich oryginalna wersja łazika, która zachowuje się jak skoczek.

Laserowy szperacz opuszczony na dźwigu do wnętrza księżycowej jaskini

Ostatecznie połączono dwa pomysły, RoboCrane i Daedalus, w jedną ideę opuszczanego za pomocą dźwigu, sferycznego urządzenia. Dzięki zainstalowanym w nim laserom będziemy w stanie stworzyć trójwymiarową mapę wnętrza jaskini. Daedalus to akronim od długiej angielskojęzycznej nazwy Descent and exploration in deep autonomy of lava underground structures.

Daedalus opuszczany z pomocą Robocrane (wizja ESA)

Jeśli oglądaliście film Prometeusz, to tam pojawia się tego typu urządzenie, jednakże bardziej zaawansowane, gdyż latające i wyposażone we własny napęd (ale też i otoczenie ma gęstą atmosferę), które samodzielnie przemierza i tworzy mapę budowli obcych.

RoboCrane to, jak sugeruje nazwa, księżycowy dźwig umieszczony na łaziku, który podjedzie do takiego wejścia do księżycowej jaskini. Potem ramię dźwigu się rozłoży, tak by wygodnie opuścić wspomnianego Daedalusa do jaskini. Daedalus powstaje na Uniwersytecie w Wurzburgu w Niemczech we współpracy z instytucjami we Włoszech, w tym obserwatorium astronomicznym w Padwie.

Obejrzyj w

Pierwszy wariant Daedalusa skanuje otoczenie przy urządzeniu znajdującym się w stałym położeniu, a wykonującym jedynie ruch obrotowy. To właśnie doskonale pasuje do idei opuszczanego powoli na linie szperacza. Jest też prototyp, nazwany L.U.N.A., który eliminuje nawet potrzebę kontrolowania położenia układu laserów skanujących otoczenie. Mogą one bowiem obracać się samodzielnie, co zapewnia przestrzenne skanowanie okolicy bez udziału operatora.

Doświadczenia z pierwszym prototypem, a raczej modelem Daedalusa

Dalszym etapem rozwoju Daedalusa jest wersja, która po opuszczeniu na dno księżycowego zagłębienia, będzie w stanie samodzielnie przemieszczać się w głąb jaskini, turlając się po powierzchni. W ten sposób oprócz mapy tworzonej na etapie opuszczania, dostaniemy dokładniejsze analizy najbliższego dna księżycowej jaskini.

Najpierw udowodnimy, że jaskinie na Księżycu naprawdę istnieją, a potem…

Projekt ESA dziś wydaje się ambitny, ale to dopiero pierwszy etap odważnej eksploracji księżycowych zakamarków. Być może zanim powstaną lotne prototypy księżycowego pojazdu, dźwigu i szperacza, przejdą one jeszcze wiele modyfikacji.

Nawet jeśli na Księżycu będą ludzie, eksploracja robotyczna jaskiń wciąż może być bezpieczniejszym rozwiązaniem

Niemniej powodzenie projektu nawet w obecnej postaci przekonałoby największych niedowiarków, że jaskinie lawowe nie są złudzeniem optycznym. Podobnie jak w przypadku urządzenia do ekstrakcji tlenu, ESA chce zawieźć na Księżyc prototyp takiego szperacza z dźwigiem za pomocą własnego lądownika EL3, który w kosmos wyniesie rakieta Ariane 6.

Wyprawa do księżycowych jaskiń zaplanowana na 2033 rok, ale kto wie czy nie zdarzy się szybciej

Dziś ten projekt jest jeszcze odległy w czasie, start zaplanowano najwcześniej na 2033 rok. Jednak sprawy mogą ulec przyśpieszeniu, jeśli ESA postanowi intensywniej wdrażać do użytku rakietę Ariane 6.

Pierwszą zbadaną księżycową jaskinią ma być tzw. Marius Hills Pit, czyli zagłębienie, którego wejście ma głębokość około 34 metrów i rozmiar 65 x 90 metrów

Rakieta Ariane 6 to przyszłość europejskiego systemu eksploracji kosmosu, a skoro oficjalnie zawieszono współpracę z Roskosmosem w ramach projektu ExoMars, to nic już nie hamuje ESA. Wiele decyzji, które nakreślą plan badań w najbliższej dekadzie zostanie podjętych w trakcie nadzwyczajnej sesji Rady ESA, podczas której państwa członkowskie (jest ich 22, w tym Polska) określą swoje stanowisko i przedstawią własne pomysły na najbliższą dekadę.

Źródło: ESA, inf. własna