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

Planeta zemlja uzvraća udarac: Zakucavanje asteroida Dimorfos

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. Mehanizam uništenja je jednostavan: udarac meteorita stvara vatreni front koji razara sve isped sebe a za sobom ostavlja ogromnu količinu neprozirnog pepela i prašine. Nakon toga sunce postaje praktično nevidljivo, nastaje iznenadno ledeno doba koje će desetkovati živi svet koji je nekim čudom preživeo trenutak udara.

Takve stvari dešavale su se u davnoj prošlosti ali se dešavaju i u savremeno doba. Udarac meteorita iznad oblasti Tunguska u Sibiru 1908. godine opustošio je preko 2.000 kvadratnih kilometara i oborio preko 80 miliona stabala. Setimo se i meteorita koji je eksplodirao iznad Čeljabinska 2013. godine. Iako meteorit nije bio veći od 20 metara, preko 1.500 ljudi moralo je da zatraži lekarsku pomoć. Kako veličina meteorita raste, tako rastu i posledice koje on ostavlja za sobom. Danas se veruje da bi sudar sa asteroidom veličine 100 kilometara izazvao brz kraj čovečanstva i celokupnog života na Zemlji. Takav događaj ne samo da je moguć, na duge staze on je neizbežan. 

Zato se danas pažljivo posmatraju svi veliki asteroidi koji se kreću u blizini Zemlje. 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. Kako se boriti protiv njih?

Kada bi neka od ovih stena krenula ka Zemlji, čovečanstvo bi moralo brzo da reaguje. Postoje svega dva načina da se kolizija spreči: razaranje asteorida termo-nuklearnim bombama ili njegovo skretanje sa putanje sudara. Prvi način primenio je Brus Vilis u poprilično lošem filmu “Armagedon”, drugi je 27. septembra upotrebila NASA kada se svojom sondom “Dart” spektakularno “zakucala” 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 uticao. 

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. Jer, ako putanju asteroida izmenite za samo nekoliko metara na dovoljno velikom rastojanju, nekoliko godina pre sudara, sva je prilika da će on na kraju promašiti Zemlju za mnogo hiljada kilometara.

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. 

Vreme

Put na Mesec, ponovo

Prvi pokušaj lansiranja “Artemisa 1” završio se naslavno: direktor leta otkazao je čitavu operaciju kada je na štoperici ostalo svega 40 minuta. Neposredno pred let ništa nije išlo kako treba: prvo su nastali problemi sa točenjem super-hladnog vodonika u glavni rezervoar. Zatim je na konstrukciji rakete primećena pukotina za koju se srećom ispostavilo da je parče leda nastalo tokom pretakanja goriva. I kada je izgledalo da je najteži deo priprema okončan, pojavio se problem sa jednim od motora koji inženjeri nikako nisu mogli da rashlade do potrebne temperature. Lansiranje je na kraju odloženo a prvi naredni termin je 2. septembar. Kako sada stvari stoje, biće to trka s vremenom: stručnjaci tek treba da pronađu “đuntu” koja je otkazala i pokušaju da “nabudže” onu sa “sitnim nutom”. Pod uslovom da “pasuje”.

Ime “Artemis” nije izabrano slučajno - u grčkoj mitologiji Artemis (Artemida) je boginja prirode, rađanja, lova, divljine, streličarstva i Meseca, sestra bliznakinja Apola (Apolona), boga muzike, umetnosti, Sunčeve svetlosti i znanja. Projekat “Apollo” je pre više od pola veka odveo Amerikance po prvi put na Mesec. Projekat “Artemis” tamo treba da ih vrati i barem delimično nadoknadi decenije koje je pojeo šatl. Iako je u početku smatran za kosmičko vozilo budućnosti, šatl nikad nije ispunio očekivanja i na kraju je, i pored više od stotinu realizovanih misija, ostao upamćen samo po katastrofama “Čelindžera” i “Kolumbije” koje su odnele 14 života. Šatl je, kao projekat, završio na slepom koloseku, koncept raketoplana za višekratnu upotrebu na kraju je napušten a inženjeri su se vratili klasičnom dizajnu koji je bio tako uspešan tokom šezdesetih i početkom sedamdesetih godina prošlog veka. Tokom trajanja “Apollo” projekta 12 astronauta hodalo je Mesečevom površinom, preko 20 ih je napustilo Zemljinu orbitu i boravilo u “dubokom” kosmosu. Nijedno lansiranje nije bilo neuspešno. Jedina nesreća zabeležena je u ranoj fazi, tokom obuke u simulatoru na zemlji kada su u požaru stradala trojica astronauta. Osvajanje kosmosa nikad nije bilo bezopasno.

Kompozicija “Artemis 1”, u suštini, ima dva osnovna dela: primarni raketni nosač (takozvani “Space Launch System” ili SLS) i brod “Orion” koji će u bliskoj budućnosti moći da nosi četvoročlanu ljudsku posadu. Ovaj “ansambl” zajedno nikad nije leteo u kosmos, zato je “Artemis 1” toliko značajan. U pitanju je najveća raketa koja je ikad napravljena i može se porediti samo sa Saturnom V, raketom koju je konstruisao “američki” Nemac 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). U nisku zemljinu orbitu SLS može da izbaci teret od oko 95 tona.

NASA se generalno trudila da za prve letove “Artemisa” iskoristi komponente koje ima na lageru, pre svega one koje su nadživele epohu šatla. Delovi koji su ugrađeni u SLS do sada su učestvovali u preko 50 svemirskih misija. To što su komponente već testirane u praksi smanjilo je troškove i ubrzalo njihovu ponovnu sertifikaciju za let. 

SLS ima dva bustera na čvrsto gorivo koji su skoro identični onima koji su korišćeni za letove “šatla”. Busteri na čvrsto gorivo rade relativno kratko i obezbeđuju lavovski deo potiska ali imaju i jednu veliku manu: kada ih jednom “potpalite”, ne postoji mogućnost da ih više isključite. Busteri gore sve dok ne potroše celokupno gorivo kojim raspolažu i ako nešto krene naopako, mogućnosti za korekciju su minimalne. U ovom slučaju,  radi se o recikliranom i neznatno usavršenom hardveru šatla (dodat je jedan segment kako bi se povećala količina goriva i produžilo vreme rada za četvrtinu) s tom razlikom da busteri više nemaju padobran čime je eliminisana mogućnost njihove ponovne upotrebe. 

Centralni deo SLS-a čini ogroman rezervoar za gorivo karakteristične narandžaste boje (nalik na onu koju smo mogli da vidimo na glavnom rezervoaru šatla) za čije dno su vezana četiri velika motora (RS-25) preuzeta sa rashodovanih šatlova (trenutno ih na lageru ima 12, dovoljno za nekoliko narednih misija). Ovi motori tokom poletanja generišu oko četvrtinu ukupnog potiska i kao gorivo koriste 2.75 miliona litara super-hladnog tečnog kiseonika i vodonika. Ni ovi motori neće moći da se koriste višekratno: kade obave svoj posao iznošenja “Oriona” nadomak niske Zemljine orbite, kompletan SLS ansambl biće odbačen. Oba bustera i ispražnjeni centralni rezervoar sa motorima završiće na kraju u dubinama Atlantskog okena.

Između centralnog rezervoara i “Oriona” nalazi se drugi stepen, kratak cilindar sa jednim raketnim motorom (RL-10, kasnije će ih biti četiri). Ovaj motor nastavlja da ubrzava “Orion” sve dok brod ne dostigne  stabilnu orbitu oko Zemlje. Nakon nekoliko krugova oko Zemlje, motor drugog stepena aktivira se još jednom čime letelica dospeva na trans-lunarnu putanju koja vodi direktno na Mesec, nakon čega se drugi stepen odbacije. Letelica će proći kroz Van Alenove radijacione pojaseve i preseći putanje komunikacionih satelita u niskoj i GPS satelita u visokoj Zemljinoj orbiti. 

Spuštanje na Mesec nije predviđeno, letica bi trebalo da napravi 5-6 širokih krugova oko Meseca uz dva bliska prolaza koji će je dovesti na samo 100 kilometara od Mesečeve površine. Ako sve bude išlo po planu, “Orion” će se naći na rastojanju od 450.000 kilometara u odnosu na Zemlju. Kada se uzme u obzir da je Mesec od Zemlje udaljen oko 385.000 kilometara, lako je izračunati da će se “Orion” naći čak 65.000 kilometara iza Mesečeve orbite, što će biti rekordno veliko rastojanje za letelice koje mogu da nose ljudsku posadu.

Tokom čitavog puta “Orion” će prevaliti više od dva miliona kilometara. Misija bi trebalo da potraje između 39 i 42 dana, mnogo duže nego što će kasnije trajati misije sa ljudskom posadom (oko 10 dana). Dodatno vreme potrebno je kako bi se obavili i po potrebi ponovili svi potrebni testovi na letelici. Pošto na njoj nema posade, inžinjeri će biti spremni da u tehničkim ispitivanjima idu “do kraja” dovodeći letelicu na sam rub tehničke izdržljivosti. Jedino tako može se utvrditi da li je letelica sigurna za boravak kosmonauta. 

