Kosmos, godina 2022

Kreiranje “top liste” najinteresantnijih događaja u kosmosu 2022. godine veoma je nezahvalan posao. Godina je bila više nego zanimljiva, teško je i pobrojati sva dostignuća koja to zaslužuju. Možemo samo da se nadamo da će i naredna godina biti jednako interesantna.

8. Earendel, zvezda na kraju sveta

IGLA U PLASTU SENA: Eearendel

Sve zvezde koje vidimo golim okom na noćnom nebu potiču iz naše “otadžbinske” galaksije, jednog dela Mlečnog puta ne većeg od 10.000 svetlosnih godina (što je, otprilike, desetina prečnika čitave galaksije). Da bismo videli malo više zvezda potreban je teleskop. Astronomi mogu svojim instrumentima da vide pojedinačne zvezde i u Andromedi, nama najbližoj susednoj galaksiji udaljenoj 2.5 miliona svetlosnih godina. Ali, ako se zagledate još više u dubinu kosmosa, pojedinačne zvezde počinju da se preklapaju da biste, na kraju, mogli da vidite samo čitave galaksije, združeni sjaj milijardi zvezda. 

Zvuči nestvarno ali je tačno: teleskop “Habl” je u martu snimio izolovanu zvezdu čije je svetlo nastalo u praskozorje kosmosa da bi zatim putovalo do nas fantastičnih 12.8 milijardi godina. “Habl” je snimio neke još udaljenije i starije galaksije ali u njima ne možemo da prepoznamo pojedinačne zvezde. Nova zvezda je dobila ime “Earendel” što na staroengleskom znači “izlazeća zvezda” ili “jutarnje svetlo”. Reč je o masivnom plavom džinu, pedeset puta masivnijem od Sunca i milion puta sjajnijem, kojeg odavno više nema: tako velike i blistave zvezde imaju relativno kratak životni vek. 

Kako je naučnicima pošlo za rukom da u moru galaksija u kojima ne možemo da razlučimo zvezde pronađu jednu u kojoj se Earendel jasno vidi? Jednostavno, imali su dosta sreće. Između Earendela i nas nalazi se ogromna količina kosmičke materije koja zakrlivljuje putanju svetlosti i dovodi do efekta tzv. “gravitacionog sočiva” čiji se faktor uvećanja meri hiljadama. Kao što lupa uveličava predmet koji gledate kroz nju, tako i gravitaciono sočivo uvećava objekte koji se nalaze daleko iza njega koje, u normalnim okolnostima, ne bismo mogli da vidimo. 

Earendel, koji pripada jednoj od prvih generacija zvezda koje su se upalile nakon “Velikog praska”, trenutno nosi titulu najudaljenije pojedinačno osmotrene zvezde. S obzirom na vreme putovanja svetlosti, reklo bi se da je ona 12.8 milijardi svetlosnih godina daleko od nas. Međutim, dok je svetlost putovala i svemir se širio tako da je trenutno rastojanje između nas i mesta na kome je Earandel nekad bio bar dvostruko veće.

Ako vas čitava ova računica pomalo zunjujte, ne brinite, to je normalno.

7. Lender “InSight” odlazi u istoriju

DOVIĐENJA I LAKU NOĆ: “InSight” lender zatrpan Marsovom prašinom

Kada je NASA, krajem 1918. godine uspešno spustila lender “InSight” na površinu Marsa, teško da je bilo ko verovao da će on besprekorno funkcionisati tokom više od 1.500 dana. Sonda je imala vrlo specifičnu misiju: da detektuje i analizira zemljotrese na Marsu i doprinese našem razumevanju planetarne evolucije. Zemljotrese smo do sada analizirali isključivo na Zemlji, ovo je bio prvi pokušaj da ih detektujemo drugde u kosmosu. 

U unutrašnjost planeta ne možemo da zavirimo direktno ali nam upravo seizmički talasi, njihova brzina, intenzitet i način prostiranja omogućavaju da sa velikom dozom sigurnosti odgonetnemo unutrašnju strukturu Zemlje ili Marsa. Danas znamo da je Zemljino unutrašnje jezgro čvrsto, uglavnom sastavljeno od nikla i gvožđa, dok se oko njega nalazi spoljašnje, tečno jezgro, čije lagano strujanje stvara magnetno polje koje nas efikasno štiti od raznovrsnog kosmičkog zračenja. Sa druge strane, Mars nema značajnije magnetno polje što je u znatnoj meri doprinelo da Marsova površina danas bude hladna i beživotna pustinja. Ta činjenica navela je naučnike na pomisao da je Mars potpuno ohlađena stena, bez unutrašnjih strujanja. “InSight” je, međutim, pokazao da je jezgro Marsa i dalje u tečnom stanju. Iako nema tektonske ploče čije kretanje predstavlja glavni izvor zemljotresa na Zemlji, Mars nije geološki mrtav: “InSight” je registrovao preko 1.300 zemljotresa. Najjači zemljotres, magnitude 5, zabeležen je u maju a naknadno smirivanje tla potrajalo je čitavih šest sati. 

Na žalost, misija je morala da bude okončana ovog meseca usled laganog ali upornog taloženja Marsove crvene prašine na solarnim panelima lendera koji generišu potrebnu energiju. Sloj neprozirne prašine sprečava da sunčevi zraci dopru do solarnih ćelija usled čega njihova efikasnost opada. Instrumenti na lenderu postepeno su gašeni kako bi se potrošnja uskladila sa sve manjom proizvodnjom, ali na kraju energije nije ostalo ni za bazične potrebe. Svejedno, nema razloga za tugu: prikupljeni seizmički i atmosferski podaci značajno će unaprediti naše poznavanje stenovitih objekata u Sunčevom sistemu, uključujući i našu planetu.   

6. Pogled u srce tame

KONAČNO NA SLICI: Crna rupa “Sagittaurus A*” u centru naše galaksije

Postojanje crnih rupa nagovestila je Ajnštajnova opšta teorija relativiteta pre više od stotinu godina, ali je mnogo vremena prošlo dok njihovo postojanje nije nedvosmisleno potvrđeno astronomskim opažanjima. Crne rupe su kosmički objekti koji u relativno malom prostoru sadrže ogromnu masu što proivodi snažno gravitaciono polje, toliko jako da iz crne rupe ni svetlost ne može da pobegne. Zakoračite samo jedan korak preko nevidljive granice tzv. “horizonta događaja” i naći ćete se u delu prostora u kome sve putanje imaju samo jedno ishodište: centar crne rupe, nešto što se matematički može opisati jedino kao singularitet, tačka beskonačne gustine.  

Danas znamo da se u srcu skoro svake galaksije nalazi crna rupa. Kako fotografisati nešto što ne emituje svetlost pa se samim tim i ne vidi? Crne rupe svojom gravitacijom privlače okolni kosmički gas koji se tokom “pada” u crnu rupu intenzivno zagreva i počinje da emituje elektromagnetno zračenje čiji intenzitet raste kako se materija približava horizontu događaja. S obzirom da je horizont događaja sfernog oblika, za očekivati je da crna rupa izgleda kao tamni disk oko koga se nalazi prsten usijane kosmičke materije. 

Tačno to videli smo 2019. godine na istorijskom prvom snimku crne rupe koja se nalazi u centru galaksije M87. Međutim, svi pokušaji da se snimi Sagittarius A*, crna rupa koja se nalazi u centru našeg Mlečnog puta do ove godine bili su neuspešni iz nekoliko razloga. Pre svega, između nas i crne rupe u centru naše galaksije nalazi se prostor od 27.000 svetlosnih godina ispunjen ogromnom količinom gustog kosmičkog gasa i prašine koji otežavaju posmatranje. Uz to, “naša” crna rupa je, za galaktičke razmere, relativno mala: sadrži neverovatnih četiri miliona Sunčevih masa ali je i dalje 1000 puta manje masivna od one koju smo snimili pre tri godine. Bio je to težak zadatak za opservatoriju EHT (Event Horizon Telescope), konglomerat precizno sinhronizovanih radio-teleskopa razmeštenih širom zemljine kugle. Nakon pet godina mukotrpnog rada na prikupljanju i prečišćavanju podataka, u maju je konačno objavljena fotografija na kojoj se vidi “srce tame” u našem zvezdanom komšiluku.

5. Kosmički turizam na slepom koloseku

KORAK NAZAD: Neuspelo lansiranje “Blue Origina”

Iako je u 2021. godini bilo mnogo razloga za optimizam, protekla godina predstavljala je suštinsku suprotnost. Ponovo smo se podsetili da je put u kosmos rizičan, komplikovan, skup i često nepredvidljiv. Prvo je “Virgin Galactic” Ričarda Brensona bio prinuđen da obustavi sve svoje letačke operacije nakon što je utvrđeno da je tokom Brensonovig leta iz 2021. godine letelica bila skoro čitav minut van predviđenog kursa. Revizija čitavog koncepta koju je diktirala američka Federalna agencija za avijaciju (FAA) nije otkrila fatalne nedostatke ali je dovela do višemesečnog zastoja u realizaciji ambicioznih Brensonovih planova. Kad firma ne leti i dugovi se gomilaju: nije tajna da “Virgin Galactic” početkom ove godine morao da se zaduži za oko pola milijarde dolara kako bi i dalje ostao likvidan. To je dovelo i do pada akcija na berzi što je bio jasan signal Brensonu da investitori polako gube poverenje u čitav poduhvat. Početak komercijalnih turističkih letova u kosmos neprekidno se odlaže a sada se kao razlog navode nepoznata “tehnička unapređenja”.    

Izgledalo je da Džef Bezos ima više sreće: njegov “Blue Origin” već je “ispalio” nekoliko tura poznatih ličnosti u kosmos, izgledalo je da cela operacija polako počinje da se zahuktava. A onda je u septembru Bezosova raketa spektakularno eksplodirala tokom poletanja. Srećom, kapsula za posadu bila je prazna a sistemi za spasavanje funkcionisali su kako treba tako da je kapsula ostala neoštećena. I pored toga, nema sumnje da su svi oni sa kartom za neki od Bezosovih letova osetili knedlu u grlu. Bezos od tada više ne leti, a kad će - ne znamo.

Izuzetak je misija “Axiom-1” koja je u aprilu na Međunarodnu svemirsku stanicu odvezla četvoricu “privatnika”. Svi oni su biznismeni koji vole da investiraju u nove poslove ali i u sopstveno zadovoljstvo: priča se da je svako od njih za ovu kratkortrajnu ekskurziju “istresao” oko 55 miliona dolara.

Entuzijazma, dakle, još uvek ima sasvim dovoljno. Japanski modni dizajner Jusaku Maezava izabrao je osmoricu saputnika sa kojima namerava da obleti Mesec koristeći Maskovu kolosalnu raketu “Starship One” koja tek treba da ima premijerni let (ako Maskova kompanija zbog ogromnih troškova pre toga ne bankrotira). Odnekud se ponovo pojavio i Denis Tito, prvi kosmički turista s početka ovog veka, koji takođe ima planove da se vrati u kosmos koristeći Maskove letelice. Sve bi možda išlo i brže da Mask trenutno nije zauzet svojom novom igračkom - “Tviterom”. Dok se ta igračka ne pohaba (ili ne polomi), kosmički turisti s viškom para i slobodnog vremena i dalje će ostati beznadežno vezani za zemlju. 

4. Kineski kosmički put

NEBESKA PALATA: Kineski orbitalna stanica “Tiangong”

Međunarodna svemirska stanica je kolosalni projekat u kome sarađuje petnaestak država, na čelu sa Amerikom i Rusijom. Ipak, upadljivo je odsustvo dve svetske velesile: Kine i Indije. Indija je već objavila da namerava da u doglednoj budućnosti lansira sopstvenu orbitalnu stanicu, jedan modul od 20 tona, za početak. 

Sa druge strane, Kina je u početku imala želju da sa drugima zajedno učestvuje u projektu međunarodne stanice ali nikad oko toga nije mogla da se dogovori s Amerikancima kojima se nikako nije sviđalo što iza kineskog kosmičkog programa stoji kineska armija. Kad već nema volje za saradnjom, Kinezi su rešili da uzmu stvari u svoje ruke i u orbiti naprave nešto svoje. Kineska orbitalna stanica “Tiangong” (“Nebeska palata”), sastavljena od tri modula ukupne mase 60 tona, konačno je kompletirana krajem oktobra. Stanica se po gabaritima ne može uporediti sa Međunarodnom svemirskom stanicom (koja ukupno ima 465 tona i izgleda kao manje selo na nebu), ali se bar nalazi u stoprocentnom vlasništvu Kine koja stanicu sada može da koristi kako hoće. Na stanici se, prema informacijama iz kineskih izvora, trenutno nalaze tri “taikonauta”: dva muškarca i jedna žena.        

