W całej dotychczasowej historii lotów kosmicznych jedynie trzy nacje przeprowadziły udane lądowania na powierzchni Księżyca. Amerykanie, Rosjanie (pierwsza misja bezzałogowa), a w grudniu 2013 r. dołączyli do nich Chińczycy ze swoim lądownikiem Chang’e 3. Wspomnieć wypada jeszcze Indie, które rozbiły na nim mały impaktor. Nadzieję na dołączenie do tego elitarnego grona księżycowych eksploratorów mają Izraelczycy.

Wróbel na Księżycu

Przypominający pająka lądownik zbudowany przez inżynierów ze SpaceIL, zespołu biorącego udział w konkursie Google Lunar X Prize, wyruszy na powierzchnię Księżyca już w lutym 2019 roku. Nieformalnie lądownik nazywany jest Sparrow (z ang. Wróbel), ale każdy może już teraz, a przynajmniej jeszcze przez krótką chwilę, pomóc wybrać mu imię. W mojej opinii najładniej brzmi, a przy okazji nawiązuje do historii izraelskiego narodu nazwa „Genesis” (בראשית).

W przestrzeń kosmiczną lądownik zostanie wyniesiony przez rakietę Falcon 9 od SpaceX  jako dodatkowy ładunek. Na miejsce lądowania obrano nizinny północny region Morza Jasności – na zachód od łańcucha górskiego Montes Caucasus oraz na wschód od krateru Posejdonios, jednego z większych w tym regionie – średnica 95 km. Idealny teren na to, aby miękko i bezpiecznie posadzić lądownik. Na odległych krawędziach Morza Jasności lądowały w latach 70 zeszłego wieku misje Apollo 15 i 17.

Mimo nierozstrzygnięcia konkursu Google Lunar X Prize biorące w nim udział zespoły kontynuowały prace nad swoimi projektami, a niektóre zgromadziły środki wielokrotnie przekraczające samą nagrodę, jak np. japoński ispace. SpaceIL jest pierwszym zespołem bliskim osiągnięcia celu konkursu i wysłaniu ładunku na Księżyc. Budżet misji to już 70 mln USD, a dotacje ciągle spływają, zarówno od osób prywatnych, jak firm i instytucji rządowych. Jednym z głównych inwestorów jest Izraelska Agencja Kosmiczna.

Lądownik Sparrow jest niewielki, mierzy jedynie około 2 metry średnicy i 1,5 m wysokości, a waży 585 kg, gdzie co najmniej 68% tej masy to gaz pędny do manewrowania. Na jego pokładzie znajduje się magnetometr księżycowy, który zostanie wykorzystany w ramach eksperymentu z udziałem naukowców z Weizmann Institute of Science. Główny cel misji to przede wszystkim bezpieczne posadzenie statku na powierzchni. Kolejnym zadaniem lądownika jest wykonanie rakietowego skoku na resztkach paliwa w granicach 500 metrów, a także obszerna sesja fotograficzna księżycowego krajobrazu i Ziemi.

Model lądownika SpaceIL, źródło: SpaceIL / podpisy własne

Pod względem technologicznym lądownik nie jest zbyt skomplikowanym statkiem. Ma wszystko co potrzeba do przeprowadzenia lądowania i nic więcej. Jest to zrozumiałe ze względu na koszty opracowania i dostarczenia nawet tak niewielkiego ładunku na Księżyc. Poza głównym silnikiem, dyszami manewrowymi, zbiornikami paliwa i helu oraz ogniwami słonecznymi, jedyna zaawansowana aparatura to magnetometr LMAG. Misja lądownika na powierzchni według planu ma potrwać jedynie dwa dni. 

Podróż na Księżyc zajmie lądownikowi SpaceIL od dwóch do dwóch i pół miesiącaPodczas lotu wykona on trzy okrążenia wokół Ziemi, aż nabierze odpowiedniej prędkości, aby wyrwać się ze studni grawitacyjnej naszej planety. Po dotarciu na Księżyc lądownik okrąży go dwa razy, zajmie to kolejne dwa tygodnie do miesiąca i dopiero wtedy podejmie próbę zejścia na powierzchnię. Centrum kontroli misji zlokalizowano w placówce firmy Israel Aerospace Industries w Yehud. Lot będzie śledzić 6 stacji naziemnych rozmieszczonych na całym świecie, a najbliższa nam znajduje się w niemieckim mieście Weilheim.

Poza lądowaniem na Księżycu zespół SpaceIL ma nadzieję na wykreowanie efektu Apollo, który wzbudzi inspirację izraelskiego społeczeństwa i skieruje jego uwagę w górę, w kosmos. Ma to zachęcić młode pokolenia do myślenia o nauce, inżynierii, matematyce i technologii. Izrael jest trzecią najbardziej innowacyjną gospodarką na świecie, ale boryka się z problemem braku odpowiedniej liczby naukowców i inżynierów. SpaceIL nie czeka na lądowanie i już kreuje efekt Apollo, prowadząc wśród młodzieży, nie tylko izraelskiej, lekcje, wykłady, pokazy o nauce i eksploracji kosmosu.