Kada svi eksperimenti budu obavljeni, “Orion” će se, uz pomoć sopstvenog motora i Mesečeve gravitacione praćke, naći na povratnoj putanji. Poslednja faza leta uvek je dramatična. Orion će odbaciti svoje solarne panele i čitav servisni modul, da bi prešao na interni, baterijski pogon. Povratak u Zemljinu atmosferu desiće se na visini od oko 120 kilometara pri brzini od 40.000 km/h, značajno većoj od one koja je uobičajena u ovoj fazi leta. Samim tim, i usporenje će biti veće tako da će letelica trpeti i veće opterećenje, sve do 9G, (9 puta veće od opterećenja na zemlji u stanju mirovanja). Ilustracije radi, Tom Kruz je u filmu “Top Gun: Maverick” dostigao 10G i jedva “pretekao”. Veliko aerodinamičko opterećenje uvek prati i povećanje temperature: termički štit “Oriona” moraće da izdrži temperaturu od najmanje 2.800C. Kada brzina dovoljno opadne, termički štit biće odbačen a otvoriće se padobranski sistem sa tri velike kupole koji će meko spustiti komandni modul “Oriona” na površinu Tihog Okeana negde kraj obale Kalifornije. Komandni modul “Oriona” (kapsula za astronaute) jedini je element konstrukcije koji se može ponovo iskoristiti. Svi ostali elementi napravljeni su za jednokratnu upotrebu.

Ako ste u koncepciji i letu “Artemisa” prepoznali detalje iz davno završenog projekta “Apolo” - u pravu ste. Sličnosti ima mnogo više nego razlika. 

“Artemis 1” predstavlja prvu u nizu od tri uzastopne misije koje čoveka treba da vrate na Mesec. Naredna bi trebalo da predstavlja kopiju prve, s tom razlikom da će se u “Orionu” nalaziti i astronauti. Treća ekspedicija trebalo bi da uključi i meko spuštanje na Mesec, tačno ono što su Nil Armstrong i Baz Oldrin izveli 1969. godine tokom misije “Apolo 11”. Jedino će lokacija spuštanja biti potpuno drugačija. Umesto ekvatorijalnog Mesečevog pojasa, astronauti “Artemisa” spustiće se u blizini južnog pola. Danas znamo da u okolini Mesečevih polova postoje krateri čiji je dno stalno u sunčevoj senci i da se tu mogu pronaći značajne količine zamrznute vode. Voda predstavlja ne samo osnovnu ljudsku potrebu, disocijacijom vode dobijaju se vodonik i kiseonik, osnovni elementi raketnog pogonskog goriva. Kiseonik je naročito kritičan resurs tokom kosmičkih letova - astronauti u svakom trenutku moraju da imaju značajnu rezervu ovog gasa. Takođe, ovo je prilika da NASA ispravi i jednu veliku istorijsku nepravdu: svi astronauti koji su do sada bili na Mesecu bili su belci i muškarci, za žene i pripadnike drugih rasa tu nije bilo mesta. 

Četvrta misija trebalo bi da bude obavljena na značajno usavršenoj letelici, sa jačim prvim stepenom i dodatnim motorima u drugom, sa verovatnim ciljem uspostavljana trajne orbitalne stanice u Mesečevoj orbiti. Sa povećanjem snage raketnih motora povećaće se i teret koji “Orion” može da ponese na Mesec, sa 26 na 45 tona. Orbitalna stanica u okolini Meseca mogla bi da posluži kao polazna tačka za neke naredne misije i još ambicioznije ciljeve. S obzirom da je NASA već najavila da “Artemis” neće imati više od jednog lansiranja godišnje, teško je očekivati da se trijumfalni povratak desi pre 2025. godine. 

Nakon toga, NASA namerava da ka Mesecu šalje nove posade u regularnim vremenskim intervalima čiji bi primarni zadatak bio da u permanentno osenčenim Marsovim kraterima pronalaze rezerve vode koje bi neke buduće generacije astronauta mogle da iskorste za proizvodnju raketnog goriva i kiseonika. Da li će se tako nešto i desiti, ostaje da se vidi. Odlazak na Mesec i povratak sa njega već smo gledali. Izazov bi bio - otići i ostati, napraviti stalnu lunarnu postaju, na Mesečevoj površini ili u Mesečevoj orbiti. Nakon toga, reklo bi se da je jedina realna odrednica Mars. Oni koji misle da je to samo još jedan korak u istom pravcu zaboravljaju koliko je Mars daleko, koliko je putovanje do njega dugačko (oko pola godine u jednom smeru) i da negativni uticaji prolongiranog kosmičkog zraćenja i bestežinskog stanja na ljudski organizam još uvek nisu dovoljno istraženi. Čak i kad toga ne bi bilo, ostaje ogroman problem obezbeđivanja potrebne količine hrane, vode, kiseonika i drugih potrepština za jedan tako dugotrajan let. 

Kakvog uopšte smisla ima ponavljati nešto što je već uspešno obavljeno pre više od pola veka? Na Mesecu je boravilo šest ljudskih posada, poslednja se odatle vratila 1972. godine. Reči koje je pritom izgovorio Judžin Sernan još uvek odzvanjaju u glavama nas, malo starijih: “Danas napuštamo Mesec [...] odlazimo kao što smo i došli i, uz Božiju pomoć, vratićemo se opet, u miru i sa nadam za čitavo čovečanstvo”. U međuvremenu, Amerika je mnogo toga zaboravila i sada ponovo uči da hoda. Takođe, većina stanovnika ove planete nikad nije imala priliku da uživo gleda kako se astronauti šetaju po Mesecu, za njih je to urbana legenda a “Artemis” šansa da prvi put lično učestvuju u svemu. Ostaju nam teoretičari zavere koji znaju da ljudi nikad nisu bili na Mesecu i koji nepokolebljivo veruju da je sve to snimio Stenli Kjubrik u nekoj peščari Arizone. Ko će biti režiser ovoga puta, čekamo da nam jave.

Neke zanimljivosti

Na projektu “Artemis” sarađuje više državnih svemirskih agencija i ogroman broj partnerskih kompanija koje proizvode ključne komponente sistema. Iako američka NASA snosi najveći deo troškova i, samim tim, diktira uslove i dinamiku rada, tu je i Evropska svermirska agencija (ESA) koja je, u saradnji sa “Erbasom” za “Orion” napravila servisni modul. Bustere je napravio “Nortrop Gruman”, centralni rezervoar izradio je “Boing” dok je motore na tečno gorivo obezbedio “Aerodžet”. 

Za razliku od orbitera iz vremena “Apolla” koji je za pogon svojih uređaja i instrumenata koristio akumulatore i hemijsku energiju gorivnih ćelija, “Orion” će koristiti energiju koju proizvode četiri zrakasto raspoređena foto-električna panela. Ovi paneli vrlo su efikasni generatori električne energije: svaki od njih može da proizvede dovoljno struje za dva prosečna domaćinstva.

To što na brodu nema ljudske posade ne znači da u njemu niko ne “stanuje”. U astronautskim sedištima nalaze se tri manekenske lutke. Prve dve lutke, Helga i Zohar, imaju samo torzo i na sebi nose preko 5600 senzora za merenje radijacije, s tim da Zohar na sebi ima specijalno “AstroRad” odelo za zaštitu od zračenja. Po povratku na Zemlju, naučnici će uporediti količinu zračenja koju su primile obe lutke i proveriti efikasnost zaštitnih mera. Treći lutak, “Munikin Kampos” dobio je ime po Arturu Kamposu, inženjeru koji je odlučujuće doprineo da se misija “Apollo 13”, nakon eksplozije u servisnom modulu, ipak završi bez žrtava. Kampos je obučen u kompletno astronautsko odelo sa mnogobrojnim senzorima za merenje temperature, ubrzanja, vibracija i radijacije. Uz ova tri ćutljiva stanara, u kapsuli su i dve vesele plišane lutke odevene u narandžasti kosmonautski komplet: “Snupi”, poznati junak iz stripa “Peanuts” kojeg je za maskotu izabrala NASA i “Shaun the Sheep”, brljiva ovčica iz istoimene animirane britanske serije koju je izabrala ESA. Lutkice nisu tu samo radi ukrasa: one imaju “odgovoran zadatak” da detektuju nultu gravitaciju tako što će početi da lebde u komandnom modulu “Oriona” kada letelica dospe u bestežinsko stanje.