Kina nije ostala hermetički zatvorena: na stanici se već odvijaju naučni eksperimenti u saradnji sa Evropskom svemirskom agencijom i njenim državama članicama, a razvija se saradnja i sa specijalizovanim agencijama Ujedinjenih nacija. To je tek početak. Za narednu godinu Kina najvljuje lansiranje sopstvenog svemirskog teleskopa koji neće biti privezan za “Tiangong”. Umesto toga, kretaće se s malim zaostatkom duž iste orbite pri čemu će postojati mogućnost povremenog spajanja teleskopa sa stanicom radi neophodnog servisiranja. 

Kinesko osvajanje kosmosa možda ide nešto sporijim tokom, ali su, možda baš zato, izbegnuti veći incidenti. Jedina zamerka koja bi se Kinezima mogla staviti je da ne vode mnogo računa gde će pasti potrošeni raketni motori i isluženi sateliti. Kad Kinezi lansiraju ceo svet stavlja šlemove na glavu! Ali sve to ne može da pokvari ukupnu sliku o kineskim dostignućima: Kina već ima svoj rover na Marsu i dva rovera na Mesecu i ozbiljno razmatra mogućnost da na Mesec pošalje svoje astronaute. Dodajte na to i da je kineski svemirski program već tridecenije star i da je Kina tek treća nacija koja je uspela da lansira čoveka u kosmos oslanjajući se isključivo na sopstvene snage pa ćete shvatiti o kakvom se kosmičkom naletu radi. Sasvim je moguće da kineska orbitalna stanica u jednom trenutku bude i jedina u orbiti oko Zemlje. Jer, projekat Međunarodne svemirske stanice lagano se bliži svom kraju a Rusi svoju stanicu odavno nemaju, niti će je imati sve dok su svi važni državni resursi fokusirani na besmisleni rat kome se ne nazire kraj. 

3. Pucanj u “Dimorfos”

POGODAK U CENTAR: Misija “Dart”

Sunčev sistem prepun je asteroida svih mogućih veličina od kojih neki imaju putanju koja se u regularnim intervalima ukršta s putanjom naše planete. Svaki takav asteroid predstavlja potencijalnu pretnju po život na Zemlji i ta mogućnost nije samo teoretska. Danas pouzdano znamo da je udarac asteroida prečnika (svega) 10 kilometara potpuno izmenio život na Zemlji pre oko 65 miliona godina: dotadašnji neprikosnoveni vladari planete, dinosaurusi, zbrisani su sa Zemlje a sličnu sudbinu doživele su i brojne druge biljne i životinjske vrste. Jedan sličan udarac danas mogao bi da ugrozi čitavo čovečanstvo. Iako znamo da nam katastrofa takve vrste ne preti u neposrednoj budućnosti, jasno je da će nam kosmos kad-tad baciti “lopticu” koja nas gađa pravo u glavu. 

Kako se odbraniti od tog “savršenog” hica? Ako odbacite holivudske maštarije i držite se tehnologije koja je danas dostupna, najveće izglede za opstanak imali bismo ukoliko bismo uspeli da dovoljno rano promenimo putanju asteroida za neku malu veličinu. Ta mala promena kursa, izvedena nekoliko godina ili decenija pre trenutka fatalnog susreta, mogla bi da dovede do toga da nas asteroid promaši za milion kilometara. Da li je takva intervencija uopšte moguće? 

Upravo na to pitanje trebalo je da odgovori misija “Dart”. NASA je jednu svoju sondu usmerila u asteroid Dimorfos sa namerom da izazove sudar i direktno izmeri do kakve je promene kursa došlo nakon sudara u odnosu na Didimos, veći asteroid oko kojeg Dimorfos rotira. Zahvaljujući kamerama na samoj sondi i italijanskoj letelici koja se nalazila u pratnji, čitav svet mogao je uživo da posmatra kako se sonda približavala Dimorfosu. Poduhvat je bio nestvarno komplikovan, ravan pokušaju da jednim puščanim zrnom oborite drugo zrno u letu. Sve se na kraju odigralo prema planu: sudar sonde i Dimorfosa u septembru bio je spektakularan a jednako efektni bili su i rezultati merenja: period rotacije Dimorfosa u odnosu na Didimos promenjen je za čak 32 minuta. Da je Dimorfos, kojim slučajem, bio usmaljen i na putanji kolizije sa Zemljom, vrlo je verovatno da bi ga udarac sonde skrenuo u dovoljnoj meri da nekako “preteknemo”. 

Naravno, treba biti realan, Dimorfos nema ni 100 metara u prečniku, da je asteroid bio veći rezultati bi bili mnogo skromniji. Za veću metu bio bi potreban i znatno veći “čekić”. I pored toga, može se oceniti da je prva “pokazna vežba” naše odbrane od kosmičkih projektila prošla iznenađujuće uspešno. 

2. Artemis: Povratak na mesto uspeha

GRUPNI PORTRET: Brod Orion, Mesec i Zemlja

Nakon nekoliko odlaganja izazvanih tehničkim problemima, kompozicija “Artemis 1” konačno se vinula put Meseca u novembru. Ceo ansambl, u suštini, ima dva osnovna dela: primarni raketni nosač (tzv. “Space Launch System” ili SLS) i brod “Orion” koji će u bliskoj budućnosti nositi četvoročlanu ljudsku posadu.

U pitanju je najveća raketa koja je ikad napravljena i može se porediti samo sa Saturnom V, legendarnom raketom koju je za projekat “Apolo” konstruisao harizmatični Verner fon Braun. SLS ima visinu od oko 60 metara a sa “Orionom” i tornjem za spasavanje na njemu dostiže i svih 100, što je visina koju nema ni Kip slobode u Njujorku. Međutim, visina nije preterano bitna, mnogo je važniji maksimalni potisak koju raketni nosač može da obezbedi. U slučaju SLS-a to je oko 4.000 tona što je za 15% više u odnosu na legendarni Satun V (ukupna masa čitave kompozicije iznosi oko 2.600 tona). 

SLS ima dva bustera na čvrsto gorivo koji rade relativno kratko i obezbeđuju lavovski deo inicijalnog potiska. Centralni deo SLS-a čini ogroman rezervoar za gorivo za čije dno su vezana četiri velika motora preuzeta sa rashodovanih šatlova. Ovi motori tokom poletanja generišu oko četvrtinu ukupnog potiska i kao gorivo koriste 2.75 miliona litara super-hladnog tečnog kiseonika i vodonika. 

Između centralnog rezervoara i “Oriona” nalazi se drugi stepen, kratak cilindar sa jednim raketnim motorom. Ovaj motor ubrzaо је “Orion” sve dok brod nije dostgao stacionarnu Zemljinu orbitu. Nakon nekoliko krugova oko Zemlje, motor drugog stepena aktiviran je još jednom čime je letelica dospela na trans-lunarnu putanju koja vodi direktno na Mesec. Spuštanje na Mesec nije bilo predviđeno. Letica je opisala nekoliko širokih elipsi uz dva bliska prolaza koja su je dovela na samo sto kilometara od Mesečeve površine. “Orion” se u jednom trenutku našao na rastojanju od 450.000 kilometara u odnosu na Zemlju što je rekrod za letelice koje mogu da nose ljudsku posadu. Nakon puta dužeg od dva miliona kilometara, kapsula “Oriona” meko se spustila u Tihi okean.

Misija je završena kompletnim uspehom jer su, ako se izuzme kratak prekid u komunikaciji izazvan greškom na Zemlji, sve faze leta realizovane do kraja i po planu. Razočarali su jedino minijaturni eksperimentalni sateliti koje je “Artemis” oslobodio kada se već nalazio na lunarnoj trajektoriji. Od njih deset samo su tri proradila, ostali su se ili pogubili ili su zaćutali nedugo nakon što su “posejani”.  

“Artemis 1” predstavlja prvu u nizu od tri ambiciozne misije koje čoveka treba da vrate na Mesec, tamo gde ga je krajem šezdesetih i početkom sedamdesetih odveo projekat “Apolo”. Naredna misija trebalo bi da predstavlja kopiju prve, ovoga puta s astronautima. Treća ekspedicija trebalo bi da uključi i meko spuštanje na Mesec, negde u blizini južnog pola. Danas znamo da tamo postoje krateri na čijem se dnu mogu pronaći značajne količine vodenog leda. Četvrta misija trebalo bi da bude obavljena na značajno usavršenoj letelici, sa verovatnim ciljem uspostavljana trajne orbitalne stanice u Mesečevoj orbiti. Ta orbitalna stanica mogla bi da posluži kao polazna tačka za neke naredne misije i još ambicioznije ciljeve (Mars?). 

Ostaje, međutim, da se vidi kako će “Artemis” izaći na kraj sa ogromnim troškovima koji ga prate. Ako oni nastave da rastu sadašnjim tempom, očekuje se da na “Artemis” do 2025. godine bude potrošeno oko 100 milijardi dolara, što je veliki novac čal i za Ameriku u kojoj sve veći broj ljudi nema pristojno zdravstveno osiguranje. Inicijalno je procenjeno da će za jedan let “Artemisa” biti potrebne dve milijarde ali, kako sada stvari stoje, sada ni dvostruki iznos neće biti dovoljan. Takav finansijski pritisak NASA ne može da izdrži na duže staze. Ali može da se nada da će američka javnost u jedom trenutku prihvatiti “Artemis” baš kao što je prigrlila i jednako “problematični” teleskop “Džejms Veb”. Za tako nešto potrebno je da neki budući astronaut ponovo kroči na Mesečevu površinu. 

1. “Džejms Veb”, konačno

“Stubovi postanja” u ogledalima “Džejmsa Veba” 

Iako je svemirski teleskop poleteo u kosmos krajem 2021. godine on se našao na svom “radnom mestu” tek u februaru naredne godine. Reč je o tzv. Lagraževoj tački L2, koja se nalazi na pravcu Sunce-Zemlja, oko 1,5 miliona kilometara daleko od Zemlje (Mesec nam je četiri puta bliži). Usled idealne superpozicije gravitacionih sila Sunca i Zemlje, letelica u blizini L2 tačke može da “lebdi” veoma dugo, uz minimalan utrošak goriva. Teleskop je uspešno razmotao višeslojnu mušemu od kaptona veličine teniskog igrališta koja štiti instrumente i glavno ogledalo prečnika 6,5 metara od uticaja Sunčevog i Zemljinog zračenja. Ceo proces pripreme za rad imao je više od 350 kritičnih koraka, svaki od njih mogao je da pođe po zlu s fatalnim posledicama. Na radost i ponos hiljada inženjera koji su učestvovali u konstrukciji teleskopa, sve je prošlo u besprekornom redu. 

“Džejms Veb” je teleskop koji osmatranja vrši uglavnom u infracrvenom, nevidljivom delu spektra, za razliku od Habla koji je ograničen na vidljivu svetlost. Infracrveni talasi imaju osobinu da lakše zaobilaze prepreke, međuzvezdani gas i prašinu, tako da neki objekti, poput mladih zvezda skrivenih u gustim molekulranim oblacima, odjednom postaju jasno vidljivi. Ali to stvara i određene tehničke poteškoće: infracrveno zračenje samog teleskopa ima negativan uticaj na kvalitet osmatranja i zato mora da bude svedeno na minimum. A to je moguće samo ako se teleskop potpuno ohladi. Za deo instrumenata dovoljno je to što se nalaze u senci kaptonskog štita. Ali, za one najosetljivije, obezbeđeno je aktivno hlađenje tečnim helijumom pomoću kojeg se temperatura spušta na par stepeni iznad apsolutne nule.

