Foto: WikiImages/Pixabay

Japonsko, Jižní Korea, Rusko, Indie, Spojené arabské emiráty a Spojené státy mají za cíl vyslat mise na Měsíc už v příštím roce. Ale podaří se to všem?

Měsíc bude v příštím roce jednou z nejoblíbenějších destinací ve Sluneční soustavě. Směřuje tam nejméně sedm misí z Indie, Japonska, Ruska, Jižní Koreje, Spojených arabských emirátů a Spojených států spolu s několika společnostmi, napsal NATURE.

Program Artemis společnosti NASA v hodnotě 93 miliard USD, může svým letošním prvním startem ukrást většinu pozornosti, protože je to první krok k vyslání astronautů na Měsíc. Ale Spojené státy jsou jen jedním z mnoha národů a soukromých společností, které brzy plánují zahájit mise, ohlašující to, co by podle vědců mohlo být novým zlatým věkem průzkumu Měsíce.

Věda není jedinou hnací silou. Příval misí také signalizuje rostoucí ambice několika národů a komerčních hráčů, předvést svou technologickou zdatnost a prosadit se, zejména nyní, kdy je cesta na Měsíc snazší a levnější než kdykoli předtím.

Například jihokorejský Pathfinder Měsíční orbitální sonda (KPLO) „je prvním krokem k zajištění a ověření korejské schopnosti průzkumu vesmíru a získání nových vědeckých měření Měsíce“, říká Chae Kyung Sim, planetární vědec z Korejského Astronomického institutu v Daejeonu a který je členem vědeckého týmu navrhujícího jeden z nástrojů mise. „Užíváme si připojení k této nové vlně lunárních misí.“

Některé z národních vesmírných agentur, které tyto expedice provozují, poskytují pouze skromné ​​podrobnosti o misích a o tom, kdy budou zahájeny, přičemž plány se často mění. Vědci také říkají, že válka na Ukrajině velmi pravděpodobně zdrží ruskou misi a mohla by mít neočekávané dopady i na ostatní.

Kdykoli odstartují, cílem misí je poskytnout co nejvíce dat o Měsíci, z nichž byl zatím prozkoumán pouze nepatrný zlomek. Vědci také tvrdí, že tento příval aktivity pravděpodobně podnítí častější a levnější přístup na Měsíc a zvýší mezinárodní zájem o výzkum Měsíce. Mohlo by to také položit základy pro měsíční základny s posádkou, které by mohly poskytnout startovací stanoviště pro cesty na Mars.

Je velmi vzrušující a „obrovsky důležité mít tolik národů zapojených do této armády kosmických lodí mířících na Měsíc,“ říká James Head, planetární geolog z Brownovy Univerzity v Providence na Rhode Island, který se podílel na výcviku astronautů Apolla v NASA. 70. léta 20. století. „Existuje tolik nevyřešených otázek, které lze řešit řadou různých robotických a lidských schopností.“

Bonanza pro výzkumníky

Vědci jen stěží ovládnou radost z důsledků této činnosti. „Pokud mise naplánované na rok 2022 uspějí, znamená to častější přístup na měsíční povrch, více dat a nakonec i více vzorků prostřednictvím robotického návratu,“ říká Clive Neal, lunární geolog z Univerzity v Notre Dame v Indianě. Pro vědce, jako je Neal, který prožil relativní nulovou akci lunárních misí po zániku programu NASA Apollo před čtyřmi desetiletími. To vše „představuje renesanci v lunární vědě a průzkumu“. Expedice umožní mnohem více než jen samotný výzkum Měsíce, říká Neal, „protože Měsíc je bránou do Sluneční soustavy, zejména pro lidský průzkum“.

Vzhledem k pokračujícímu konfliktu na Ukrajině není jasné, kolik z těchto misí se letos uskuteční. Je možné, že válka by mohla způsobit zpoždění mimo Rusko, protože některé kosmické lodě z jiných zemí budou vyžadovat přepravu masivními nákladními letadly na místa startu a ruské útoky na Ukrajinu poškodily největší nákladní letadlo na světě – Antonov An- 225. Vědci tvrdí, že jeho zničení by mohlo mít dominový efekt na letadla, která jsou k dispozici pro poskytování takových služeb.

I když mise odlétají ze Země podle plánu, neexistuje žádná záruka jejich úspěchu. Poslední indické lunární misi Chandrayaan-2 se podařilo dostat kosmickou loď na oběžnou dráhu v roce 2019, ale její landrover havaroval, když se pokusil přistát. Izraelský, soukromě vyvinutý přistávací modul Beresheet, také narazil na povrch Měsíce počátkem toho roku.

Mnohem úspěšnější byly čínské mise Čchang-e-4 a Čchang-e-5, které od roku 2019 shromáždily z povrchu pomocí landeroveru velké množství dat a v roce 2020 vrátily na Zemi vzorky lunárního regolitu, neboli půdy. Čína plánuje svou další misi na vrácení vzorků, Chang’e-6, na start v roce 2024.