Iako “Artemis 1” ima prevashodan cilj da potvrdi valjanost tehničkog koncepta i spremnost letelice da ponese ljudsku posadu, to ne znači da misija nema i ozbiljne naučne ciljeve. Naprotiv! Na letelici se nalazi i 10 minijaturnih satelita oblika kocke, svaki težak jedva nekoliko kilograma. Svi oni biće izbačeni u susret Mesecu neposredno nakon što se “Orion” nađe na trans-lunarnoj putanji. Jedan od satelita treba da razapne svoje jedro i nošen Sunčevim vetrom odleti do izabranog asteroida odakle treba da  pošalje spektakularne snimke visoke rezolucije. Drugi, japanski, treba da se meko spusti na Mesečevu površinu. Treći nosi sa sobom uzorak kvasca kako bi ispitao uticaj kosmičkog zračenja na žive organizme. Par satelita ima instrumente kojima mogu precizno da lociraju zalihe vode na Mesecu. Bilo je puno originalnih Ideja za ove mini-satelite ali je ponestalo vremena za relazaciju tako da su tri mesta na kraju ostala nepopunjena. 

U “Orionu” se nalazi mnogo tehničkih uređaja i softverskih aplikacija koje srećemo u svakodnevnom životu a koje bi jednog dana i astronauti mogli da koriste. Tu je “Amazonov” digitalni asistent “Aleksa” koji se pokazao sposobnim da kontroliše brojne kućne uređaje (rasveta, grejanje), upravlja zabavnim sadržajima (audio, video) ili, prosto, da daje brze odgovore na “nemoguća pitanja”. Tu je i novi konferencijski sistem baziran na “Cisco Webex” tehnologiji koji treba da olakaša komunikaciju astronauta, kako međusobno tako i sa kontrolom leta. Sve ove pametne sprave spadaju u kategoriju “Internet of things”. Reč je o stvarima iz svakodnevnog života kojima je udahnut novi život priključivanjem na internet tako da, recimo, vaša pegla može da se konsultuje s veš mašinom. 

Iz hangara u kojem je montiran i temeljno testiran, “Artemis 1” je do lansirne rampe prevezen 16. avgusta na specijalnom traktoru koji dizajnom više liči na neko vozilo iz “Ratova zvezda”. Ova pokretna platforma sa gusenicama kreće se izuzetno sporo, maksimalna brzina ne prelazi 1.5 km/h (tri puta sporije od ljudskog hoda). Brže od toga platforma niti može, niti sme da se kreće inače bi se teret jednostavno prevrnuo. Posle vožnje koja je trajala deset sati raketa je postavljena na legenardnu lansirnu rampu 39B. Sa ovog mesta otpočele su 53 misije šatla a pre šatla još desetak misija iz programa “Apolo” i “Skajlab”.

Rokovi i novac

“Artemis 1” ima šanse da bude tehnički uspešan ali sa finansijske strane teško da može da dobije prelaznu ocenu, bar za sada. 

Program “Artemis” potekao je iz programa “Constellation” koji je formulisao predsednik Džordž Buš 2005. godine sa ciljem da vrati Ameriku u duboki kosmos i eventulano je odvede na Mars. Realizacija projekta dobrano je odmakla pre nego što su troškovi krenuli da se gomilaju sumanutom brzinom. Projekat je jednostavno bio preambiciozan i kada su 2010. godine planirani troškovi dostigli kolosalnih 500 milijardi dolara, predsednik Obama bio je prinuđen da “povuče ručnu”, restartuje ceo projekat i napore preusmeri na lakše dostižan cilj, Mesec. Raketni nosači koji su do tada bili razvijeni, “Ares I” i “Ares V”, jedostavno su odbačeni i zaboravljeni, pretekao je jedino brod za posadu “Orion” koji je imao i jednu “probnu vožjnu” tokom 2014. godine. 

“Artemis” je prvi put zvanično najavljen 2017. godine iako je rad na SLS-u i “Orionu” počeo još 2011. godine, odmah posle odluke Obame da penzioniše “Constellation”. Ispotaviće se da ni “Artemis” nije bio mnogo jeftiniji ali se nekako provukao pored političara koje pare poreskih obveznika više vole da troše na nešto što će im doneti brže političke poene. Samo do 2018. godine NASA je utrošila oko 12 milijardi dolara a do kraja 2021. godine i svih 20. 

Nervoza je počela da raste kada je NASA počela da pomera datum prvog lansiranja. Inicijalni predviđeno za novembar 2017. godine, pomereno je za jul 2018. pa onda za decembar 2019, sredinu 2021... U poslednje tri godine troškovi projekta otišli su u nebesa. Ako nastave da rastu sadašnjim tempom, očekuje se da na “Artemis” do 2025. godine bude potrošeno preko 90 milijardi dolara, što je veliki novac čak i za Ameriku. Inicijalno je procenjeno da će za jedan let “Artemisa” biti potrebne dve milijarde ali, kako sada stvari stoje, teško da će i četiri biti dovoljne. Takav finansijski pritisak NASA ne može da izdrži čak ni na kraće staze (jedno lansiranje raketom “Falkon Heavy” koja može da nosi 70% tereta “Artemisa” košta svega 150 miliona dolara). 

Istina je da sav tav novac nije uludo bačen. Odgovarajući na kritike javnosti koja optužuje nacionalnu svemirsku agenciju za raspiništvo, loš menadžment i nepouzdane partnere, čelnici NASA podsećaju da na projektu “Artemis” sarađuje čitava armija naučnika i da je na konstrukciji uposleno preko 3.800 firmi iz svih 50 saveznih država. “Artemis”, po njihovom mišljenju, predstavlja kapitalnu nacionalnu investiciju. Tamo gde drugi vide samo gomilu metala, NASA vidi armiju najboljih stručnjaka koji zajednički rade u korist američke budućnosti. Osim toga, NASA se nada da će “Artemis” krenuti stopama “Džejmsa Veba”. I “Džejms Veb” je nemilice probijao rokove i na kraju koštao mnogo više nego što se očekivalo, ali ga je javnost prigrlila kao novu ikonu čim su se pojavile prve spektakularne fotografije. Ako se misija “Artemisa 1” okonča uspešno, otvoriće se i prečica do srca američke javnosti.

Koncept “Artemisa” nije bez konkurencije. I sada je na raspolaganju “Falcon Heavy” koji, doduše, nije tako moćan kao SLS ali i dalje predstavlja jedino u praksi provereno vozilo za lansiranje velikih tereta. Elon Mask i “Space X” rade na kolosalnom raketnom nosaču “Starship” koji će, svojim dimenzijama i snagom u potpunosti zaseniti SLS i “Artemis”. Ova grdosija biće visoka oko 120 metara i imaće dva stepena, sa 33 “Raptor” motora na metanski pogon u prvom i 6 u drugom, sa maksimalnim potiskom od 7.200 tona. Uz još veći potisak, “Zvezdani brod” će imati i dodatnu prednost: najveći deo komponenti moći će ponovo da se koristi što će drastično smanjiti troškove lansiranja. Tu su i Džef Bezos i njegova kompanija “Blue Origin”sa projektom “New Glenn”. Iako ovaj raketni nosač neće biti tako moćan kao SLS ili “Starship”, i dalje se radi o impozantnoj letelici. A uskoro se očekuje i kineski “Dugi marš 9”, možda i ruski “Jenisej”. Konkurencija je uvek bila dobra stvar.

Vreme #1652

Saradnja i ratovi u kosmosu

Međunarodna svemirks stanica (ISS)

U trenutku kada je Jurij Borisov, nedavno postavljeni direktor Ruske svemirske agencije “Roskomos”, nakon sastanka sa predsednikom Putinom, neformalno saopštio rusku odluku o napuštanju Međunarodne svemirske stanice (ISS) do 2024. godine, izgledalo je da je rusko-američkoj saradnji u kosmosu posle više od dve decenije došao kraj. Bilo je to istinsko iznenanđenje jer su samo dve nedelje ranije Rusija i Amerika potpisale sporazum o razmeni astronauta kako bi američki astronauti mogli da lete na ruskim brodovima i obratno. Uz to, Amerika je dala čvrste garancije da će ISS ostati u upotrebi sve do 2030. godine a verovatno i duže. 

 Kasnije su Rusi malo revidirali svoj stav (“još uvek nemamo ništa napismeno”), verovatno shvatajući da se u tako kratkom roku nikakva ruska alternativna orbitalna stanica ne može postaviti u orbitu. Kako sada stvari stoje, rok je produžen i vrlo je moguće da se Rusi ostati tu gde jesu bar još 5-6 godina. Do tada bi, kako kaže direktor leta Vladimir Solovjev, nova ruska orbitalna stanica, ROSS, trebalo da uđe u operativnu upotrebu. “Nema nikakvog smisla da prekidamo sa letovima u kosmos pa da se tamo opet vraćamo”, kaže Solovjev, “tek kada ROSS postane operativan, napustićemo ISS”. A dok se to ne desi, na Međunarodnoj orbitalnoj stanici nastavlja se posao kao i obično. Naravno, ništa više nije kao pre - ukrajinski rat, sasvim logično, doveo je i do povećanih tenzija između američke (NASA) i evropske (ESA) svemirske agencije na jednoj strani i ruskog “Roskosmosa” na drugoj. 