Nakon nekoliko meseci posvećenih testiranju opreme i kalibrisanju ogledala i instrumenata, američki predsednik Bajden imao je tu čast da 12. jula prikaže prve snimke sa “Džejmsa Veba”. Ispostavilo se da je vredelo čekati sve ove godine: svako ko ima makar amaterski interes za astronomiju i tajne zvezdanog neba ostao je ushićen. Duboki kosmos, “Stefanov kvintet”, “Stubovi stvaranja”, Neptunovi prstenovi... sve smo to već videli ali nikad na ovako impresivan način, sa toliko fascinantnih detalja. Tokom narednih meseci pojavili su se novi, još efektniji snimci, toliko sadržajni da će biti potrebne godine da uh do kraja izučimo. “Veb” je danas nesumnjivo najjače oruđe u rukama vrhunskih astronoma, ali je u kratkom periodu postao i nova ikona pop-kulture, slično kao što je to bio slučaj i s “Hablom”.

Koliko vremena “Veb” ima pred sobom? Jako je bitno da sva oprema na teleskopu funkcioniše kako treba. Za razliku od “Habla” koji je više puta bio popravljan na orbiti oko Zemlje, “Veb” je predaleko da bi tako nešto bilo moguće i otkaz neke od ključnih komponenti može da bude fatalan. Čak i da sve funkcioniše kako treba, postoje spoljašnji izazovi. Mikrometeoriti su u nekoliko navrata pogađali pozlaćena ogledala teleskopa ali je njihova čvrsta berilijumska konstrukcija odolela. Samo u jednom slučaju nastala je manja ogrebotina koja, srećom, nije uticala na kvalitet slike koju “Veb” proizvodi. 

Nadajmo se da su godine istraživanja i otkrića tek pred nama. “Džejms Veb” je već postavio nove rekorde kada su u pitanju najstarije i najudaljenije osmotrene galaksije. Ali to je tek početak. Još uvek treba da pronađemo prve objekte koji su zasijali u mračnoj vasioni nakon “Velikog praska” pre oko 13.7 milijardi godina. Sada konačno možemo da zavirimo u “zvezdana porodilišta”, mesta na kojima nastajnu nove zvezde koja su nam dosad bila teško dostupna. Ako budemo imali sreće, pronaći ćemo i ekstra-solarne planete u čijoj se atmosferi nalaze tragovi gasova karakterističnih za postojanje života. Dobro je da više niko ne pominje vremenske i budžetske okvire koje je “Džejms Veb” probijao u više navrata. Deset milijardi dolara vredan teleskop je u prvoj godini svoje eksploatacije premašio sva očekivanja. Možemo da odahnemo, konačno je došlo vreme za nauku.

Vreme #1669

"Sveti Gral" čiste energije

Eksperiment o kome se priča

Posle više od 60 godina neprekidnih istraživanja, konačno je napravljen jedan od ključnih prodora na polju nuklearne fuzije. U zajedničkom saopštenju Ministarstva za energetiku SAD i nacionalne laboratorije “Lorens Livermor” ističe se da je tokom decembra u institutu pod imenom “National Ignition Facility” na severu Kalifornije po prvi put ostvarena nuklearna fuzija s “pozitivnim energetskim bilansom”. Drugim rečima, reakcija je proizvela više energije nego što je u nju direktno uloženo. U jedom kratkom deliću sekunde stvoreno je Sunce na Zemlji.

Fuzija je potencijalni izvor veoma čiste energije i zasniva se na fuziji (spajanju) izotopa vodonika u helijum, neškodljiv inertni gas (identičan proces dešava se na Suncu). Delić mase vodonika pritom se konveruje u energiju, u skladu s Ajnštajnovim principom ekvivalentnosti mase i energije, E=mc2. Proces za sobom ostavlja zanemarljivu količinu radioaktivnog otpada koji pravi toliko problema u eksploataciji atomske energije zasnovanoj na fisiji (cepanju) atoma uranijuma ili plutonijuma. Emisija ugljen-dioksida i štetnih gasova staklene bašte ravna je nuli.

Eksperiment izveden u Americi predstavlja pravo inžinjersko čudo na koje je, samo do sada, potrošeno preko 3 milijarde dolara. Za pokretanje nuklearne fuzije upotrebljen je snop od 192 lasera sa ukupnom energijom od 2 megadžula (toliko, otprilike, potroši fen za kosu tokom 15 minuta). Možda deluje malo ali tu energiju laseri isporuče tokom svega par nanosekundi aktivnosti. Vremenska i prostorna koordinacija lasera dovedeni su do savršenstva: snop laserskih zraka skoncentrisan je u unutrašnjost minijaturnog valjkastog kontejnera načinjenog od zlata u kome se nalazi kuglica nuklearnog goriva veličine zrna bibera. Kuglica ima omotač od dijamanta a u njenoj unutrašnjosti nalazi se nuklearno gorivo, mešavina deuterijuma i tricijuma (izotopa vodonika) ohlađenih do tačke smrzavanja. Da bi se gorivo “natočilo” u kuglicu koristi se cev čiji je prečnik pedesetak puta manji od debljine vlasi kose. Kada laserski zraci obasjaju zlatni kontejner iznutra, dolazi do njegovog intenzivnog zagrevanja i emisije X-zraka koji padaju na kuglicu goriva i dovode do njenog brzog zagrevanja i kompresije. 

Temperatura goriva dostiže nekoliko miliona stepeni a kuglica goriva implodira sve dok se ne skupi na delić svoje prvobitne zapremine pri čemu gustina goriva prevazilazi gustinu olova. Na ovako visokim temperaturama i pritiscima pozitivno naelektrisana jezgra vodonika imaju dovoljno veliku brzinu da  prevladaju silu elektrostatičkog odbijanja i spoje se u jezgro helijuma. Masa goriva nešto je veća od mase prozivoda nuklearne reakcije a razlika se pretvara u energiju. I tako je oslobođeno nešto više od 3 megadžula energije, upadljivo više od 2 koliko su laseri inicijalno isporučili u zlatni kontejner. 

Tako je, po prvi put, praktično dokazano da je iz kontrolisane nuklearne fuzije moguće izvući više energije nego što je u nju uloženo. Kada na sve ovo dodamo činjenicu da su laseri korišćeni u eksperimentu relativno stari (za njihov smeštaj upotrebljen je prostor veličine fudbalskog igrališta), da su proizvod tehnologije koja je postojala krajem prošlog veka, ostaje nam da sa još većim optimizmom gledamo na buduće eksperimente u kojima će biti upotrebljeni manji i snažniji laseri najnovije generacije. Fuzija, koja odavno predstavlja “sveti Gral” čiste energije koji nam neprekidno izmiče, danas nam je bliža nego ikad. 

Koliko je ovaj “laserski” pristup perspektivan? I pored epohalnog rezultata od pre par dana, i dalje postoje značajni razlozi za suzdržanost. Laseri su nesumnjivo koristan tehnički izum koji je prilično izmenio svet u kojem živimo. Ali ostaje činjenica da su oni energetski neefikasni: energija koja se utroši na generisanje laserskog snopa stotinak puta je veća od energije koju taj snop sa sobom nosi. Zato spektakularni rezultat sa početka ovog teksta treba uzeti sa velikom dozom rezerve: kada se uporedi energija oslobođena fisijom sa energijom potrebnom za pogon lasera, kompjutera i druge prateće opreme, energetski bilans je i dalje ubedljivo negativan. A da bi fuzija bila komercijalno upotrebljiva neophodno je da generiše 30 puta više energije nego što troši. Teško dostižan cilj za nuklearnu fuziju čiji se budući stepen korisnog dejstva procenjuje na 10-20% (ilustracije radi, običan automobilski motor može da dostigne i svih 40%).

Zato neki od naučnika smatraju da laseri neće moći da se koriste kao deo komercijalnog sistema za proizvonju energije “ni sad, ni za milion godina, nikad”. Uz to, eksperiment je stvorio višak energije koji je dovoljan da se desetak čajnika ugreje do tačke ključanja. Ali, gde je sva ta energija otišla? Raspršila se i nestala istom brzinom kao što je i nastala  jer - trenutno nemamo rešenje kako da je prikupimo niti znamo kako da održimo njen kontinuirani priliv (da bi generisana energija postala značajna, laseri bi, umesto par puta dnevno, morali da “upucaju” 10-20 vodoničnih meta u minutu).

Da li smo, zaista, na pragu nove energetske ere u kojoj će konačno početi da dominiraju čisti izvori energije koji ne generišu dodatne količine ugljen-dioksida? Deuterijum izolovan iz jednog litra obične vode može da generiše energiju ravnu onoj koja se može dobiti iz 300 litara benzina. Mogućnosti nuklearne fuzije su neslućene, kako u pogledu količine tako i u pogledu kvaliteta (čistoće) proizvedene energije ali mi još uvek nismo sigurni da se kladimo na pravog konja. Jer, istorija je, bar kada je civilna  eksploatacija nuklearne fuzije u pitanju, prepuna razočarenja koja su se ponavljala u skoro pravilnim vremenskim intervalima. 

Fizičar Džon Kokroft izjavio je 1958. godine da će njegov projekat fuzionog reaktora “Zeta” svetu podariti neograničenu količinu jeftinog goriva. Nije se desilo. Martin Flajšman i Stenli Pons senzacionalno su objavili 1989. godine da su ostvarili nuklearnu fuziju na sobnoj temperaturi pomoću aparature koja se može sklopiti od delova iz garaže. Međutim, nijedan naučnik nikad nije uspeo da ponovi rezultate ovog eksperimenta tako da su Flajšman i Pons na kraju optuženi za nesavestan naučnički rad.  Dodajte na spisak i ITER (videti okvir), međunarodni projekt toroidnog fuzionog reaktora koji još uvek nije funkcionalan pa ćete shvatiti u kakvoj se magli još uvek nalazi nuklerna fuzija. Kad god se iznose predviđanja, fuzija je uvek tu iza ćoška, “dve ili tri decenije daleko”. I uvek će biti, dodali bi skeptici. 

Dobro je što je nuklearna fuzija ponovo na stranicama novina i naučnih časopisa, što se uz naučne ustanove za nju sve više interesuju i privatne kompanije kao što je “Amazon”, ali to ne znači da je uspeh brz i zagarantovan. Američki političari zasad podupiru ova istraživanja, postoji čak i zvanični dokument o tome koji je objavljen u aprilu i garantuje finansijsku potporu države. Činjenica je da su sada svi ispunjeni ushićenjem i optimizmom ali malo realnosti, ipak, nije na odmet. Ne stoje superlativi da je pomenuto dostignuće američke laboratorije jedno od najvećih u XXI veku. Tačno je da smo sada probili psihološku barijeru time što smo pokazali da je nuklearna fuzija moguća. To saznanje menja sve, sa ogromnim pozitivnim efektom na buduća istraživanja bez kojih bi postignuti rezultat bio bezvredan. Ali, reklo bi se da smo u ovom veku ipak videli i neka mnogo veća i značajnija naučna ostvarenja: oktriće Higsovog bozona, vakcinu protiv kovida-19, lansiranje kosmičkog teleskopa “Džejms Veb”, dešiforvanje ljudskog genoma... 

Zaključak se sam nameće: ako nameravamo da se ozbiljno bavimo narastajućom energetskom krizom i globalnim zagrevanjem koje će do kraja ovog veka verovatno preći 2oC, moramo da se oslonimo na tehnologiju kojom već raspolažemo. A to su atomska fisija, sviđalo nam se to ili ne, i obnovljivi izvori energije kao što su sunce, plima ili vetar. Jedino tako, uz radikalno odricanje od uglja i nafte, možemo da se uhvatimo u koštac s klimatskim promenama, ekstremnim vremenskim prilikama, narastanjem nivoa mora, poplavama i epidemijama. Nuklearna fuzija neće stići na vreme da spase svet. I dalje je par decenija ili pola veka daleko. Moramo da delujemo već danas jer će sutra, kada nuklearna fuzija konačno prestane da bude bajka, verovatno biti dockan.

Hod po trnju

ITER u izgradnji

Današnja istraživanja nuklearne fuzije odvijaju se u dva praktično nezavisna pravca. Prvi pristup, o kome se sada toliko piše,  podrazumeva bombardovanje male mete načinjene od nuklarnog goriva laserskim zracima sve dok u njemu ne otpočne nuklearna reakcija. Drugi pravac istraživanja podrazumeva masivne reaktore u kojima je fuziono gorivo pretvoreno u naelektrisanu plazmu koja se zagreva i kontroliše pomoću složenog magnetnog polja. 