Krok dla nauki

Od czasów programu Apollo badania Księżyca ze zrozumiałych powodów nie tyle utknęły w miejscu, ile znacznie wyhamowały, a tyle przecież jeszcze o nim nie wiemy. Jednym ze szczególnie intrygujących aspektów naszego naturalnego satelity jest jego pole magnetyczne. Jest ono o wiele słabsze od ziemskiego. Tajemnicą jest jego źródło. Nasza wiedza na ten temat sprowadza się do pomiarów z miejsc lądowań misji Apollo i mapy wykonanej z orbity przez sondę Lunar Prospector, niemniej jej rozdzielczość pozostawia wiele do życzenia.

Skąd takie zainteresowanie lunarnym polem magnetycznym? Jest ono swego rodzaju podręcznikiem historii, w którym odnotowano wszystkie najważniejsze wydarzenia z geofizycznej ewolucji Księżyca. W przeciwieństwie do Ziemi pole magnetyczne Księżyca nie ma charakteru dipolarnego i na podstawie tego uważa się, że jego głównym źródłem nie jest jądro. Misje załogowe przywiozły ze sobą próbki skał o wyraźnie magnetycznych właściwościach, a co każe podejrzewać, że pole wytwarza skorupa Księżyca, ale nie mówi to nic więcej. Czy jest ono pozostałością po czasie, kiedy dynamo w jadrze satelity wciąż funkcjonowało? Czy może jest wywołane przez deszcze meteorów, które przeorały jego powierzchnię? Jeśli tak to czy źródłem jest naniesiony pozalunarny materiał czy może same uderzenia?

Badanie pola magnetycznego Księżyca, grafika koncepcyjna, źródło: SpaceIL

Zespół SpaceIL oraz naukowcy z instytutu Weizmanna mają nadzieję na rozwiązanie tej zagadki. Nad badaniami czuwa planetolog dr. Oded Aharonson, doświadczony specjalista, który współpracował już z NASA przy programie marsjańskich łazików i misji sondy Lunar Reconnaissance Orbiter. Magnetometr został opracowany i zbudowany przez najbardziej doświadczoną w tym grupę inżynierską na świecie, której przewodzi profesor Christopher Russell z Uniwersytetu Kalifornijskiego. Odpowiadają oni również za podobne urządzenie, które zamontowano na pokładzie marsjańskiego lądownika InSight.

Lądownik rozpocznie mapowanie pola magnetycznego już po znalezieniu się na orbicie Księżyca — z wysokość orbity 600 km i będzie kontynuował pomiary podczas zejścia, lądowania oraz przez resztę misji na powierzchni. Magnetometr będzie działał również podczas skoku lądownika i jego powtórnym lądowaniu. Zebrane w ten sposób dane pozwolą spojrzeć na pole magnetyczne z wielu perspektyw, a ponadto zostaną zarejestrowane jego zmiany w czasie. Najtrudniejsze będzie ich przeanalizowanie i interpretacja, a na co z niecierpliwością wyczekują lunolodzy z całego świata.

Wsparcie z NASA

W misję poza Izraelską Agencją Kosmiczną (ISA) zaangażowana jest także NASA. Podczas październikowego Międzynarodowego Kongresu Astronautycznego w Bremie obie agencje zawarły porozumienie o współpracy. Amerykanie dostarczą Laser Retroreflector Array, który ułatwi śledzenie lądownika z Ziemi, a także umożliwią wykorzystanie do komunikacji z nim Deep Space Network. Agencja ISA ze swojej strony udostępni dane z pokładowego magnetometru księżycowego.

Jeśli misja się powiedzie, to szansę na współpracę w ramach kolejnych misji mają polskie firmy oraz instytuty badawcze, a nad umożliwieniem tego pracuje obecnie Polska Agencja Kosmiczna, która podpisała w czerwcu bieżącego roku list intencyjny z ISA.

SpaceX wyśle na Księżyc japoński orbiter i lądownik w 2020 roku

Najbliższe lata eksploracji kosmosu upłyną na bezzałogowych wyprawach na Księżyc, przygotowaniach do budowy i wyniesieniu pierwszych elementów orbitalnej stacji Lunar Orbital Platform – Gateway (znana wcześniej jako Deep Space Gataway) i konstrukcji statku Orion. Swoje lądowniki budują nie tylko narodowe agencje, ale również prywatne firmy, co otwiera kolejny etap w procesie komercjalizacji przestrzeni kosmicznej, a którą to rozpoczął Elon Musk ze swoim pierwszym Falconem. Dzięki temu kolejne lunarne projekty mają szansę na realizację i przybliżają nas do powrotu człowieka na Księżyc.