Doba sloge: Ruska i američka posada ISS

Ipak, sve ovo treba uzeti sa rezervom jer Borisov ostavlja mogućnost da se o daljem ostanku Rusije u programu ISS razgovora pod uslovom da Zapad ukine sankcije koje pogađaju rusku svemirsku industriju koja je posebno pogođena nedostatkom kompjuterskih komponenti, specijalizovanog softvera i kritičnih komponenti. Amerika je u relativno kratkom roku uspela da prepolovi količinu visoko-tehonološke robe do koje Rusija može da dođe što će u krajnjem imati razarajući efekat na razvoj ruske avijacije i kosmotehnike. 

 Nije ovo prvi put da se ISS koristi kao sredstvo razračunavanje dve vodeće vojne supersile. Nešto slično već se desilo 2014. godine kada je Rusija pokušala da svemirsku stanicu iskoristi kao sredstvo kojim će Zapad naterati da prizna aneksiju Krima. Rusija je čak najavila da će trenažni centar za obuku astronauta premestiti upravo na Krim. Za Amerikance koji u to vreme nisu imali čime da stignu od orbitalne stanice osim na ruskim “Sojuzima” ovo je bilo pitanje časti: da bi leteli na Sojuzu, američki astronauti morali bi da prođu obuku na okupiranom Krimu, pod ruskom zastavom. Usledile su pojačane američke ekonomske sankcije na šta je “Roskosmos” zapretio potpunim prestankom saradnje sa američkim astronautima. “Nije to veliki problem”, likovali su ruski zvaničnici na društvenim mrežama, “Amerikanci uvek mogu svoje ljude da pošalju na ISS pomoću trambuline ili leteće metle”! 

Svemirska stanica pravo je čudo međunarodne saradnje. Prvi njeni delovi lansirani su 1998. godine a od 2000. godine na njoj se konstantno nalazi manja ili veća ekipa astronauta. Reč je o modularnom kompleksu veličine fudbalskog igrališta koji orbitira oko zemlje na visini od oko 400 kilometara. Uz malo bolji dvogled, možete ga videti i golim okom. Izgrađen je u neka bolja vremena, pre svega zahvaljujući saradnji Amerikanaca i Rusa sa očiglednom namerom da se međusobna saradnja izdigne na viši nivo, naročito nakon zavšetka trke u kosmosu, pada gvozdene zavese i raspada SSSR-a. Na stanici se već decenijama smenjuju naučne posade iz Amerike, Rusije, Kanade, Japana i još 11 evropskih zemalja. 

Provokacija: Ruski astronauti na ISS sa zastavom samoproglašene Luganske Narodne Republike

Stanica je, grubo gledano, podeljena na Ruski i Američki deo koji samo na prvi pogled deluju neazvisno (svaki deo ima po jedan toalet, kuhinju, spavaći deo, radionice i slično). U suštini, ti delovi su namerno tako isprepleteni da samo zajedno mogu funkcionišu: u američkom delu se, na primer, nalaze žiroskopi koji kontrolišu prostornu orijentaciju stanice kao i solarni paneli koji generišu električnu energiju za potrebe čitave stanice dok se u ruskom sektoru nalaze raketni motori pomoću kojih se obavlja povremena korekcija visine i putanje orbitalnog kompleksa. Čak i vizuelno, veoma je lako razlikovati američke i ruske delove letelice: američki segmenti imaju belu boju dok su se Rusi opredelili za narandžastu nijansu lososa. Stanica, inače, ima ukupno 17 modula prilagođenih za stalni boravak posade: osam su obezbedili Amerikanci, šest Rusi, dva Japanci i jedan Evropljani. 

U ovakvoj podeli zaduženja Rusija se ne libi da ukaže do kakvih bi tragičnih posledica moglo da dođe do ukoliko ruski astronauti zaista napuste stanicu, jednom za uvek. Bivši šef “Roskosmosa”, Dmitrij Rogozin, čovek koji ne troši mnogo vremena na biranje reči, podseća da se svemirska stanica može držati na orbiti isključivo motorima “Progresa”, ruskih teretnih brodova pričvršćenih za neku od ulaznih kapija stanice: “Bez nas, postoji realna mogućnost da stanica teška 500 tona padne na Indiju ili Kinu. Uz to, stanica ne leti iznad Rusije, nama ne preti nikakva opasnost. Da li je Zapad spreman da preuzme odgovornost za eventualne posledice”? 

Lepša prošlost: misija Apolo-Sojuz i kraj trke u kosmosu 

Ipak, teško je verovati da Putin namerava da napusti ISS samo zato da bi ostatak sveta ucenjivao katastrofičnim scenarijima. S kojim zato ciljem Putin želi da napusti međunarodnu svemirsku stanicu i pored činjenice da je Rusija u nju već uložila milijarde rubalja? Teško je zamisliti da će Rusija, usred rata u Ukrajini i međunarodnih sankcija, biti u stanju da za kratko vreme uspeti da na nekom drugom mestu replicira uslove koje već već ima. Nova stanica traži ogromna finansijska sredstva i vrhunsku tehnologiju od koje je Rusija već mesecima odsečena. Uz to, čak i bez sankcija, Rusija je u poslednje vreme popuno izgubila imidž kosmičke velesile i, ako se izuzmu letovi do svemirske stanice i nazad, Rusija odavno nije imala neki istraživački poduhvat u kosmosu kojim bi mogla da se pohvali. Napredak Ruske kosmičke tehnike toliko je spor (ako ga uopšte ima) da bi Gagarin, da je kojim slučajem živ, s lakoćom seo za komande “Sojuza” i sam sebe ispalio u kosmos, ništa se tu radikalno nije promenilo još od vremena Sputnjika, Koroljeva i Lajke. 

Putin kaže da će se Rusija okrenuti sopstvenoj orbitalnoj stanici i sopstvenom kosmičkom programu. Ali čemu orbitalne stanice uopšte služe? Pre svega, to su laboratorije koje omogućavaju izučavanje dugotrajnog dejstva nulte gravitacije na ljudski organizam. Sve dok potpuno ne razumemo taj uticaj i ne budemo znali kako da se borimo sa najčešćim negativnim posledicama tog uticaja kao što su osteoporoza, gubitak tonusa i mišićne mase, ne treba ni pomišljati na let do Marsa koji bi, samo u jednom pravcu, trajao bar šest meseci. 

S druge strane, nulta gravitacija omogućava eksperimente s egzotičnim materijalima koje je u zemaljskim uslovima praktično nemoguće kreirati jer se njihove komponente, usled različite gustine, teško ili nikako ne mešaju. Primer ovakvih materijala su, na primer, optički kablovi veoma visoke prozirnosti (samim tim i minimalne svetlosne apsorpcije), neke metalne legure, ultra-tanki i laki materijali na bazi grafena i slično. 

Putinovi astronauti već imaju uslove da se svim time bave na postojećoj Svemirskoj stanici. Ne može se reći da im tu manjka prostora niti da su izloženi šikaniranju ostatka posade zbog “trodnevne specijalne ratne operacije” u Ukrajini koja traje već mesecima. Naprotiv, Ruski astronauti su u više navrata pokazali da ih nimalo ne brine šta o njima misle kolege iz drugih zemalja. Nedavno su tako u orbiti proslavili pad Lisičanska iz ukrajinskih u ruske ruke, sa sve zastavicama dve samoproklamovane ruske republike. NASA je osudila ovaj čisto politički gest podsećajući da je ISS nastao kao plod međunarodne saradnje brojnih država u cilju napretka nauke i tehnike u miroljubive svrhe. 

Ovo nije bio prvi politički incident takve vrste u kosmosu. U novembru je Rusija projektilom sa zemlje uništila jedan ugašeni telekomunikacioni satelit pretvorivši ga u oblak od oko 1.500 krhotina, od kojih su se neke našle direktno na putanji ISS. Bio je to prilično bezobziran gest jer su se u opasnosti našli i ruski i američki astronauti. Nekoliko sati nakon detonacije i jedni i drugi krili su se po hodnicima svemirske stanice pokušavajući da nađu sigurno mesto od potencijalnih šrapnela. 

To, ipak, ne znači da je rat u Ukrajini poptuno prekinuo kontakte ruskih i američkih astronauta na orbitalnoj stanici. Nedavna promena konmandata orbitalne stanice, kada je dužnost preuzeo Amerikanac Maršburn od svog ruskog kolege Škaplerova, bila je i prilika da se prozbori neka birana reč i podseti da astronauti nisu učesnici u ratu. Škaplerov je rekao da “mi na zemlji imamo svoje probleme ali smo zato u orbiti jedna posada, jedna porodica”, izrazivši uverenje da će Maršburn biti dobar komandant na dobrobit obe strane. 

Put do ROSS-a za Rusiju neće biti nimalo lak, pre svega usled razgranatih i sveobuhvatnih sankcija koje pogađaju sve segmente ruske industrije. Kako kaže Jurij Borisov, iskušenja su ogromna: “Zadatak mene i mojih kolega nije da sedimo i čekamo neka bolja vremena. Moramo odmah da nađemo rešenje da svojoj državi isporučimo kosmičke servise koji su joj potrebni, bez obzira da li se radi o telekomunikacijama, geološkim istraživanjima, meteorologiji ili navigaciji. 