Izučavanje nuklearne fuzije kao potencijalnog izvora energije započelo je radovima Etkinsa i Hautermana 1929. godine. Oni su, precizno mereći mase najlakših hemijskih elemenata i njihovih izotopa, predvideli da se spajanjem lakših elemenata u teže mogu dobiti velike količine energije, u skladu sa Ajnštajnovim jednačinama. Deset godina kasnije, fizičar Hans Bejt dobio je Nobelovu nagradu za kvantitativnu teoriju fuzije. Bejt je prvi pokazao da je za proces nuklearne fuzije potrebna temperatura koja se meri milionima stepeni. Pri ovako visokim temperaturama, elektroni bivaju izbačeni iz svojih atomskih orbitala tako da je materija potpuno jonizovana i nalazi se u agregatnom stanju koje fizičari nazivaju plazmom. Kada temperatura dostigne kritičnu granicu, energija kretanja atomskih jezgara dovoljno je velika da prevlada odbijajuće sile između njih i fuzija postaje moguća.

Put od teorije do prvih praktičnih rezultata bio je trnovit. Vrelu plazmu je, naime, nemoguće kontrolisati sudovima sa čvrstim zidovima, s obzirom da govorimo o temperaturama uporedivim sa onim koje vladaju u Sunčevom jezgru. Fizičari su relativno brzo došli na ideju da jonizovanu plazmu izoluju i komprimuju u "nevidljivom sudu" čije bi zidove činile strujnice jakog magnetnog polja, ali je prva magnetna komora, skromnih domena i rezultata, konstruisana tek 1947. godine na Imperijal koledžu u Londonu.

Tokamak

Od 1953. godine Amerika, Britanija i SSSR eksperimentišu sa tzv. Zeta reaktorima povremeno objavljujući vesti o značajnim uspesima na polju kontrolisanja plazme. Nažalost, mnoga tadašnja "dostignuća" i "otkrića" ubrzo su demantovana ili svedena u daleko skromnije okvire što je krajem 1958. godine dovelo do definitivnog napuštanja koncepta Zeta reaktora kao nedovoljno perspektivnog. Višegodišnji uzaludni napori imali su veliki uticaj na ponašanje svetskih velesila koje su, čak i u tadašnje vreme hladnog rata i sveopšteg nepoverenja, rešile da obelodane svoja saznanja na polju fuzije i koordinišu dalja istraživanja.

Ključni prodor ostvaren je 1968. godine u SSSR-u kada su Andrej Saharov i Igor Tam konstruisali prvi "tokamak" (ruska skraćenica za "toroidnu komoru unutar magnetnih kalemova") i u njemu uspešno kontrolisali plazmu čija je temperatura bila za red veličine veća od očekivane. Kada su ovi rezultati na licu mesta provereni i potvrđeni od strane vidno impresioniranih zapadnih stručnjaka, koncept tokamak reaktora postao je dominantan, inspirišući brojne generacije naučnika sve do današnjih dana.

Početkom 1976. godine Evropa počinje da radi na projektu tokamaka pod nazivom JET (skraćenica za "združeni evropski torus") koji kao gorivo koristi mešavinu vodonikovih izotopa. Evropska zajednica je 1978. godine odobrila izgradnju reaktora na napuštenom aerodromu britanske avijacije u Oksforširu, a prvi eksperimenti započeli su pet godina kasnije. JET je imao značajne rezultate, pri čemu je svakako najznačajniji onaj iz 1997. godine kada je reaktor u vršnom opterećenju generisao rekordnih 16MW snage. Ipak, ova energija predstavljala je tek 70% energije potrebne za rad, što znači da je reaktor i dalje trošio više energije nego što je proizvodio.

U prošlosti je bilo još sličnih reaktora, pri čemu je svaki imao poneko značajno dostignuće: engleski "Start" (plazma rekordno visokog pritiska, 1991), američki TFTR (ostvario kontrolisanu fuziju snage 10MW, 1994), Francuski "Tore Supra" (sposoban da održi plazmu u stabilnom stanju duže od dva minuta, 1996), Japanski "JT-60" (prvi reaktor koji je, makar za kratko, imao pozitivan energetski bilans, 1998). Ipak, nijedan dizajn reaktora nije uspeo da objedini dobre elemente svih ostalih i tako ostvari krajnji cilj: stabilnu plazmu i dugotrajnu kontrolisanu nuklearnu fuziju koja generiše više energije nego što troši.

Trenutno su sve oči uprte u ITER (skraćenica za “Međunarodni termo-nuklearni eksperimentalni reaktor”). Projekat je nastao kao internacionalni poduhvat 1985. godine, a prvi učesnici bili su SAD, SSSR, Evropska unija i Japan (naknadno su se pridružili Indija, Kina i Južna Koreja). Bilo je potrebno 16 godina da se okončaju istraživanja vredna 700 miliona dolara pre nego što je predložen konačan dizajn budućeg fuzionog reaktora, nalik na “tokamak”. Projekat je od tada probio sve limite, kako one vremenske tako i budžetske. Kada reaktor, koji se trenutno gradi u Kadarašu (Francuska), bude pokrenut 2025. godine, biće to najveći toroidni reaktor sa magnetski kontrolisanom plazmom. Ako sve bude išlo po planu, reaktor će trošiti oko 300 megavata energije od čega će oko 50 biti upotrebljeno za zagrevanje plazme. Tako zagreana plazma biće u stanju da održi nuklearnu fuziju koja treba da generiše bar 500 megavata tokom vremenskog perioda koji neće biti kraći od 400 sekundi. I pored toga što će generisana energija biti 10 puta veća od one uložene u zagrevanje plazme, reaktor nije komercijalan i neće proizvoditi električnu enrgiju ali je dovoljno složen i veliki da na njemu budu provereni svi značajni podsistemi: kompletna konstrukcija, magnetni kalemovi kao i sistemi za upravljanje i održavanje bezbednosti reaktora. 

Zašto Sunce sija

Sve do XIX veka nije bilo pokušaja da se na naučno zasnovan način objasni zbog čega Sunce sija. Suncem kao nebeskim telom bavili su se jedino astrolozi, mitolozi, teolozi i ostala dogmatska “inteligencija”. O suncu kao izvoru života govori se tek 1833. godine u radovima čuvenog astronoma Džona Heršela: "Sunčevi zraci osnovni su uzrok praktično svakog kretanja koje se dešava na zemljinoj površini. Zahvaljujući njegovoj oživljujućoj snazi iz neorganske materije nastaju biljke, bez kojih nema ni životinja, ni ljudi, ni ogromne energije stavljene ljudima na raspolaganje u vidu naslaga uglja."

Koliko je Sunce staro? I zbog čega sija? Heršel nije uspeo da definiše neki konkretan odgovor na ova dva večita pitanja, ali je prvi shvatio koliko su ona međusobno povezana. Količinu energije koju Sunce isijava relativno je lako odrediti merenjem intenziteta sunčeve svetlosti na zemljinoj površini. Ako znamo koliko je Sunce staro, možemo da odredimo i koliko je energije ono ukupno do sada emitovalo u kosmos. Što je Sunce starije, potrebni su sve jači izvori energije kako bi održali njegov konstantan sjaj tokom sve dužeg vremenskog perioda.

Zahvaljujući entuzijazmu jednog nemačkog profesora psihologije, a kasnije velikog fizičara, Hermana fon Helmholca, polovinom XIX veka uvrežilo se shvatanje da je Sunčevo zračenje posledica sažimanja njegove materije pod dejstvom gravitacionih sila. Međutim, glavni impuls ranom izučavanju prirode Sunčeve energije dao je, sasvim neočekivano, Čarls Darvin, autor ideje o evolutivnom nastanku i razvoju živog sveta na Zemlji. Darvin je bio svestan da je za evoluciju potrebno veoma dugo vreme, pa je u svom čuvenom delu “O nastanku vrsta prirodnom selekcijom” pokušao da odredi neke konkretne brojke. Posmatrajući brzinu erozije jedne doline u južnoj Engleskoj, Darvin je izračunao da će prirodi biti potrebno bar 300 miliona godina da je potpuno izbriše sa lica zemlje, što je dovoljno sporo čak i za najsporije evolutivne procese.

Darvinova procena unela je veliku nelagodnost među astronome: ako se starost Zemlje zaista meri stotinama miliona godina, Sunca mora biti još starije. Ako je Sunce zaista toliko staro, onda je još teže objasniti šta je uzrok njegove ogromne snage. U raspravu se uključio i lord Kelvin, čuveni fizičar koji je formulisao drugi zakon termodinamike i formirao apsolutnu temperaturnu skalu. Kelvin je bio veliki Darvinov protivnik i odmah je osporio njegovu procenu brzine geoloških procesa. Kelvin, doduše, priznaje da nikakva hemijska reakcija ne može biti izvor Sunčeve svetlosti s obzirom na to da "čak ni najžešća reakcija supstanci u količini ravnoj Sunčevoj masi ne bi potrajala duže od 3000 godina". Kao izvor Sunčeve energije Kelvin, kao i Helmholc, u prvo vreme ističe gravitacionu energiju Sunčeve mase. Međutim, pritisnut astronomskim dokazima iz kojih sledi da ovako osmotrena gravitaciona energija ne bi potrajala dovoljno dugo, Kelvin 1862. godine modifikuje svoju teoriju i s velikom ubedljivošću i elokvencijom tvrdi da Sunčeva energija nastaje kao plod udara bezbrojnih meteorita o Sunčevu površinu. S obzirom na to da je kosmos praktično neiscrpan resurs meteorita, Kelvin je smatrao da je na ovaj način objasnio izvor Sunčevog zračenja tokom, otprilike, 20 miliona godina. "Ko smo mi", pita Kelvin, "pa da, kao Darvin, tvrdimo da nešto može da traje 300 miliona godina?"

Nakon otkrića radioaktivnosti, Darvin je pokušao da uzvrati udarac tvrdeći da Sunce svoju energiju duguje radioaktivnim procesima koji se zbivaju u njegovoj unutrašnjosti. Podržali su ga i mnogi fizičari, poput Ernsta Radeforda koji je prvi izmerio energiju alfa-čestica. Međutim, kada su astronomi ponovo okrenuli svoje instrumente ka Suncu, utvrdili su da tamo ima vrlo malo radioaktivnih materija. Sunce je, kao i čitav kosmos, uglavnom sačinjeno od lakih, stabilnih elemenata: vodonika i helijuma. 

Napretka nije bilo sve dok 1905. godine kada je Ajnštajn pokazao da su masa i energija samo dva različita oblika postojanja materije. Drugi ključni proboj napravio je F. W. Aston, koji je preciznim eksperimentom utvrdio da je masa četiri atoma vodonika nešto veća od mase jednog atoma helijuma.

Ove dve činjenice povezao je u jednu celinu briljantni engleski astrofizičar Artur Edington 1920. godine. Po njemu, izvor Sunčeve energije mogao bi biti proces fuzije (spajanja) četiri atoma vodonika u jedan atom helijuma. S obzirom na to da je masa materije na početku procesa fuzije veća od mase na kraju, nedostajuća masa manifestovala bi se, shodno Ajnštajnovoj relaciji, kao energija Sunčevih zraka. Po Edingtonu, konverzija svega 0,7% mase Sunca u energiju dovoljna je da mu obezbedi neumanjen sjaj tokom najmanje 100 milijardi godina. Edington je prvi shvatio kakav se strašan potencijal krije u energiji fuzije i predvideo da, pod uslovom da je u pravu, ova energija može biti iskorišćena "na dobrobit čovečanstva, ali i za njegovo samoubistvo". Kada je Edvard Teler konstruisao prvu fuzionu (hidrogensku) bombu, Edingtonova upozorenja samo su dobila na težini.

Hans Bete

Do ključnog prodora došlo je kada se Hans Bete, mlad i talentovan nemački naučnik, bežeći od nacista zbog svog jevrejskog porekla, preselio u Ameriku 1935. godine. Dobio je posao na univerzitetu Kornel koji je u to vreme imao ambiciu da stvori tim vrhunskih nuklearnih fizičara. Bete u početnu nije bio mnogo zainteresovan za pitanje izvora Sunčeve energije ali je, zaintrigiran delimičnim rezultatima koji su bili prezentovani na Četvrtoj godišnjoj konferenciji fizičara 1938. godine, odmah prionuo na posao da bi do kraja konferencije već imao nacrt kompletne teorije koju će kasnije objaviti u dva revolucionarna naučna rada. U tim radovima Bete je matematički dokazao da nuklearna fuzija u Sunčevom jezgru zaista predstavlja izvor njegove energije. On je i prvi procenio uslove u Sunčevom jezgru: danas znamo da temperatura u njemu iznosi 15,7 miliona kelvina a da je pritisak čak 100 milijardi puta veći od onog na površini Zemlje. 

