Im dokładniej zbadamy Księżyc, tym lepiej będziemy przygotowani do wysłania tam ludzi na stałe. Pogląd ten przyświeca chińskiemu programowi eksploracji Srebrnego Globu, którego zwieńczeniem będzie oczywiście lot załogowy i budowa w niedalekiej przyszłości zamieszkanej placówki na jego powierzchni. Zanim do tego jednak dojdzie, w Jangcy upłynie jeszcze wiele wody, ale dokonania Chińczyków już teraz są imponujące, a w grudniu otworzą oni kolejny istotny etap badań Księżyca — jego ciemnej strony.

Nie jest ona oczywiście ciemna w dosłownym tego słowa znaczeniu, a jedynie niemożliwa do zobaczenia z Ziemi ze względu na rotację synchroniczną Księżyca. Światło Słońca dociera do niej nawet w odrobinę większej ilości niż na tę stronę, którą znamy z nocnego nieba. Niemniej jednak utarło się w kulturze popularnej tak ją właśnie nazywać. Winę ponosi za to zespół Pink Floyd.

Ambitna misja na ciemną stronę Księżyca

Zaplanowana na sam koniec roku misja Chang’e 4 (nazwa programu i sond pochodzi od imienia chińskiej bogini Księżyca) polega na wysłaniu na Księżyc lądownika i łazika, które wylądują na jego niewidocznej z naszej planety stronie. Na miejsce lądowania obrano specyficzny teren basenu Bieguna Południowego – Aitken, największego znanego nam obszaru uderzeniowego w całym układzie o imponującej średnicy 2500 kilometrów. Na jego północnej granicy znajduje się krater Aitken, stąd nazwa, a na przeciwnym krańcu mamy księżycowy biegun południowy. Będzie to pierwsza taka wyprawa na ciemną stronę Księżyca.  

Czemu akurat ten konkretny obszar ciemnej strony Księżyca został wybrany do zbadania przez łazika i lądownik Chang’e 4? W przeciwieństwie do reszty basenów Aitken nie jest wypełniony lawą bazaltową i nie możemy tutaj mówić o lunarnym morzu. Jest on również najstarszym oraz najgłębszym znanym nam obszarem na całym Księżycu. Ze względu na rozmiar basenu skorupa jest tam o wiele cieńsza, około 30 km grubości, niż średnia, która wynosi 50 km. Jego podłoże jest o wiele bogatsze w pirokseny zawierające żelazo, tytan i tor niż pozostałe otoczenie składające się bardziej anortozytów.

Render lądownika Chang’e 4, źródło: CASC

W basenie ponadto znajdują się duże ilości lodu wodnego, prawdopodobnie pozostałości po deszczach meteorytów. Przetrwał on tam zapewne ze względu braku bezpośredniego oddziaływania światła słonecznego. To m.in. ma zbadać misja Chang’e 4. Idealne miejsce na założenie bazy w niedalekiej przyszłości – jak komentują niektórzy naukowcy. Zbadanie basenu bieguna południowego Aitken pozwoli nam nie tylko lepiej zrozumieć historię Księżyca, poznać bogactwo jego zasobów, ale też wyjaśnić przywołane powyżej anomalie geologiczne.

Lądownik zostanie wyposażony w niewielki zestaw aparatury naukowej, która ma posłużyć przede wszystkim badaniom natury geofizycznej. Będą to m.in. kamery lądowania i topograficzna, spektrometr LFS do analizy rozbłysków słonecznych i dozymetr neutronowy zbudowany przez niemiecki uniwersytet w Kilonii. Według niektórych doniesień na pokładzie ma znaleźć się również sejsmometr, ale nie ma potwierdzenia tego w oficjalnych komunikatach.