Šta će onda nova orbitalna stanice doneti Rusima kao njenim jedinim vlasnicima? U naučnom smislu - ne mnogo više u odnosu na ono što već imaju, ali im, zato, u političkom smislu donosi samostalnost. Jer ISS već ima vrhunsku opremu i još bolje uslove za bavljenje naučnim radom. Rusi će potrošiti barem deceniju da bi imali delić mogućnosti koje imaju već danas. Tačno je da će ruskim “otcepljenjem”, zapadne zemlje ostati bez mogučnosti da na ISS lete ruskim “Sojuzima” ali taj element teško da više ima bilo kakvu težinu jer u današnje vreme Amerikanci imaju više načina da dolete do ISS bez ikakve ruske pomoći. Ukratko, mogućnost da Rusi svojom odlukom o povlačenju naude zemljama sa kojima su do juče zajednički eksploatisali ISS ravna je nuli. 

Zapad svoje opcije tek treba da istraži, sasvim je moguće da ih Ruska odluka u tom pogledu dodatno požuri. Neki preliminarni potezi već su povučeni. NASA je već dodelila novac kompanijama koje treba da izađu sa pretprojektom buduće kosmičke naseobine. Tu su “Blue Origin” (iza kojeg stoji vlasnik “Amazona” Džef Bezos), “Nanoreks” u partnerstvu sa “Lokid Martinom”, “Nortrop Gruman” i “Aksiom Spejs” koji ima ambiciozan plan da u orbitu pošalje sopstvenu orbitalnu stanicu. Ono što brine Amerikance je činjenica da će ISS možda otići u penziju pre nego što nova stanica bude bila na raspolaganju. Nastao bi period u kome Amerikanci jednostavno ne bi imali svoje boravište u kosmosu. 

Sa druge strane, Kinezi već uveliko teraju po svom, oni su nedavno lansirali drugi modul svoje orbitalne stanice “Tiangong”, tamo stalno neko živi i radi i reklo bi se da im ide sasvim dobro. Za razliku od Amerikanaca i Rusa oni su svoji na svome i mogu svoju orbitalnu stanicu da koriste onako kako žele, i u vojne i u mirnodopske svrhe. 

Spejs šatl na nekadašnjoj stanici Mir

Zasad je najmanje verovatna opcija da će nova Ruska orbiltalna stanica biti još jedan ratni poligon, ovoga puta u kosmosu. Sadašnja ISS ima mirnodopski karakter i nijedna od nacija nema pravo da stanicu koristi za vojne svrhe (osmatranje i špijuniranje, testiranje egzotičnog naoružanja i slično). Onog trenutka kada Putin bude “seo” u svoju orbinalnu stanicu, sva ograničenja padaju u vodu - Rusi ni ovako nikom ne polažu računa, kamoli u kosmosu. 

Razloga za brigu ima dosta: za Putinovog vakta “Roskosmos” nije imao takoreći nijedan značajan naučno-istraživački poduhvat u kosmosu. Njegov bivši šef, Dmitrij Rogozin, više vremena je trošio na promovisanje ekstremno nacionalističkih ciljeva Ruske invazije na Ukrajinu. Jedno vreme je i otvoreno pretio odlaskom Rusa sa ISS ukoliko Amerika ne ukine sankcije protiv dve ruske firme optužene za trgovinu oružjem. Rogozin je, inače, poznat i kao veliki poštovalac “lika i dela” Radovana Karadžića i Ratka Mladića otvoreno se zalažući za njihovo izbavljenje iz “Haških tamnica” gde “robijaju za tuđe grehe”, naročito ističući svoje česte susrete sa njima od 1994. do 1996. godine. Još bizarnije zvuči Rogozinov apel da Rusija zabrani Amerikancima da istražuju Veneru jer je “Venera ruska planeta”. Tačno je da su Ruske sonde zabeležile do sada jedina uspešna spuštanja na usijanu površinu Venere ali sve međunarodne kosmičke konvecnije polaze od činjenice da su sva nebeska tela dobro čitavog čovečanstva koje nijedna država ne sme da svojata. 

U tom politikanstvu Rogozin je bio toliko revnostan da je potpuno zaboravio na svoj osnovi posao pa ga je Putin nedavno smenio (što Rogozinu ne smeta da i dalje, skoro svakodnevno, svojim zapaljivim rečnikom pomera granice pristojnosti koje je sam sebi postavio). Ipak, Putin ništa ne radi na prečac pa i sad neki plan sigurno mora da postoji. Kad se zna koliko je Putin opsednut, kako sam kaže, “projektilima koji dolaze ni od kud i od kojih nema odbrane”, koliko ga impresionira savremeno naružanje i vojna tehnologija uopšte, i kad se na to doda skoro potpuna ravnodušnost prema mirnodopskim naučnim dostignućima, ne može se sasvim odbaciti ni mogućnost postepene militarizacija kosmosa, još jedne trke u naoružavanju koju Putin ne može da dobije ali zato dobro dođe da zakomplikuje i onako već komplikovane stvari na zemlji. Nekada je to bilo nezamislivo ali sada više nije. Naravno, niko ne treba da očekuje još jednu “Zvezdu smrti”. Ni ona fiktivna, iz “Ratova zvezda”, nikad nije bila završena pa neća ni ova. Ali samo Putin zna ša mu je krajnji naum i, ako je on zaista rešio da militarizuje Zemljinu orbitu, teško će ga u tome sprečiti konfuzna međunarodna zajednica koju više brine sezona grejanja od zemaljske i kosmičke pravde. 

Nama ostaje samo da se nadamo da se najmračniji scenario “raspada” Međunarodne svemirske stanice ipak neće realizovati i da će Ukrajinski rat biti završen mnogo pre nego što kucne čas da Rusi napuste međunarodnu saradnju i ISS. Jer, i pored konstantno zategnutih odnosa između Amerike i Rusije i retorike koja je manje ili više zapaljiva, obe strane su, kroz istoriju, imale dovoljno sluha da jedna drugoj pruže ruku, na zemlji i u kosmosu, i tako doprinesu svetskom miru. Setimo se misije Apolo-Sojuz, zajedničkog leta američkih i sovjetskih astronauta iz 1975. godine, pa onda letova “spejs šatla” na nekadašnju rusku orbitalnu stanicu “Mir”, sve do najnovije saradnje na ISS. Bila su to vremena kada nam se činilo da se rađa jedno novo doba mira, prosperiteta, uzajamnog poštovanja i saradnje. Ali, na žalost, ta vremena su, izgleda, prošla. 

Zato ne čudi što i sve veći broj Amerikanaca na ISS gleda kao na nepotreban okov oko nogu. Ugledni američki astronom Džonatan Mekdauel smatra da nas svako dalje ulaganje novca u svemirsku stanicu udaljava od istinskog napretka: “Ako svemirska stanica nije potrebna Rusima, onda nije potrebna ni nama. Pustimo Ruse da naprave nešto za sebe a mi se okrenimo nečemu mnogo ambicioznijem kao što je “Gejtvej”, baza u Mesečevoj orbiti ili na njegovoj površini. To bi, nesporno, bio korak napred, ka Marsu i još dalje. 

Vreme #1648

Veličanstveni trijumf ljudskog uma

Kad sam jednom slušao učenog astronoma,
I kad su brojke i dokazi u kolonama stavljeni pred mene,
Kad sam video grafikone i dijagrame
Koji su te brojeve sabirali, oduzimali i merili,
Kad sam sedeo i slušao astronoma kako objašnjava
Uz mnogo aplauza u učionici,
Ubrzo sam postao prijatno tup i umoran,
Tiho sam ustao i odšetao napolje
U mističnu, sparnu noć, i tek povremeno
Gledao u savršenu tišinu zvezda.

—Volt Vitmen 

Mnogima je zasmetala činjenica što je predsednik Bajden imao tu čast da predstavi prvu zvaničnu fotografiju kosmosa sa novog teleskopa iako on, kao političar od zanata, verovatno ima sasvim skromna znanja o onome što se na slici nalazi. Neko bi rekao da političari vole da se diče naučnim dostignućima onda kada im to donosi političke poene. Sa druge strane, većina političara ne čini ništa da bi se za nauku, pogotovo fundamentalna istraživanja, obezbedilo dovoljno novca. Ipak, u slučaju “Džejmsa Veba” mora se priznati da su političari (uglavnom) imali sluha i da su ispoljili popriličan stepen razumevanja, čak i kada se projekat nalazio u naizgled nepremostivim teškoćama.