Beteova teorija kasnije je i eksperimentalno potvrđena kada su na Zemlji detektovani solarni neutrini emitovani tokom procesa fuzije (njihov broj i prirodu prvi su objasnili Rejmond Dejvis i Masatoši Košiba koji će za to dobiti i Nobelovu nagradu 2002. godine). Kako proračuni pokazuju, Sunce svake sekunde konvertuje 600 miliona tona vodonika u helijum pri čemu oko 4 miliona tona “nestane”, tj. biva pretvoreno u energiju, u skladu sa čuvenom Ajnštajnovom jednačinom. Sunce nije naročito efikasan generator: jedan kubni metar Sunca jedva da obezbeđuje energiju za rad jedne standardne sijalice. Ali kada na to dodate činjenicu da je zapremina Sunca oko milion puta veća od zapremine Zemlje, lako se izračuna da je Sunce kolosalni izvor energije. Kada uzmemo u obzir raspoložive količine vodonika na Suncu, sigurno je da će ono sijati kao i dosad bar još 4-5 milijardi godina. A posle, videćemo...

Vreme #1668

Sateliti kao idealne mete

Satelit "Starlink"

Sve vodeće svetske kosmičke sile već decenijama na nebu imaju značajnu satelitsku infrastrukturu koja u relanom vremenu prati situaciju na zemlji, bavi se špijuniranjem ili direktno učestvuje u ratnim operacijama kontrolišući rakete, dronove ili artiljerijsku vatru. O tačnom broju ovih satelita može samo da se nagađa ali ih siguno ima više od stotinu. Međutim, u poslednje vreme, sve je veći broj privatnih, komercijalnih satelitskih mreža čiji se kapaciteti takođe mogu upotrebiti u vojno-obaveštajne svrhe. Veliki broj kompanija nudi satelitske snimke terena pri čemu lokaciju i vreme snimanja možete sami da izaberete. Još je veći broj kompanija koje nude najraznovrsnije satelitske telekomunikacione usluge. Nije tajna da Ukrajina, takoreći od samog početka ruske invazije, koristi ove resurse i da se sve više oslanja na satelitske fotografije i radarske snimke visoke rezolucije načinjene iz kosmosa. Sa druge strane, za Rusiju su ovi kapaciteti nedostupni, i zbog zapadnih sankcija i iz bezbednosnih razloga. Reklo bi se da “premoć” u kosmosu, koju Ukrajina neočekivano ima u odnosu na Rusiju, počinje u sve većoj meri da se preslikava i u stanje na terenu. Jasno je da Rusija tim stanjem nije zadovoljna. Kulminacija tog nezadovoljstva desila se na jednom od sastanaka u Ujedinjenim nacijama kada je ruski diplomata Konstantin Voroncov bez mnogo uvijanja rekao da zapadni “kvazi-komercijalni sateliti”, koji takoreći javno pružaju podršku ukrajinskoj vojsci u svakodnevnim operacijama, predstavljaju legitimnu vojnu metu. 

Da li je ovo prazna pretnja ili predstoji širenje sukoba u kosmos? Rusija već aktivno ometa satelitske komunikacije koje bi mogle da budu od koristi Ukrajincima a zabeležen je i veliki broj pokušaja da se satelitske mreže hakuju i onesposobe. Međutim, uspeh ovakvih mera je ograničen. Ono čime Rusija preti je nešto sasvim novo: mogućnost da se komercijalni sateliti unište korišćenjem projektila ispaljenih sa zemlje. Rusija to svakako može, baš kao i Amerika, Kina ili Indija. Ali, koliko je to svrsishodno? 

Ostavimo sad po strani političke implikacije širenja sukoba u kosmos. Amerika je već reagovala saopštenjem u kojem kritikuje ruski stav i najavljuje oštar odgovor ukoliko bude napadnuta američka civilna infrastruktura. Pretpostavimo da je Rusija dovoljno nesmotrena i odlučna da sukob proširi na kosmos i tako čitavom sukobu da potpuno novu dimenziju. S kakvim izazovima bi se Rusija susrela? 

Pre svega, u pitanju je izbor mete. Komercijalna satelitska mreža veoma je razuđena, najčešće sastavljena od nekoliko stotina pa čak i hiljada malih i relativno jeftinih satelita koji se nalaze na velikim rastojanjima. Koji od njih izabrati kao metu? Čak i da Rusija uništi čitavo tuce satelita, to će mrežu samo delimično onesposobiti pre nego što se ona rekonfiguriše i vrati u regularno stanje. Uzmite, na primer, “Starlink” Elona Maska: ova mreža telekomunikacionih satelita obezbeđuje internet servise u svakoj tački Zemljine kugle, pre svega u njenim ruralnim delovima gde je klasični internet pristup nemoguć ili ograničen. Trenutno se u orbiti oko zemlje nalazi preko 2.000 “Starlink” satelita a planirano je da ih, samo u prvoj fazi, bude oko 12.000, u krajnjoj instanci i svih 30.000. Ako uništite stotinu ovakvih satelita, ne postiže apsolutno ništa osim što ćete na sebe navući sav bes Sjedinjenih Država. 

Pritom, Rusija ne raspolaže beskonačnim arsenalom projektila kojima može rutinski da “skida” satelite sa neba zato što su ove rakete izuzetno komplikovane i skupe. Pitanje je i u kojoj meri Rusija može da ih zameni novim s obzirom da teško dolazi do savremenih procesora, elektronike, žiroskopa i drugih kritičnih delova. Uz to, satelit predstavlja malu i veoma brzu metu tako da uspeh nije zagarantovan čak i ako imate protiv-satelitsku raketu koja je, teoretski, dorasla zadatku. Tipičan satelit kreće se brzinom od 3 do 8 kilometara u sekundi u zavisnosti od toga da li se nalazi u viskoj, geostacionarnoj, ili niskoj Zemljinoj orbiti. Veličina mete ne prelazi par metara (čak i Međunarodna svemirska stanica, najveći objekat koji se trenutno nalazi iznad Zemlje, ne prelazi 100 metara u prečniku). Jedino što napadaču potencijalno ide na ruku je činjenica da se sateliti kreću po pravilnim, predvidljivim eliptičnim putanjama u skladu sa jednostavnim zakonima nebeske mehanike koje je još Njutn postavio. 

Rusiju trenutno ponajmanje brine međunarodno kosmičko pravo. Amerika, Rusija, Kina, Indija... sve ove zemlje uspešno su testirale anti-satelitske rakete bar jednom ne obazirući se mnogo na postojeće pravne norme. Glavni dokument koji reguliše korišćenje kosmosa zove se “Outer Space Treaty” (“Sporazum o kosmičkom prostoru”) ali on zabranjuje jedino postavljanje nuklearnog naoružanja u Zemljinu orbitu. Korišćenje konvencionalnog naoružanja u kosmosu kao i korišćenje satelita u vojne svrhe nije regulisano i spada u sivu zonu (vidi okvir). 

Ostaje, međutim, činjenica da razaranje satelita u orbiti oko zemlje predstavlja krajnje neodgovoran čin. Kad god se letelica raspadne u orbiti, iza nje ostaje na hiljade krhotina različite veličine čije je let nekontrolisan. Najveći deo ovog “otpada” ostaje u orbiti a samo će zanemarljiv deo sagoreti u Zemljinoj atmosferi. Svaka od ovih krhotina ima dovoljno veliku brzinu i energiju da ošteti ili potpuno uništi drugi satelit, letelicu sa ljudskom posadom ili svemirsku stanicu. Zabeležen je slučaj kada je delić farbe otpao sa isluženog satelita i pogodio vetrobran spejs-šatla. Krhotina je tom prilikom u staklu napravila brazdu dubine 10 centimetara, što predstavlja skoro polovinu debljine vetrobrana. Onaj ko uništi satelit na orbiti može, na posredan način, da uništi i svoj sopstveni, “šrapnelima” nastalim u eksploziji. Veliki sukob u kosmosu mogao bi da dovede do toga da čitav prostor neposredno iznad Zemljine atmosfere postane prepun “kosmičkog šuta”, potpuno devastiran i neupotrebljiv za bilo šta. Teško je verovati da u ovom trenutku Putin ili bilo ko drugi može na sebe da preuzme takvu odgovornost.

Na duge staze, da li je rat u kosmosu neizbežan? Nisu sve zemlje jednako ranjive pa i ne gledaju jednako na njegove posledice. Najviše od rata u kosmosu zaziru Amerikanci jer je stepen njihove zavisnosti od satelitskih sistema mnogo veći nego što je to slučaj sa Kinom, Rusijom ili Indijom. Američka država i njene kompanije poseduju više od polovine trenutno aktivnih satelita a delovi te flote prestavljaju strateški nacionalni resurs. Uzmite, na primer, američki sistem za infracrveno osmatranje i rano upozoravanje u slučaju protivničkog nuklearnog udara (SBIRS): u njemu se nalazi svega deset satelita. Dovoljno je likvidirati tri ili četiri pa da Amerika ostane bez ključnog sistema za rano upozoravanje. Zato Amerika postepeno menja svoju filozofiju: umesto skupih, velikih satelita koji predstavljaju skoro idealnu vojnu metu, težište razvoja pomera se ka satelitima koji su manji, redundantni i koje je moguće lansirati u većem broju. 

Ako sa druge strane pogledamo kojom brzinom se razvijaju potrebna tehnička sredstva i koliki značaj imaju resursi smešteni u kosmosu, reklo bi se da je samo pitanje vremena kada će se zapucati i iznad “Karmanove linije” koja simbolično odvaja Zemlju od kosmičkog prostora. Kosmički rat, međutim, nije filmski “rat zvezda”, sudar dve flote letelica koje sumanuto pucaju jedna na drugu. Kosmički rat je, zapravo, rat protiv satelita. Ti sateliti možda ne bacaju bombe (postoji hiljadu bržih i jednostavnijih načina da se protivnik bombarduje) ali su i dalje nezamenljivi, bez obzira da li su u pitanju vojne ili civilne aktivnosti. Ako bi sateliti preko noći nestali, izgubili bismo GPS signal i pojam o tačnom vremenu, navigacija bi se vratila starim, primitivnim sredstvima, prestale bi da se obavljaju bankarske transakcije, prognoza vremena bila bi nemoguća, nestali bi sistemi za rano upozorenje u slučaju prirodnih katastrofa, raspao bi se današnji telekomunikacioni sistem, internet bi bio na klimavim nogama... U svakom ratu protivnici ciljaju tačku protivnika koja je najosetljivija a sateliti su skoro idealna meta: teško ih je učiniti nevidljivim i za radare i za optičke sisteme a, osim toga, nijedan satelit nije sposoban da izdrži iole ozbiljniji mehanički udar. To što sateliti do sada nisu bili legitimna meta možemo da “zahvalimo” samo nedostacima današnje ratne tehnike. Kako stoje stvari, svi ti nedostaci biće otklonjeni u bliskoj budućnosti.  

Elon Mask, “Starlink” i Ukrajina

U prvim danima invazije Rusija je u velikoj meri razorila telekomunikacionu i internet infrastrukturu Ukrajine. Bio je to sračunat potez usmeren na stvaranje osećaja nemoći, straha i panike. Veliki deo stanovništva našao se u informacionom mraku a u naročito teškoj situaciji bila je komanda ukrajinske armije koja je praktično izgubila vezu sa svojim isturenim jedinicama. Ukrajinska vlada nije dugo oklevala: obratila se za pomoć Elonu Masku s molbom da im  omogući korišćenje resursa satelitske mreže “Starlink”. 

Mask je u kratkom roku odgovorio pozitivno i vrlo brzo su u Ukrajinu krenuli da stižu kamioni natovareni specijalnim terminalima koji služe za uspostavljanje veze sa satelitima “Starlink” sistema. Veliki broj Ukrajinaca, vladinih službi i komunalnih preduzeća prešao je na satelitski internet a nije nikakva tajna da je to isto učinila i ukrajinska vojska. Ukrajinska država je ponovo “progledala”. Vlada Ukrajine se zvanično zahvalila Masku na velikodušnosti, s obzirom da je ceo aranžman izveden bez finansijske nadoknade. 