Na pokładzie lądownika znajdzie się ponadto miejsce na biologiczne artefakty. Szczelnie zamknięte w pojemniku nasiona ziemniaków i rzodkiewnika pospolitego oraz jajeczka jedwabnika posłużą za model badawczy zamkniętego ekosystemu. Celem tego eksperymentu będzie zbadanie wpływu mniejszego ciążenia na ich rozwój, a także stopnia synergii pomiędzy tak małą liczbą gatunków.

Chiny wyślą owady i rośliny na powierzchnię Księżyca

Jeszcze nienazwany robot będzie eksplorował i badał mocno poturbowaną przez meteoryty powierzchnię geologicznie intrygującego basenu, a jego aparatura naukowa pomoże ponadto zrozumieć lepiej oddziaływanie wiatru słonecznego na regolit, jak np. formowanie się lodu na biegunach. Łazik wyposażony będzie w kamerę panoramiczną, radar pozwalający zajrzeć w głąb gruntu, spektrometr działający w zakresach światła widzialnego i podczerwieni VNIS oraz zaawansowany analizator atomów ASAN.

Wiatr słoneczny jest jednym z wyjaśnień obecności wody na Księżycu. Słyszeliśmy historie o przeróżnych misjach, które odkryły wodę na księżycowych biegunach, ale dalej kompletnie nie wiadomo w jaki sposób ona tam powstaje.

– mówi Martin Wieser, jeden z naukowców ze szwedzkiego instytutu IRF odpowiedzialnych za budowę analizatora ASAN

Render lunarnego łazika z misji Chang’e 4, źródło: CASC

Ostatni instrument został dostarczony przez Szwedzki Instytut Fizyki Kosmicznej, a jego wcześniejsza wersja znalazła się na pokładzie pierwszej indyjskiej księżycowej sondy Chandrayaan 1. Łazik zgodnie z założeniami ma działać przez 3 miesiące, ale jak pokazują historie innych mechanicznych odkrywców, jego misja może znacznie się wydłużyć.

Warto zwrócić uwagę, że zarówno lądownik, jak i łazik są ulepszoną wersją swoich poprzedników z misji Chang’e 3.

Lądownik Chang’e 4 jest ewolucją widocznego na grafice lądownika Chang’e 3, źródło: Xiuqiang Jiang, Researchgate.net

Chiński program księżycowy

Podobnie jak poprzednie misje programu, tak również misja Chang’e 4 jest rozłożona na wiele etapów. W czerwcu 2018 roku satelita telekomunikacyjny Queqiao osiągnął punkt libracyjny L2 w układzie Ziemia – Księżyc, z którego umożliwi kontakt chińskiego centrum sterowania z łazikiem i lądownikiem. Skoro lądownik Chang’e 4 wyląduje na niewidocznej z Ziemi stronie Księżyca, to bez przekaźnika na orbicie, komunikacja z nim nie byłaby możliwa. Wraz z nim zostały wysłane dwa małe satelity naukowe Longijang 1 i 2 do prowadzenia obserwacji energetycznych fenomenów na niebie, ale pierwszy z tej pary został stracony.

Krater Aitken leżący na skraju basenu Bieguna Południowego – Aitken, zdjęcie wykonane podczas misji Apollo 17, źródło: NASA

Udana misja Chang’e 4 będzie zwieńczeniem kolejnej, drugiej już fazy chińskiego programu badania i eksploracji Księżyca. W ramach następnych misji oznaczonych numerami 5 i 6 zostaną wysłane kolejne lądowniki na powierzchnię Srebrnego Globu, które mają zdobyć próbki regolitu i zabrać je na Ziemię. Potencjalne odkrycia, do jakich może doprowadzić cały program Chang’e, definitywnie przybliżą ludzkość do Księżyca.

Determinacja Chińczyków, aby sięgnąć po Księżyc i jego zasoby jest bardzo dobrze widoczna. Zebrane dane, doświadczenie oraz rozwinięta technologia w ramach eksploracyjno-badawczego programu Chang’e są definitywnie dobrym wstępem do kolejnego kolonizacyjnego bądź górniczego etapu ekspansji Chin we wszystkich możliwych kierunkach.