Jer, “Džejms Veb” je sve, samo ne školski primer efikasnog i odgovornog upravljanja projektom. Prema jednoj studiji s kraja prošlog veka, za konstrukciju i eksploataciju teleskopa bilo je potrebno oko četiri milijarde dolara, odnosno 10 milijardi “današnjih” dolara ako se iznos koriguje za inflaciju, što se prilično dobro slaže sa dosad utrošenim iznosom. Valjda u strahu da tako velika sredstva nikad neće biti odobrena, NASA je tokom devedesetih snizila procenu na samo milijardu dolara, istovremeno smanjujući naučne ambicije celog projekta. Bila je to računica koja će se vrlo brzo pokazati kao potpuno pogrešna: naučnici nikako nisu mogli da prihvate da će u ruke dobiti teleskop skromnijih specifikacija, tako da je projekat bezbroj puta dopunjavan dodatnim elementima sve dok nije potrošio kompletan budžet, a da konstrukcija zapravo nije ni počela. Tehnički koncept dobio je finalno zeleno svetlo tek 2010. godine, ali je teleskop tada već bio na meti američkih političara – za njih je teleskop bio bure bez dna koje je “pojelo astronomiju”, tj. novac koji bi se svakako mogao iskoristiti za nešto drugo.

Čaša se prelila u trenutku kada je Barbara Mikulski, senatorka iz Merilenda, zatražila nezavisnu reviziju projekta usled konstantnog probijanja rokova i budžeta. Komisija je utvrdila da teleskop neće biti spreman za lansiranje pre 2015. godine, i to samo ako se obezbede sva potrebna sredstva od oko šest milijardi dolara. Za američki Kongres to je bilo previše: sredinom 2011. godine predložen je rebalans budžeta NASA, koji je predviđao smanjenje sredstava od oko dve milijarde dolara, od čega je četvrtina direktno odlazila na razvoj teleskopa. Takav finansijski udarac projekat nije mogao da podnese, bio bi to i njegov definitivan kraj. Političari su se opredelili za ovu drakonsku meru optužujući NASA za loš menadžment projekta i pored činjenice da je u tom trenutku 75 odsto hardvera već bilo napravljeno, uz troškove koji su prelazili tri milijarde dolara.

Međutim, zahvaljujući pritisku javnosti koji je usledio, “Džejms Veb” je, ipak, preživeo. U odbranu projekta stali su brojni uticajni novinari i institucije, NASA, Američko astronomsko društvo, čak i političari sa senatorkom Mikulski na čelu. Nekoliko meseci kasnije, Kongres je bio prinuđen da odustane od planova da prekine sa finansiranjem razvoja teleskopa, ali je istovremeno postavio i novi budžetski limit od osam milijardi dolara. I taj novi okvir biće na kraju probijen.

Lansiranje teleskopa bilo je planirano za 2018. godinu, da bi onda bilo odloženo za maj 2020. godine usled problema sa termalnim štitom, koji se na “generalnoj probi” neobjašnjivo pocepao. Pažljivom analizom utvrđeno je da teleskop u svojoj konstrukciji i funkcionisanju ima više od 300 kritičnih tačaka, koje je trebalo otkloniti. Zatim se umešao kovid, epidemija je odgodila sve aktivnosti na neodređeno vreme. Teleskop je konačno poleteo u kosmos 25. decembra 2021. godine (“Vreme” je već opširno pisalo o tom događaju). Procenjuje se da će ukupni troškovi projektovanja, izrade i (bar) petogodišnje eksploatacije teleskopa biti između 10 i 11 milijardi dolara.

Šta se sve dešavalo sa teleskopom od decembra do prvih slika? Pre svega, bilo je neophodno da teleskop dostigne odgovarajući položaj u prostoru. Predviđeno je da teleskop bude smešten u takozvanoj “Lagranžovoj tački L2” na pravcu Sunce-Zemlja, na oko milion i po kilometara daleko od nas (oko pet puta dalje od Meseca). U tački L2 ukupno dejstvo Sunčeve i Zemljine gravitacije tako je delikatno izbalansirano da teleskop u stopu prati Zemlju iako bi, na prvi pogled, trebalo da zaostaje za njom. To ne znači da je teleskop potpuno statičan u odnosu na Zemlju, naprotiv. U stvarnosti, teleskop se u odnosu na Zemlju kreće po eliptičnoj putanji, tako da njegovo rastojanje od tačke L2 varira od minimalnih 200 do 800 hiljada kilometara. Da bi se teleskop tako precizno pozicionirao u prostoru, bile su neophodne tri korekcije putanje.

Uz radni položaj, teleskop je trebalo da dostigne i svoju radnu konfiguraciju. Podsetimo se da “Džejms Veb” ima primarno ogledalo prečnika 6,5 metara sastavljeno od 18 šestougaonih segmenata, pri čemu je svaki segment napravljen od lakog i čvrstog berilijuma (korisna površina ogledala šest puta je veća od one koju ima “Habl”). Svaki segment presvučen je tankim slojem zlata iznad kojeg se nalazi mehanička zaštita od stakla. Presvlaka od zlata debela je svega nekoliko hiljada atoma, tako da bi celokupno zlato upotrebljeno za pozlaćivanje segmenata moglo da stane u jednu ping-pong lopticu. Tako veliko ogledalo nije moguće spakovati na vrh rakete – upravo zato je i napravljeno iz delova koji se mogu rotirati i spakovati u kompaktniju formu.

Da bi infracrveno osmatranje kosmosa uopšte bilo moguće (vidi okvir), teleskop mora da ima i odgovarajuću termičku zaštitu. Taj termički štit napravljen je od ultralakog i čvrstog materijala poznatog kao “kapton”, koji zadržava svoja tehnička svojstva u širokom temperaturnom opsegu. Njegova debljina ne prelazi debljinu vlasi kose, a veličina je uporediva sa površinom teniskog igrališta. Štit ima pet međusobno odvojenih slojeva radi efikasnijeg hlađenja, a ispravno rastojanje između njih održavaju posebni zatezači razmešteni po ivicama. Tokom svog radnog veka, ogledala teleskopa sve vreme će se nalazitu u ledenoj senci termičkog štita koji će biti postavljen između Sunca, Zemlje i Meseca sa jedne, i glavnog ogledala sa druge strane. Tako veliki štit je, takođe, morao da bude “spakovan” i obmotan oko teleskopa pre poletanja. Rasklapan je postepeno i pažljivo, tokom nekoliko dana, u poslednjoj fazi leta kada se teleskop već našao nadomak Lagranžove tačke.

Na kraju, da spomenemo i ono najvažnije: izoštravanje slike. Kada su se šestougaona ogledala konačno našla na svom mestu, a celo ogledalo dobilo svoj radni oblik, slika sa teleskopa bila je potpuno neupotrebljiva jer se svako od 18 ogledala ponašalo kao zaseban teleskop. Kada je “Džejms Veb” napravio probnu fotografiju usamljene zvezde, umesto jedne precizno definisane tačke ugledali smo 18 manje ili više razmazanih fleka. Tako nešto bilo je i očekivano nakon lansiranja, koje su pratile snažne vibracije. Usledio je period finog doterivanja položaja i zakrivljenosti ogledala. Svaki šestougaoni segment ima šest mikro-motora koji menjaju položaj i jedan mikro-motor koji utiče na krivinu ogledala. To je ukupno 126 motora, sa još šest dodatnih koji kontrolišu sekundarno ogledalo. Zamislite sada pred kakvim izazovom su se našli tehničari koji su morali da izoštre i poklope 18 tačaka, sve to pomoću 132 nezavisna motora, pri čemu svaki “vuče” na svoju stranu! Motori su, inače, neverovatno precizni, u stanju da pomeraju odgovarajuće tačke ogledala sa preciznošću od svega 10 nanometara (nanometar je milioniti deo milimetra; zamislite da razvučete jedan šestougaoni segment na površinu Teksasa: mikro-motori bi mogli da naprave korekcije koje bi se merile centimetrima).

Kao što se vidi sa prvih fotografija koje su “oštre kao brijač”, cela operacija lansiranja, raspakivanja teleskopa i izoštravanja njegove slike završena je spektakularnim uspehom. Nesporno, reč je o još jednom veličanstvenom trijumfu ljudskog uma čije plodove tek treba da uberemo. Prve fotografije na impresivan način dokazuju kako je “Džejms Veb” u stanju da ispuni sve svoje primarne zadatke: na slici koju je predstavio predsenik Bajden, recimo, vidimo udaljeni galaktički klaster iza kojeg se nalaze neke od najstarijih galaksija u kosmosu.

Posebno su impresivni snimci planetarne nebule “Južni prsten”. Planetarna nebula predstavlja oblak jonizovane materije koji odbacuje zvezda u poslednjem stadijumu svog života. Ti oblaci bogati su hemijskim elementima koje je zvezda stvorila tokom svog života: ugljenik, kiseonik, azot… Ti elementi predstavljaju materijal od kojeg je satkan sav živi svet. Fascinantna je činjenica da smo svi mi zapravo deca davno nestalih zvezda jer su svi naši atomi proizvod zvezdane evolucije. Da nije zvezda, ni nas ne bi bilo.