Međutim, atmosfera saradnje i poverenja nije dugo potrajala. Početkom oktobra Elon Mask je na Tviteru izneo svoj predlog za okončanje rata u Ukrajini koji podrazumeva ukrajinsku vojnu neutralnost, ostanak Krima u Rusiji (“...zato što je Krim u Rusiji još od 1783. godine, sve do greške koju je napravio Hruščov”) i ponavljanje referenduma na drugim anektiranim teritorijama pod kontrolom Ujedinjenih nacija. Mask je svoj predlog stavio na glasanje i nije slavno prošao (preko 60% učesnika u Tviter-anketi bilo je protiv) a naročito oštri bili su ukrajinski zvaničnici koji su Masku poručili da slobodno može da se “nosi” sa svojim predlogom. Jedini koji su aplaudirali bili su Rusi: nije mala stvar kada najbogatiji čovek na planeti “prizna” da Krim pripada Rusiji.

Da li zbog silnog razočaranja, nerazumevanja ili nečeg trećeg (“Samo sam želeo da izbegnemo Treći svetski rat”), Mask je, nedugo potom, u novom tvitu napisao da njegov “Starlink” neće moći večno da pruža besplatne usluge ukrajinskoj vladi. Svuda u svetu satelitske usluge su enormno skupe i u tom pogledu “Starlink” nije nikakav izuzetak. U svom pismu Pentagonu, Elon Mask procenjuje da će troškovi održavanja internet terminala koje je stavio na raspolaganje Ukrajini preći 400 miliona dolara za godinu dana i moli da mu se ti troškovi bar delimično refundiraju. I još jednom se Mask našao pod baražom kritika, ne samo iz Ukrajine već i čitavog sveta (naravno, sa izuzetkom Rusije). Mask je optužen da želi da ostavi Ukrajince na cedilu u prelomnom ratnom trenutku na šta je Mask rekao da su mu iz Ukrajine već rekli da se nosi i da on samo ispunjava želje tamošnjih vlasti. Ipak, Mask je na kraju morao da ustukne: “Neka sve ide dođavola. ‘Starlink’ još uvek gubi novac, rivalske kompanije nastavljaju da se finansraju parama poreskih obveznika a mi ćemo i dalje nastaviti da pružamo usluge ukrajinskoj vladi potpuno besplatno”. Ironično ili ne, Mask je čitav “slučaj” zaključio rečenicom: “Svi mi činimo dobra dela, povremeno”. 

Kosmičko pravo

Ključni dokument koji reguliše upotrebu kosmosa i kosmičkih resursa zove se “Outer Space Treaty”. Nastao je 1967. godine na inicijativu Amerike i Velike Britanije. Sporazum je do danas prihvatilo preko stotinu zemalja, uključujući i sve kosmičke velesile. Po duhu veoma liči na “Sporazum o “Antartiku” iz 1961. godine koji Antartik definiše kao zajedničko dobro koje se može koristiti samo u naučne svrhe. Na sličan način kosmički sporazum definiše kosmos kao resurs čitavog čovečanstva koji se može koristi samo u civilne svrhe, u duhu međunarodne tolerancie i saradnje. Niko nema pravo da prisvoji ili “ogradi” bilo koji deo kosmosa ili bilo kojeg nebeskog tela u njemu, uključujući Mesec i druge objekte u Sunčevom sistemu. Ključna tačka sporazuma kaže da u kosmosu nije dozvoljena izgradnja vojnih baza niti je dozvoljeno postavljanje ili testiranje nuklearnog naoružanja. U sporazum su kasnije dodate još četiri velike celine: pravilnik o aktivnostima na Mesecu (sve u cilju izbegavanja mogućih konflikata), klauzula o odgovornost za štetu prouzrokovanu kosmičkim letelicama (nešto kao polisa o auto-odgovornosti), deklaracija o astronautima (koja astronaute definiše kao amabasadore čovečanstva) i registar kosmičkih brodova. 

Iako je sporazum zaživeo i još uvek ima nepodeljenu podršku (bar na papiru), daleko od toga da on predstavlja celovito rešenje. Mnogi njegovi delovi su nejasni, neodređeni, čak i prevaziđeni. Sporazum, recimo, ne govori ništa o konvencionalnom naoružanju ili eksploataciji kosmičkih resursa. Danas znamo da asteroidi u Sunčevom sistemu sadrže zalihe metala koje su dovoljne da vekovima pokrivaju potrebe čitavog čovečanstva. Nekoliko kompanija već je izrazilo svoj interes da krene sa iskopavanjem ovog rudnog bogatstva ali nije jasno šta će se desiti ako se za jedan te isti resurs ili lokaciju (vodu na južnom Mesečevom polu, na primer) zainteresuje više kompanija iz različitih država. Takođe, sporazum zabranjuje smeštaj i upotrebu oružja za masovno uništenje u kosmosu ali ne govori ništa o upotrebi konvencionalnog naoružanja. Nije jasno definisano ni šta tačno predstavlja upotrebu kosmosa u vojne svrhe.

Kakogod, dorada “Sporazuma o Kosmosu” svakako je neophodna. Kina i Rusija su 2014. godine predložile dopunu sporazuma koja predviđa zabranu konvencionalnog naoružavanja kosmosa. Amerika do današnjeg dana nije prihvatila ovaj predlog smatrajući ga neizbalansiranim ali još uvek nije izašla sa svojim kontra-predlogom. Zbrka je i terminološka: šta sve tačno obuhvata pojam kosmičkog oružja? Mehanička ruka montirana na kosmički brod može da se koristi u mirnodopske svrhe ali isto tako može da onesposobi nečiji satelit. U nedosatku državne akcije, jedan komitet Ujedinjenih nacija na kraju je usvojio dvadesetak smernica koje regulišu “ponašanje u Kosmosu” ali je ovaj dokument ograničenog dometa, što zbog nedovoljne preciznosti, što zbog svog neobavezujućeg karaktera. 

Od Ivanovog čekića do “Ratova zvezda”

Čim su prvi sateliti počeli da “špartaju” nebom iznad nas, neko je počeo da smišlja kako da ih odatle “skine”. U prvo vreme, početkom šezdesetih godina, fokus nije bio na anti-satelitskim raketama jer su tadašnje rakete zemlja-vazduh imale ograničenu brzinu i domet. Verovalo se da je mnogo jednostavnije uništiti rivalski satelit vatrom sa sopstvene kosmičke letelice. Amerikanci su u te svrhe modifikovali brod sa dvočlanom posadom “Džemini” ali nije poznato da li je neki od njih zaista upotrebljen kao antisatelitsko oružje.

"Kartek", jedini top koji je pucao u kosmosu

Iz tog doba datira i sovjetski projekat “Almaz” (“Dijamant”). Reč je o modifikovanoj orbitalnoj stanci “Saljut” (preteča stanice “Mir”) koja je zamišljena kao vozilo pomoću koga je moguće izvršiti inspekciju i uništenje satelita na orbiti. Bila je to jedina kosmička letelica koja je na sebi imala klasično naoružanje: modifikovani protivavionski top “Kartek” kalibra 23 milimetra. Oružje je bilo krajnje nezgrapno: da bi se naciljala meta bilo je potrebno promeniti orijentaciju čitave orbitalne stanice. Sojveti nisu imali mnogo poverenja u sopstveno naoružanje a nisu imali ni iskustva jer niko pre njih nije ispalio metak u kosmosu. Testiranje oružja obavljeno je tek kada je letelica bila prazna, svega nekoliko sati pre nego što će biti uništena u gustim slojevima atmosfere: iz topa je ispaljeno nekoliko projektila u pravcu Zemlje a rezultati eksperimenta nikad nisu bili obelodanjeni.

Amerikanci su 1962. godine izveli eksperiment pod nazivom “Starfish Prime”: lansirali su nuklearnu bombu i aktivirali je u kosmosu, na visini od oko 400 kilometara, negde iznad Havaja kako bi utvrdili da li elektromagnetni impuls stvoren tokom detonacije može da uništi neki od satelita u blizini. Rezultati su bili neočekivani: bomba je deaktivirala brojne satelite, neke američke, neke sovjetske. Amerika je brzo uvidela da od ovakvog “slepog” oružja nema mnogo vajde pa je u međunarodni “Sporazum o kosmičkom prostoru” ugradila klauzulu o zabrani korišćenja nuklearnog oružja u kosmosu.  Za to vreme SSSR je lansirao dva “borbena satelita”, prvi 1963. i drugi 1968. godine. Sateliti su se uspešno sastali u orbiti da bi zatim bili uništeni kontrolisanom eksplozijom.

Amerikanci uništavaju
satelit u orbiti 1985. godine

Anti-satelitski projektili postaju realnost tek početkom osamdesetih godina. Prvo uspešno uništavanje satelita u orbiti izveli su Amerikanci 1985. godine kada je projektil lansiran sa aviona F-15 pogodio rashodovani satelit na visini od 550 kilometara iznad Zemlje. Eksplozija je stvorila opasan oblak od 250 delova satelita koji su se jasno mogli pratiti na radaru. Američki Kongres je, u strahu od posledica ovakvih eksperimenata, privremeno zaustavio dalja istraživanja. Projekat dobija na zamahu u drugom mandatu Ronalda Regana koji je smatrao da doktrina o “uzajamno garantovanom nuklearnom uništenju” predstavlja “samoubilački pakt” čija je jedina svrha da Americi veže ruke. Regan je čvrsto verovao da Amerika treba da razvija svoj antinuklearni arsenal sve dok ne bude sigurna da nijedan sovjetski nuklearni projektil neće moći da padne na američko tle. Smatrao je da je nalaženje sigurne odbrane najbolji način da se nuklearno oružje eliminiše iz arsenala protivničkih armija. Nastala je inicijativa “Ratovi zvezda” (Ime je neformalno. Regan je u jednom svom govoru iz 1983. godine SSSR nazvao “zlom imperijom”. Fraza je prvi put upotrebljena upravo u navedenom filmskom serijalu). Tokom ove operacije Amerika je uložila ogroman novac u razvoj novog anti-satelitskog i anti-nuklearnog arsenala. U drugoj polovini osamdesetih eksperimentisano je i sa “šinskim topovima”, novom vrstom oružja kod kojeg se probojno zrno ubrzava do hipersoničnih brzina dejstvom jakog elektro-magnetnog polja. Najviše novca otišlo je u razvoj defanzivnih lasera stacioniranih na zemlji. Program THEL, koji su zajednički realizovali Amerikanci i Izraelci trajao je skoro deset godina i zabeležio je umeren uspeh (u fazi leta oboreno je 50 raketnih i artiljerijskih projektila).

Kad ima para, i mašta, naročito ona destruktivna, bolje funkcioniše. Međunarodne konvencije ne dozvoljavaju smeštaj nuklearnog oružja u kosmos ali ne zabranjuju da u zemljinu orbitu postavite ono konvencionalno. Pojavili su se nacrti novih, egzotičnih tipova naoružanja: akceleratorske “puške” koje ubrzavaju subatomske čestice do kolosalnih brzina, kosmičke mine namenjene uništavanju protivničkih satelita... Jedan od ranih projekata podrazumevao je da se u orbitu postave ogromna “koplja” od volframa (tvrd i otpran metal), svako sa svojim malim motorom. Motor ima zadatak da ogromnu metalnu šipku usmeri ka cilju na zemlji. Volfram je dovoljno čvrst da preživi povratak kroz atmosferu i u cilj udari hipersoničnom brzinom uništavajući svaki, pa i najbolje oklopljeni cilj sirovom kinetičkom energijom. Umesto koplja od volframa može da posluži i obližnji asteroid (tzv. “Ivanov čekić”), ali takva mogućnost još uvek se nalazi u sferi naučne fantastike. 