Tu je, zatim, prelep snimak “kosmičkih litica” nebule “Karina”, na kojem se vidi gigantski oblak gasa i prašine u kome se intenzivno stvaraju nove zvezde. Jednako impresivno izgleda i “Stivenov kvintet”, grupa od pet galaksija u fazi međusobnog sudara. Usled kolizije dolazi do zgušnjavanja međuzvezdanog gasa i prašine, što opet dovodi do formiranja novih zvezda. I na kraju, priložena je analiza atmosfere jedne egzo-planete. Da biste analizu razumeli, potrebno je duboko poznavanje spektrografije, zato ćemo verovati na reč da ta analiza dokazuje postojanje vodene pare u atmosferi planete. Posmatrana planeta suviše je vrela da bi život na njoj bio moguć. Postoje, međutim, brojne egzo-planete koje su potencijalno nastanjive. “Džejms Veb” ima instrumente pomoću kojih, u atmosferi takvih planeta, može da utvrdi prisustvo gasova karakterističnih za postojanje živih bića (kiseonik, na primer). Život u kosmosu? Odgovor je, možda, odmah iza ćoška.

Teleskop sada ulazi u eru rutinske eksploatacije koja treba da potraje najmanje pet, verovatno i svih deset godina. Način eksploatacije preuzet je od “Habla”: teoretski gledano, svako može da predloži “metu” za neko buduće posmatranje, uz adekvatno obrazloženje. U praksi, neophodno je da predlagač ima odgovarajući naučni kredibilitet. Postoji posebna komisija koja raspolaže celokupnim radnim vremenom teleskopa i koja odlučuje koji će predlozi za posmatranje biti realizovani u narednom periodu (obično sledeće godine). Sasvim logično, malu prednost imaju naučnici koji su neposredno učestvovali u konstrukciji teleskopa i izradi njegovih instrumenata – njima je zagarantovan deo radnog vremena teleskopa.

Ali, i tome će jednom doći kraj, pre svega usled položaja koji teleskop ima u odnosu na Zemlju i Sunce. Taj položaj je “blago” nestabilan, tako da je svake godine neophodno uraditi malu korekciju putanje kako teleskop ne bi otplutao u kosmički beskraj. Intervencija je vrlo delikatna: teleskop može, recimo, da nadoknadi izgubljenu brzinu, ali ne može da izgubi njen višak. Za korekciju putanje teleskop je opremljen sa dva para raketnih motora, a oni koriste gorivo čija je količina ograničena. Jedan deo goriva već je utrošen prilikom inicijalne faze, ali je najveći deo sačuvan, pre svega zbog toga što je teleskop lansiran s takvom preciznošću da su sve dosadašnje korekcije putanje bile minimalne. Kako sad stvari stoje, goriva ima za čitavu deceniju, možda i dve. Drugi problem je hladnjak koji održava nisku radnu temperaturu jedne od dve ključne kamere i koristi helijum za rad. A on će, pre ili kasnije, ispariti. Na kraju, tu je i opasnost od mikro-meteorita čiji udar može da ošteti nezaštićena teleskopska ogledala. Jedan takav udarac već je zabeležen, srećom bez većih štetnih posledica.

Teoretski, teleskop se može makar delimično servisirati i u kosmosu: postoje otvoreni priključci za dolivanje goriva i upumpavanje helijuma, napravljene su i hvataljke koje se mogu iskoristiti kao oslonac prilikom radova na teleskopu. Sa druge strane, iako je “Habl”, zahvaljujući činjenici da se nalazi u niskoj Zemljinoj orbiti, nekoliko puta servisiran, male su šanse da astronauti ikada posete “Džejms Veb” kako bi ga popravili. Teleskop je, jednostavno, suviše daleko. Uz to, teleskop nije napravljen modularno – nije moguće zameniti delove opreme koji iz ovih ili onih razloga otkažu. Ali, prerano je da mislimo na to. “Džejms Veb” je uspešno preboleo sve svoje dečije bolesti i ubrzo se više niko neće sećati pehova koji su ga pratili. Umesto toga, probajmo da se usredsredimo na avanturu koja je tek počela.

Infracrvena astronomija

Za razliku od “Habla” koji svoja osmatranja vrši, pre svega, u vidljivom delu spektra, “Džejms Veb” posmatra kosmos uglavnom u njegovom infracrvenom delu. Taj deo spektra nevidljiv je za ljudsko oko i obuhvata svetlosne talase većih talasnih dužina, a manje energije. Istine radi, to ne znači da je “Džejms Veb” potpuno slep za vidljivu svetlost: dostupan mu je narandžasti i crveni deo talasnog opsega, ali je u tom delu “Habl” i dalje premoćan.

Postoji više razloga što je akcenat stavljen na infracrvenu astronomiju. Pre svega, sa Zemlje je praktično nemoguće vršiti osmatranja u ovom delu spektra. Infracrveno zračenje predstavlja dominantan vid zračenja svakog tela koje se nalazi na temperaturama koje su karakteristične za našu planetu. Infracrvena svetlost koja dolazi iz kosmosa biva, jednostavno, izgubljena u “šumu” koji stvaraju atmosfera i predmeti koji nas okružuju. Čak i da toga nema, postoji problem apsorpcije infracrvenih talasa od strane vodene pare i ugljen-dioksida u atmosferi. Ukratko, ako hoćete da osmatrate u infracrvenom delu spectra, morate da se “odmaknete” od Zemlje i njenih štetnih uticaja, a za to vam je potreban kosmički teleskop.

Zašto je infracrvena svetlost tako značajan nosilac informacija? Svetlost većih talasnih dužina ima osobinu da lakše zaobilazi prepreke u vidu oblaka kosmičkog gasa i prašine. Zgušnjavanjem ovih oblaka (koje često nazivamo i “molekularnim” zbog prisustva složenih hemijskih jedinjenja), nastaju nove zvezde. Što je oblak gušći i veći (samim tim i tamniji za naše oko), broj novih zvezda u njemu raste. Ove mlade zvezde često nije moguće osmatrati običnim teleskopima jer su oblaci koji ih okružuju neprozirni za vidljivu svetlost. Iako nam je proces stvaranja zvezda načelno poznat, postoje rupe u tom znanju koje treba da popuni “Džejms Veb” koristeći svoje “oko” osetljivo na infracrvenu svetlost. Za ovu svetlost molekularni oblaci su skoro prozračni, mlade zvezde inače nedostupne našem oku postaju lako “vidljive”. Uz to, kosmos je prepun tamnih objekata (planeta, njihovih satelita, kometa, asteroida), koji emituju najveći deo svog zračenja u infracrvenom delu spektra.

Danas postoji naučni konsenzus da je kosmos stvoren u “Velikom prasku” pre oko 13,7 milijardi godina, eksplozivnim širenjem minijaturne oblasti ogromne gustine i temperature. Kako se širila materija, tako se širio i prostor, a vreme je dobilo svoj današnji smisao. Tek posle nekoliko stotina miliona godina materija se dovoljno ohladila da bi njeno lokalno zgušnjavanje postalo moguće. Mesta veće gustine proizvela su prve zvezde, a zatim i galaksije. “Džejms Veb” je vremeplov koji će nam omogućiti da vidimo prvo svetlo u svemiru, da se vratimo nekih 13,5 milijardi godina unazad, bar 200 miliona godina dublje u prošlost i bliže velikom početku nego “Habl”.

Ovo je moguće upravo zahvaljujući infracrvenoj astronomiji. Najudaljeniji i najstariji objekti u kosmosu praktično su nevidljivi za ljudsko oko (ne postoje u vidljivom delu spektra). Svetlost, koja je bila emitovana pre mnogo milijardi godina i koja tek sada stiže do nas, putovala je kroz kosmos koji se širi (i to sve brže). Kako se prostor širio, tako se “rastezalo” i sve što se kreće kroz njega, pa i svetlost. Talasna dužina svetlosti postajala je sve veća, tako da zrak vidljivog svetla emitovan pre 13 milijardi godina danas stiže do nas kao zrak infracrvenog svetla, koji samo “Džejms Veb” može da detektuje.

“Džejms Veb” ima dva sofisticirana instrumenta za infracrvenu astronomiju: NIRCam (kameru koja obuhvata infracrveni deo spektra koji se neposredno naslanja na vidljivi deo) i MIRI (instrument koji snima u centralnom delu infracrvene zone). Ova dva uređaja mogu da detektuju objekte koji su sto puta tamniji od onih koje vidi “Habl”. Kako bi detekcija infracrvenog zračenja bila moguća, neophodno je da oba instrumenta budu hladna. U suprotnom, instrumenti bi detektovali svoje sopstveno toplotno zračenje umesto onog koje dolazi iz kosmosa. Za NIRCam, dovoljna je “hladovina” koju obezbeđuje “mušema”, termalni štit od kaptona. Ovaj štit u stanju je da spusti temperaturu zaklonjene opreme na impresivnih -230°C. Za MIRI ni ovako niska temperatura nije dovoljna, potreban je poseban “frižider” napunjen helijumom da bi se radna temperatura spustila na svega nekoliko stepeni iznad apsolutne nule.