Nijedno od ovih “genijalnih” rešenja nije zaživelo: ili su bila suviše komplikovana, ili neefikasna, ili suviše skupa a najčešće sve zajedno. Jedino su laserski sistemi još uvek aktuelni s obzirom da imaju sve širu primenu u konvencionalnom ratovanju (jedan satelit “oslepljen” je korišćenjem lasera sa zemlje 1997. godine). Reganov projekat američke nuklearne supremacije nadživeo je raspad SSSR-a ali je uglavnom vegetirao sve dok ga nije likvidirao Barak Obama. Anti-satelitske rakete danas su praktično jedino sredstvo kojim je realno moguće locirati i onesposobiti satelit u orbiti. Kina je 2007. godine testirala jedno takvo oružje na svom rashodovanom satelitu. Eksplozija je, na zgražavanje Amerike, Britanije i Japana, proizvela preko 40.000 ultra-brzih krhotina većih od jednog centimetra koje predstavljaju realnu opasnost za sve što se nađe na njihovom putu (jedna od ovih krhotina uništila je ruski satelit 2013. godine). Amerika je odgovorila 2008. godine tako što je projektilom SM-3 razorila svoj stari špijunski satelit. Sličnu stvar uradila je i Indija u martu 2019. godine (“misija Šakti”), i to toliko neobrazivo da je Međunarodna svemirska stanica morala da izvede preventivni manevar kako ne bi naletela na ostatke eksplozije (preko 60 krupnih komada kosmičkog hardvera).  

Uz antisatelitske rakete razvijaju se i druga sredstva, pre svega ona koja mogu da “oslepe” ili privremeno onesposobe protivničke satelite korišćenjem jakog radio-šuma ili lasera. Kina je već objavila da ima nameru da razvije sistem koji će uništiti svaki satelitski sistem ukoliko to zahteva nacionalna bezbednost, čak i ako se radi o “Starlinku” koji većina stručnjaka zbog njegove “razuđenosti” danas smatra neuništivim. Amerika eksperimentiše s minijaturnim satelitima, ne većim od frižidera, koji su dovoljno “spretni” i okretni da mogu da poprave sopstveni ili onesposobe protivnički satelit. Rusija je u februaru 2020. godine “parkirala” dva svoja satelita svega par stotina kilometara daleko od aktivnog američkog vojnog satelita, očigledno sa namerom da izazove nelagodu kod svog večitog suparnika i vidi ono što se na protivničkoj letelici da videti. Amerikancima su bila potrebna dva uzastopna manevra kako bi se otresli neželjenih pratioca. Svega dva meseca kasnije Rusija je testirala svoju novu antisatelitsku raketu. I to nije kraj...

Vreme #1661

Odbrana Zemlje od “kosmičkog stenja”

Bizaran eksperiment ili nešto mnogo važnije? Ovo pitanje postavili su mnogi koji su 27. septembra na kanalu NASA posmatrali spektakularni sudar sonde “Dart” sa asteroidom Dimorfos. Iako se sudar desio na preko 11 miliona kilometara daleko od Zemlje, sve je izvedeno savršeno  precizno: “Dart” je, prema planu, pogodio Dimorfos svega 17 metara daleko od centra asteroida. Za one koji su bili direktno uključeni u ovu misiju nije bilo dileme: postignuto je nešto neverovatno. Lori Glejz, stručnjak za planete NASA, kaže da je svanula nova era čovečanstva: "Dolazi vreme kada ćemo biti sposobni da zaštitimo čovečanstvo od potencijalno katastrofalnih udaraca iz kosmosa. Nikada ranije nismo imali tu mogućnost”.

Da bismo bili u stanju da razumemo veličinu ovog događaja moramo da se vratimo u prošlost. Od trenutka svog postanka, pre oko 3,7 milijardi godina, pa sve do danas, život na Zemlji neprekidno evoluira postajući sve raznovrsniji, složeniji i rasprostranjeniji. Ali to ne znači da je ovaj proces tekao glatko, naprotiv. Na osnovu analize fosila i geoloških zapisa sačuvanih u zemljinoj kori, naučnici danas znaju da se naša planeta bar pet puta do sada našla na ivici potpune katastrofe, suočena s munjevitim gubtkom ogromnog broja biljnih i životinjskih vrsta. Broj manjih incidenata, kada je biosfera morala da pretrpi velike ali ne i fatalne udarce, meri se stotinama. Ti udarci živom svetu nizali su se, u skoro pravilnim vremenskim razmacima, sve do današnjeg dana i nema sumnje da će se slični događaji dešavati i u budućnosti.

Neke od ovih katastrofa došle su pravo niotkuda, iz dubokog kosmosa, izazvane su udarima kometa i asteroida koji slobodno plove kroz Sunčev sistem. Svakako najpoznatiji takav događaj zbio se pre oko 66 miliona godina (poslednja od pet pomenutih masivnih katastrofa) kada je sudar Zemlje s kosmičkom stenom veličine desetak kilometara uništio preko tri četvrtine živog sveta, sve životinje teže od dvadeset kilograma a među njima i famozne dinosauruse koji su do tog trenutka suvereno vladali čitavom planetom. Udarac meteorita izazivao je ubistvenu kombinaciju okeanskog cunamija i vatrenog fronta koji su razarali sve pred sobom. Katastrofa je, nakon svega, ostavila ogromnu količinu neprozirnog pepela i prašine. Usledile su munjevite klimatske promene: Sunce je postalo jedva vidljivo, temperatura je pala, nastalo je iznenadno ledeno doba koje će potrajati dovoljno dugo da desetkuje živi svet koji je nekim čudom preživeo neposredni udarac.

Dimorfos

Kako smo, sa ovog vremenskog rastojanja, tako sigurni da je upravo udarac iz kosmosa okončao eru dinosaurusa? Jednostavno, tako što smo pronašli krater. Reklo bi se da je to, zbog njegove očekivane veličine, bio jednostavan zadatak, ali je do otkrića došlo tek krajem sedamdesetih godina prošlog veka. Možda zato što se krater jednim delom nalazi ispod poluostrva Jukatan dok se ostatak nalazi u vodama Meksičkog zaliva. Ovaj krater ima kolosalne dimenzije, preko 180 kilometara u prečniku i 20 kilometara u dubinu. Ključni dokaz dala je hemija: danas znamo da meteoriti sadrže veće količine elemenata koji su na Zemlji relativno retki. Jedan takav element, iridijum, pronađen je u fosilnim tragovima koji su nastali neposredno nakon udara meteorita. 

U prošlosti je, sasvim sigurno, bilo još većih kosmičkih katastrofa ali su krateri stariji od par stotina miliona godina uništeni erozijom i obnavljanjem Zemljine kore usled pomeranja tektonskih ploča. Najveći pouzadno identifikovani udarni krater nalazi se u basenu Vredefort u Južnoj Africi, ima prečnik koji se procenjuje na 200-300 kilometara i star je preko dve milijarde godina. Očuvane kratere svih veličina možemo da proučavamo na Mesecu: tamo nema ni atmosfere, ni vode, samim tim ni erozije, niti postoji kretanje tektonskih ploča koja bi uništilo tragove udara meteorita. Izubijano Mesečevo "lice" najbolje svedoči o veličini opasnosti koja nam iz kosmosa preti.    

Prvi pisani tragovi o udarcu meteorita u naseljeno mesto potiču iz srednjeg veka. Brojni kineski hroničari zabeležili su da je grad Čingjang 1490. godine iznenada bio zasut kišom vrelih kamenica. Posledice su bile užasne: stradalo je najmanje 10.000 ljudi a oni koji su nekim čudom preživeli bili su prinuđeni da napuste grad. Kasnija istraživanja potvrdila su razmere katastrofe ali ne i uzrok s obzirom da ostaci meteorita i udarni krater nikad nisu pronađeni. Bez obzira na to, većina istoričara i dalje smatra da je tragični događaj izazvao upravo meteorit.

Tunguska katastrofa

Danas je svakako najpoznatija tzv. “Tunguska katastrofa” koja se desila iznad istočno-sibirske tajge 30. juna 1908. godine. Tokom eksplozije meteorita prečnika 50 metara oslobođeno je fantastičnih 12 megatona energije što je napravilo pustoš na površini od preko 2.000 kvadratnih kilometara (ilustracije radi, najjača termo-nuklearna bomba ikad napravljena, sovjetska “Car bomba”, imala je snagu od oko 50 megatona, erupcija vulkana Krakatau iz 1883. godine i svih 200). Eksplozija je porušila preko 80 miliona stabala a stradalo je i nekoliko lovaca. Veće ljudske žrtve izbegnute su samo zato što je čitava oblast bila veoma slabo naseljena. Da se događaj odigrao iznad neke od svetskih metropola, broj žrtava merio bi se stotinama hiljada. 

Poslednji značajan događaj ove vrste desio se iznad Čeljabinska, 15. februara 2013. godine kada je na visini od oko 30 kilometara eksplodirao meteorit prečnika 20 metara. Eksplozija je bila sjajnija od sunca, mogla je da se vidi sa rastojanja većeg od 100 kilometara i imala je razornu moć kao bomba od 500 kilotona što je tridesetak puta više od snage atomske bombe bačene na Hirošimu. Najveći deo oslobođene energije apsorbovala je atmosfera ali je udarni talas nastao nakon eksplozije i dalje bio u stanju da napravi značajnu štetu. Preko 1.500 ljudi pretrpelo je ozbiljne povrede, uglavnom od krhotina prozorskog stakla. Bez prozora ostalo je oko 7.200 zgrada što je bio ozbiljan problem za gradske vlasti u uslovima niskih zimskih temperatura. Srećom, sve je okončano bez ljudskih žrtava. 

Čeljabinsk

Baš iz ovih razloga danas se pažljivo posmatraju svi veliki asteroidi koji se kreću u blizini Zemlje. Interes za odbranu od “kosmičkog stenja” javio bi se možda i ranije da kojekakvi šarlatani na čelu sa Imanuelom Velikovskim, autorom “Svetova u sudaru”, nisu čitav problem sveli na prazne špekulacije i bolesno smele fantazije. Za naučnike prelomni trenutak odigrao se 1994. godine kada se tek otkrivena kometa Šumejker-Levi sudarila s Jupiterom i napravila vrtlog dovoljno velik da u njega stane čitava Zemljina kugla. Bio je to vrlo opipljiv dokaz da se kosmičke kolizije dešavaju i da je njihova destruktivna energija dovoljno velika da zbriše ceo ljudski rod. Nakon toga uložen je veliki trud da se kosmičko kamenje popiše i klasifikuje po tome koliko je opasno po našu planetu. NASA je ustanovila centar za praćenje bliskih asteroida većih od jednog kilometra i izolovala oko 440 stena čije se putanje opasno ukrštaju s našom. I druge razvijene zemlje odvojile su znatna sredstva za formiranje službi za osmatranje ovih potencijalnih ubica iz svemira. Naravno, i Holivud je dao svoj prilog, snimljeni su neki epohalno glupi filmovi (“Deep Impact”, “Armagedon”), koji nam umirujuće poručuju da će nas Brus Vilis već nekako izbaviti kad za to kucne čas.

Problem je u tome što se Brus Vilis ne oseća najbolje.

Do sada smo imali bar dve incidentne situacije u kojima smo učestvovali kao pasivni posmatrači. U decembru 1994. godine asteroid XL1 primakao se Zemlji na oko 100.000 km (Mesec je skoro četiri puta dalji). Jednako opasno bilo je i 14. juna 2002. godine kada je asteroid 2002MN veličine fudbalskog igrališta neopaženo "fijuknuo" pored Zemlje brzinom od oko 36.000 km/h, promašivši nas za manje od 120.000 km. Interesantno je da je opasan "leteći objekat" primećen tek tri dana nakon incidenta pošto nam je doleteo iz pravca Sunca tako da ga je bilo nemoguće spaziti na vreme. Da je udario gde ne treba, proizveo bi efekat ravan eksploziji nuklearnog projektila hiljadu puta jačeg od onog bačenog na Hirošimu.

Dimorfos izbliza

Sistematskim istraživanjem danas je obuhvaćeno preko 95% svih kosmičkih objekata koji predstavljaju ozbiljnu opasnost. Zahvaljujući tome, možemo da isključimo mogućnost globalne kataklizme u narednih nekoliko stotina godina. Ali, u našem kosmičkom dvorištu nalazi se i mnogo hiljada manjih stena koje je jako teško pratiti u kontinuitetu a čiji bi udarac još uvek mogao da izazove lokalnu katastrofu. Statistika kaže da asteroidi veličine dvadesetak metara udaraju u Zemlju bar jednom u sto godina. Smatra se da ih u našoj blizini ima preko 5 miliona od čega je svega 0.5% otkriveno. Još su opasniji asteroidi čiji prečnik iznosi 150 metara, u našoj blizini ih ima preko 2 hiljade od čega je otkriveno manje od polovine. 