Kako nastaju slike iz bajke

Kada su se pojavile prve slike koje je napravio “Džejms Veb”, svi su ostali ushićeni njihovom lepotom, čak i oni koje nauka uopšte ne zanima. Jednostavno, tako bogat kolorit, ta količina detalja, taj broj i gustina zvezda ne viđaju se baš svaki dan. Kako nastaju ovakve slike? U suštini, tako što teleskop posmatra jedan mali deo neba u kontinuitetu. Što su objekti udaljeniji i tamniji, vreme ekspozicije je duže. Najviše vremena potrošeno je na prvu sliku na kojoj se vidi duboki kosmos, gigantski klaster galaksija na rastojanju većem od četiri milijarde svetlosnih godina. Ovaj klaster toliko je masivan da svojom gravitacijom zakrivljuje putanju svetlosnih zraka koji prolaze pored njega, u skladu sa Ajnštajnovom opštom teorijom gravitacije. Čitav galaktički klaster ponaša se, zapravo, kao jedno veliko sočivo koje uveličava još udaljenije objekte koji se nalaze iza njega. Zahvaljujući tom sočivu (čiji se oblik na slici jasno nazire), do nas dopiru svetlosni zraci koji bi nas inače mimoišli. I tako su se na snimku pojavile i neke galaksije koje su na rastojanju većem od 13 milijardi godina. Snimljeni deo zvezdanog neba otprilike je velik koliko i zrnce peska u ispruženoj ruci. Da bi se prikupila dovoljna količina svetla koja dolazi iz tako malog dela neba, potrebno je bar 12 sati upornog gledanja (za sličnu fotografiju mnogo slabijeg kvaliteta “Habl” je potrošio više od nedelju dana).

Vratimo se na fotografije: ono što i laiku pada u oči jeste nestvarno bogatstvo boja, kao da je za svaku potrošen čitav dugin spektar. Odakle potiču boje? Nemojte se razočarati, ali sve te prelepe boje potpuno su izmišljene! U stvarnosti, one ne postoje. Razlog je prost: “Džejms Veb” vidi infracrvenu svetlost, svetlost koju ne vidimo golim okom. Pojam boje (plavo, crveno, žuto) može se definisati samo za vidljivu svetlost, boja ne postoji izvan njenog opsega. Infracrvena svetlost zato nema boju, baš kao što boju nemaju ni talasi mikrotalasne rerne, mobilne telefonije, radio-signali ili vaš kućni bežični internet.

Kamere teleskopa ne razlikuju se mnogo od foto-aparata koje koriste današnji fotografi, bilo profesionalci ili amateri. Prikupljena svetlost pada na fotoelektrični senzor sastavljen od mnogo miliona pojedinačnih tačaka, pri čemu svaka tačka generiše podatke o frekvenciji i intenzitetu svetla koje na nju pada. Ono što nazivamo fotografijom zapravo je veliki skup brojki koje su, u svom izvornom obliku, praktično neupotrebljive. Da bi se fotografija razumela, neophodno je brojke interpretirati, tj. pretvoriti ih u sliku. Kako napraviti sliku nečega što, inače, ne možemo da vidimo golim okom? Postupak vizualizacije je složen: obično se na osnovu izvornih podataka napravi crno-bela slika, u kojoj svaka tačka ima nijansu sive proporcionalnu vrednosti koju je zabeležila odgovarajuća tačka na senzoru. A onda se ta crno-bela slika kompjuterski boji, prvo grubo, korišćenjem grafičkih algoritama koji nijanse sive automatski mapiraju u odgovarajuću boju. U drugoj fazi obrada fotografije je mnogo suptilnija, jer u njoj učestvuje mala armija “digitalnih umetnika”, likovno nadarenih ljudi koji jednako dobro poznaju i “Fotošop” i astronomiju. Tek oni će fotografiji udahnuti život i dinamiku po nekom svom subjektivnom osećaju za lepo. Takva fotografija povremeno može da liči na ono što bismo videli golim okom, ali su suštinske razlike, u formi i koloritu, uvek prisutne.

VREME

Kosmički teleskop "Džejms Veb": Pogled u stvoritelja

Duboki kosmos, galaktički klaster SMACS 0723

“Džejms Veb”, kosmički teleskop koji treba da nasledi vremešni “Habl”, poleteo je u kosmos 25. decembra prošle godine. Nakon višemesečnog puta dostigao je svoju finalnu lokaciju, specijalnu tačku na liniji Zemlja-Sunce, dva miliona kilometara daleko od nas (Mesec nam je oko šest puta bliži). U toj tački teleskop može da ostane neograničeno dugo uz minimalni utrošak goriva. Ovaj zajednički projekat NASA, Evropske (ESA) i Kanadske svemirske agencije (CSA) star je više od četvrt veka, mnogo puta je stavljan na led, više puta zamalo ugašen, višestruko je premašio predviđen budžet, probio je sve predviđene rokove i više puta bio navođen kao primer očajnog menadžmenta. Toliko truda i para je “prosuto” oko njega da su novinari često označavali “Džejms Veb” kao “teleskop koji je pojeo astronomiju”. Jer, teleskop je koštao preko 10 milijardi dolara - ali je ipak preživeo.

Planetarna nebula Southern Ring

Danas postoji naučni konsenzus da je kosmos stvoren u “Velikom prasku” pre oko 13.7 milijardi godina, eksplozivnim širenjem minijaturne oblasti ogromne gustine i temperature. Kako se širila materija, tako se širio i prostor a vreme je dobilo svoj današnji smisao. Tek posle nekoliko stotina miliona godina počele su da sjaje prve zvezde i galaksije. “Džejms Veb” je vremeplov koji će nam omogućiti da vidimo prvo svetlo u svemiru, da se vratimo nekih 13.5 milijardi godina unazad.

 Glavno ogledalo “Džejmsa Veba” podeljeno je na 18 šestougaonih segmenata. Svaki segment ima prečnik od 1,3 metara, napravljen je od laganog i čvrstog berilijuma a zatim presvučen tankim slojem zlata. Ogledalo sakuplja svetlost najvećim delom iz infracrvenog dela spektra jer infracrvena astronomija nudi mnoge prednosti: međuzvezdani prostor ispunjen je oblacima gasa i prašine koji su skoro neprozini za vidljivu svetlost. Upravo su to mesta gde se rađaju nove zvezde i planete. Infracrvena svetlost mnogo lakše zaobilaze ovakve prepreke, zahvaljujući njoj možemo da “gledamo kroz oblake” u zvezde koje se tek formiraju. I na kraju, u kosmosu nisu bitni samo objekti koji su veliki i sjajni. “Džejms Veb” će biti u stanju da analizira atmosferu ekstra-solarnih planeta u potrazi za karakterističnim tragovimna koje iza sebe ostavlja život. 

Stephan’s Quintet

Sve u vezi „Veba“ je spektakularno. Ovo je najveći kosmički teleskop ikad napravljen. Njegova ogledala savršeno su ispolirana: ako biste ih razvukli na površinu Amerike, najveća neravnina bila bi visoka svega par milimetara. Ukupna površina ogledala, prečnika 6.5 metara, 7 puta je veća od povšine ogledala na „Hablu“. Teleskop može da vidi novčić sa rastojanja od 40 kilometara i spazi bumbara koji leti po Mesecu. 

Kada je predsednik Bajden simbolično predstavio prvu spektakularnu fotografiju sa „Džejms Veba“, svi oni koje makar malo interesuju astronomija i nauka u celini, koji vole da svoju glavu zabavljaju „nemogućim“ pitanjima o početku i kraju svega, osetili su nemerljivo ushićenje. NASA je nekoliko sati kasnije prezentirala još par impresivnih snimaka u direktnom prenosu koji je mogao da bude i malo bolje organizovan. Ali, ne smeta. Za početak, videli smo dosta. 

Carina Nebula, Cosmic Cliffs

Ostavimo zato po strani političare koji vole da se hvale naučnim dostignućima onda kada je to oportuno i uživajmo na trenutak u lepoti prizora ispred sebe. Na prvoj slici vidi se galaktički klaster SMACS 0723 u sazvežđu “Volans” (“Leteće ribe”), prizor star skoro pet milijardi godina. Masa klastera toliko je velika da svojom gravitacijom zakrivljuje svetlost mnogo daljih objekata iza sebe čineći ih tako po prvi put vidljivim. Svaka tačka bez zrakastih “krakova” predstavlja čitavu galaksiju a to je tek delić neba koje pokrije zrnce peska u ispruženoj ruci. Gledamo u duboku prošlost, vidimo svet koji je odavno nestao ili evoluirao u nešto drugo ali nam i dalje šalje poruke koje treba da odgonetnemo. Neki od objekata stariji su od 13 milijardi godina. Osećamo strahopoštovanje, kao da kucamo na vrata stvoritelja, kao Dejvid Boumen iz „Odiseje u svemiru“ u trenutku kada se sprema da zakorači kroz zvezdanu kapiju… „sve je prozračno… i nastavlja se u beskonačnost… i… oh, moj Bože, prepuno je zvezda!“

Vreme.com