Kako se boriti protiv ove opasnosti?

Rana detekcija je od suštinske važnosti. To nam može dati dovoljno vremena da upoznamo asteroid, utvrdimo od čega se sastoji, da proverimo da li je u pitanju čelična gromada ili labavi konglomerat stenja i leda, da postavimo na njega radio-far kako bismo precizno merili njegovu putanju i, na kraju, da preduzmemo konkretnu akciju, da ga jednostavno uništimo ili bar skrenemo asteroid sa putanje kolizije.

Prva mogućnost deluje primamljivo, pogotovo ako se uzme u obzir da čovečanstvo, prema podacima iz ove godine, raspolaže sa preko 12.700 nuklearnih bojevih glava. Bliski susret s potencijalno smrtonosnim asteroidom valjda bi nas naterao da se konačno ujedinimo i da oružje za masovno uništenje upotrebimo za odbranu čovečanstva. Ipak, ovaj način odbrane ima i svoje tehničke probleme. Zamislite samo raketu, natovarenu silnim megatonima bojevih glava, kojoj se desi fatalni kvar prilikom poletanja?     

Drugi metod obećava mnogo više. Da bi se sudar izbegao, dovoljno je promeniti kurs ili brzinu asterioda za vrlo malu veličinu. Ako to uradite na dovoljno velikom rastojanju, nekoliko godina pre sudara, akumulacija malih promena tokom dužeg vremenskog perioda verovatno bi "siguran pogodak" pretvorila u "pogodak zamalo". Do sada je predloženo mnogo raznovrsnih metodata za promenu kursa asteroida. Pre svega, tu su masivni raketni projektili koji bi delovali isključivo svojom kinetičkom energijom. Moguće je, zatim, na asteroid postaviti raketni motor velike snage. Ako obezbedite dovoljnu količinu goriva i pustite motor da radi dovoljno dugo, promena kursa je zagarantovana. Jedan egzotični metod koristio bi solarna jedra koja bi pod dejstvom sunčevog vetra odvukla stenu daleko od Zemlje. Postoji i mogućnost da se u blizini asteroida “parkira” masivna letelica koja bi svojim gravitacionim poljem odvukla asteroid u željenu stranu. Tu su, zatim, laserski topovi i ko-zna-šta-sve-još, nešto od tehnike koja već postoji i mnogo više naučne fantastike. Po nekim procenama, čovečanstvu će biti potrebno bar trideset godina da razvije efikasne tehnike promene kursa asteroida što je vremenski period na koji verovatno možemo da računamo.

Jer, i pored toga što je Sunčev sistem prepun asteroida i kometa (do danas je mapirano preko 40.000 ovakvih nebeskih tela), verovatnoća da dođe do kolizije veoma je mala. Razlog za to je prost: kosmička rastojanja su ogromna, a prostor između nebeskih tela dovoljno velik da se svako oseća "komotno". Uz to, nebeska tela putuju po eliptičnim putanjama koje se retko kad seku, sustižu ili prestižu. Ako Sunce predstavite košarkaškom loptom, Zemlja bi bila predstavljena kamenčićem veličine dva milimetra na rastojanju od oko trideset metara. Pluton bi se nalazio na rastojanju od skoro kilometar i ne bi bio veći od trunčice prašine. Najveći asteroid, Ceres, sa svojih 300 kilometara, četrdeset puta je manji od Zemlje. Sunčev sistem je, dakle, prazan ali je broj "kamenčića" u njemu ipak dovoljno velik da se fatalni sudari moraju desiti, pre ili kasnije. 

Meteorski krater u Arizoni

Kompjuterske simulacije pokazuju da je u poslednjih 10.000 godina naša planeta bila bar 350 puta pogođena razornim projektilima iz svemira. Ni budućnost nije mnogo svetlija: proračuni predviđaju da će se u narednih deset milenijuma desiti preko 100 fatalnih incidenata u kojima će neposredno stradati 13 miliona ljudi, da će se desiti 300 eksplozija ravnih onoj tunguskoj, 12 okeanskih udara sa cunamijima od kojih će svaki odneti po pola miliona žrtava i četiri kopnena udara s jednako tragičnim učinkom.

Nećemo biti u stanju da se odbranimo ako na vreme ne budemo počeli da se spremamo za opasnost koja će neminovno doći. Pripreme podrazumevaju izvođenje eksperimenata koji na bezazlenoj kosmičkoj meti treba da potvrde validnost teorijskog koncepta. Upravo zato je NASA  spektakularno “zakucala” svoju sondu “Dart” u asteorid Dimorfos, brzinom od 22,000km/h. Naravno, ovaj eksperiment ne treba da nas brine jer Zemlji, ni pre ni posle udara, nije pretila nikakva opasnost. Dimorfos je stena oblika dijamanta, veličine 160 metara, koja orbitira oko asteroida Didimos prečnika 780 metara. Veći asteorid nalazi se na sigurnom rastojanju od Zemje i na njegovu putanju ovaj “kosmički karambol” nije mogao značajnije da utiče. Kamere na sondi napravile su nekoliko sjajnih fotografija oba asteroida neposredno pred udar. U krupnom planu lepo se vidi “gomila smeća”, površina prepuna rasutog kamenja oštrih ivica i nepravilnog oblika. 

Dimorfos je veoma pažljivo odabrana meta. Meteorit njegove veličine ne bi ugrozio opstanak čovečanstva ali bi njegov udar napravio krater veći od hiljadu metara, uz devastaciju koja bi obuhvatila još veću površinu. Uz to, putanja Dimorfosa veoma dobro je izučena. Kada se ta putanja uporedi s putanjom nakon kolizije, NASA će moći vrlo precizno da izračuna koliku promenu pravca i brzine je izazvao sudar s kosmičkom sondom. Tačnost podataka treba da potvrde snimci napravljeni pomoću male italijanske letelice “LiciaCube” koja je sudar snimala sa sigurnog rastojanja. Pre sudara Dimorfosu je za jedan krug oko Didimosa bilo potrebno 11 časova i 55 minuta. Ako je udarac sonde bio delotvoran, ovo vreme trebalo bi sada da bude kraće za nekoliko minuta. Ovi “sitni” minuti i takoreći beznačajne promene putanje sutradan, u slučaju nekog asteroida koji bi predstavljao stvarnu pretnju, mogu da spasu čitavu planetu. 

Prema prvim snimcima, reklo bi se da je NASA zabeležila “pun pogodak” i da čovečanstvo može malo mirnije da spava. Možda danas još uvek nismo u stanju da izbegnemo svaku opasnost iz kosmosa ali misija “Dart” daje nadu da, posle mnogo milijardi godina neprekidnog kosmičkog bombardovanja, više nismo sasvim bespomoćni. Planeta Zemlja uzvraća udarac. 

Razmere opasnosti

Kraj dinosaurusa

Šteta koju pad meteorita na Zemlju može da izazove drastično se povećava sa njegovom veličinom:

<1 m: Nema štete. Ovo su, zapravo, "zvezde padalice" koje, ukoliko ste uporni, lako možete da opazite svake noći. Poželite nešto! Broj zvezda padalica višestruko se uvećava kad god Zemlja proleće kroz neki meteorski roj. Većina ovakvih meteorita u potpunosti sagori pre nego što dostigne 70 km visine. 

1 m: Manja šteta. Sa Zemlje se jasno vidi vatrena lopta koja se lagano gasi kako meteorit usporava i gubi visinu. Na mestu udara ostaje manji krater. Udarac ima dovoljnu snagu da ubije čoveka, probije krov kuće ili demolira automobil.

100 m: Znatna šteta. Sa Zemlje se vidi vatrena lopta mnogo sjajnija od Sunca. Veliki požari na mestu udara, lokalna ekonomska katastrofa, moguće istrebljenje osetljivijih životinjskih vrsta, manje promene u globalnoj klimi. Oslobođena energija daleko je veća od one koju imaju najveće termo-nukelarne bombe

1 km: Velika pretnja čitavoj civilizaciji. Spontani požari i masovna stradanja u čitavoj zoni udara. Krater je dovoljno velik da pokrije čitav jedan grad. Cunamiji duž svih obala okeana. Nagle klimatske promene. Izostanak kompletne poljoprivredne proizvodnje na obe hemisfere u narednih godinu dana. Eksplozija socijalnih problema. Moguća anarhija u svetskim razmerama.

10 km: Katastrofa epskih proporcija. Neposredni efekti udara osećaju se decenijama. Istrebljenje najvećeg dela živih bića. Ogromne klimatske promene. Globalno zamračenje planete. Perspektiva čovečanstva krajnje neizvesna.

100 km: Sumrak čovečanstva i svih viših životnih formi. Kraj.

Nemezis

Istrebljenje dinosaurusa pre 65 miliona godina nije jedini događaj koji se direktno povezuje sa udarom meteorita. Prema nekim istraživanjima paleontologa, globalne kataklizme povezane sa masovnim izumiranjem živih bića dešavaju se sa zadivljujućom pravilnošću, svakih 25 miliona godina, i sva je prilika da su bar neki od ciklusa uspona i padova živog sveta na Zemlji povezani s katastrofalnim udarcima iz nebeskog komšiluka. Zasad nema pravog objašnjenja odakle potiče ovakva hronološka pravilnost. Svakako najsmelija hipoteza predviđa postojanje Nemezisa, nevidljivog Sunčevog saputnika koji obitava na dalekoj periferiji Sunčevog sistema. Reč je o patuljastoj zvezdi ili velikoj planeti koja u svom periodičnom kruženju oko Sunca povremeno zaluta u tzv. “Ortov oblak”, stanište stotina hiljada kometa preostalih nakon formiranja Sunčevog sistema. Perturbacije koje izaziva Nemezis svojim kretanjem kroz Ortov oblak mogu biti dovoljne jake da neke od kometa "iskoče iz svog ležišta" i zapute se ka unutrašnjosti Sunčevog sistema, ka Zemlji i drugim svetovima.

Nervozni generali

Svake godine u Zemljinu atmosferu uleti oko 30 meteorita većih od jednog metra. Ovakvi meteoriti često eksplodiraju u vazduhu oslobađajući energiju uporedivu s energijom manje nuklearne eksplozije. Naučnici i vojni eksperti odavno pokušavaju da utvrde šta bi se moglo desiti ukoliko do ovakve eksplozije dođe u zoni ratnog konflikta. Jedna takva eksplozija u istočnoj Ukrajini, u trenutku kada ceo svet strahuje od Putinovog prsta na nuklearnom obaraču, mogla bi da stvori potpunu konfuziju oko toga da li je nuklearno oružje zaista upotrebljeno.  Generala Sajmona Vordena iz američke Svemirske komande hronično brine i zategnuta indijsko-pakistanska situacija, s obzirom na to da obe zemlje imaju nuklearno oružje i ne odriču se prava da ga upotrebe: "Jedna eksplozija meteorita iznad glave nekog napetog generala mogla bi lako da bude inicijalna kapisla za nuklearni rat. Svega nekoliko zemalja u svetu ima dovoljno kvalitetnu opremu pomoću koje jasno mogu da se razlikuju prirodne eksplozije meteorita od eksplozija izazvanih vojnim projektilima. Zato je neophodno hitno osnivanje međunarodnog centra za praćenje ovakvih atmosferskih pojava kako bi se isključila svaka mogućnost nehotičnog nuklearnog sukoba."

Torinska skala

Kao što postoji Rihterova skala za merenje jačine zemljotresa, tako postoji i Torinska skala kojom se meri nivo opasnosti od sudara za svaki od poznatih asteroida. Ova skala ima 11 podeljaka: 

• 0: asteroid je bezopasan, ne postoji mogućnost sudara;
• 1: normalno stanje, ekstremno mala mogućnost sudara;
• 2-4: potrebno intenzivno astronomsko praćenje;
• 5-7: preteća situacija, značajna verovatnoća bliskog susreta;
• 8-9: siguran sudar s katastrofalnim lokalnim ili regionalnim posledicama;
• 10: siguran sudar, katastrofa globalnih razmera, veliki rizik po sudbinu čovečanstva i ostalog života na zemlji.

Svi poznati asteroidi na današnji dan imaju ocenu “nula”. U poslednjih dvadeset godina preko 50 asteroida dobilo je ocenu “jedan”. Nakon detaljnijih osmatratanja svi su ponovo klasifikovani kao bezopasni.

Vreme #1657