Je nepravděpodobné, že se všechny mise letos dostanou na Měsíc, vzhledem ke směsi minulých úspěchů a neúspěchů, říká Mahesh Anand, planetární vědec z Otevřené univerzity v Milton Keynes ve Velké Británii. „Dokud všichni hráči neprokážou, že skutečně mohou bezpečně přistát na Měsíci a neprovedou vědecké výzkumy významné hodnoty, myslím, že musíme tento prostor sledovat.“

Pohled na Jižní Koreu z oběžné dráhy

Ze všech misí naplánovaných na rok 2022 jsou výzkumníci obzvláště nadšeni vědou, která by mohla pocházet z KPLO, prvního pokusu Jižní Koreje dosáhnout jiného nebeského tělesa. Start se očekává v srpnu, bude obíhat 100 kilometrů nad měsíčním povrchem a bude fungovat nejméně jeden rok. Bude obsahovat pět přístrojů vyrobených a provozovaných jihokorejskými týmy a také „ShadowCam“ – vysoce citlivou kameru pro viditelné světlo, kterou poskytuje NASA.

Jak napovídá název, tento přístroj nahlédne do hluboce zastíněných oblastí Měsíce a poskytne „vůbec první pohled s vysokým rozlišením do oblastí trvale zastíněných na Měsíci“, říká Mark Robinson ze Státní Arizonské Univerzity v Tempe, který je hlavním řešitelem tohoto nástroje. Kamera sondy Lunar Reconnaissance Orbiter společnosti NASA, která krouží kolem Měsíce od roku 2009. ShadowCam (Stínová kamera) pomůže při hledání vodního ledu v polárních kráterech a bude lovit neobvyklé geologické útvary související s extrémně nízkými teplotami.

Vědci se také těší na data z přístroje PolCam jihokorejské mise, o kterém Sim říká, že poskytne první mapu celého Měsíce pomocí polarizovaného světla, což nebylo dosud u žádného měsíce ani planety. Tato data poskytnou podrobnosti o struktuře a velikosti povrchových materiálů na základě způsobu, jakým rozptylují světlo.

Polarizace „se ke studiu pevných planetárních povrchů příliš nevyužívá, takže bude zajímavé zjistit, co nám data mohou říci o struktuře, složení a tím i geologii různých míst na Měsíci,“ říká David Blewett. , lunární vědec z Johns Hopkins University Applied Physics Laboratory v Laurel, Maryland, který je hlavním vyšetřovatelem vozítka Lunar Vertex financovaného NASA, které má být vypuštěno v roce 2024.

Sim, který je součástí týmu stojícího za přístrojem, říká, že mapa zrnitosti lunárního regolitu – jeden z cílů mise – „usnadní výběr přistávacích míst pro budoucí přistávací letouny na Měsíci, včetně korejského“. Stejná metoda by mohla pomoci vědcům studovat asteroidy a další planety, jako je Merkur, říká. γ-ray spektrometr na orbiteru bude mapovat koncentraci asi tuctu prvků, které „budou nezbytné pro identifikaci distribuce lunárních zdrojů“ pro potenciální budoucí extrakci, dodává.

Ian Garrick-Bethell, planetární vědec z Kalifornské univerzity v Santa Cruz, říká, že mapa struktury regolitu a velikosti zrna by mohla vědcům pomoci pochopit „velkou záhadu měsíční vědy“ – povahu měsíčního prachu, který dusí téměř celý povrch. Zmapováním toho, jak se prach mění podle zeměpisné šířky a studiem dalších jeho aspektů, vědci doufají, že získají lepší představu o tom, jak se Měsíc během své historie vyvíjel, říká.

Garrick-Bethell je součástí týmu, který pomáhá interpretovat data o magnetickém poli Měsíce z magnetometru KPLO zvaného KMAG, který staví a vede Ho Jin, vesmírný vědec z Kyung Hee University v Soulu. Garrick-Bethell doufá, že KMAG pomůže vyřešit další lunární záhadu: vědci jsou zmateni tím, jak měl Měsíc ve své rané historii, před miliardami let, silné magnetické pole, vzhledem k tomu, že kolem něj nikdy netryskalo jádro z tekutého železa, což vytváří magnetické pole Země.

Drobné železné jádro Měsíce „je tak malé, že žádná existující teorie nedokáže vysvětlit, jak kdysi vytvořilo silné magnetické pole“, říká. Přesto pozorování starověkých hornin v měsíční kůře z vesmíru dnes odhalují, že jsou vysoce magnetické a vznikly v přítomnosti magnetického pole. „Mezi teorií a pozorováním je tedy obrovský rozpor.“

Sim říká, že KPLO bude, doufejme začátkem série plánovaných jihokorejských příjezdů na Měsíc, spolu včetně mise s návratem vzorků do roku 2030.

Japonské přistávací plány

Japonská mise SLIM, která odstartovala z Tanegashima Space Center někdy před březnem 2023, bude znamenat, že tato země poprvé dosáhne měsíčního povrchu. Sonda, zhruba ve tvaru krychle, která je vysoká 2,4 metru, si klade za cíl využít vysoce přesné technologie přistání na Měsíci, které umožní budoucím misím, aby se usadily na konkrétních místech s vysokou přesností, zejména těm expedicím, které doufají, že najdou vodní led ve stínovaných kráterech na póly Měsíce.

„Pinpoint přistání je povinná technologie pro další generaci průzkumu Měsíce,“ říká Shin-ichiro Sakai, projektový manažer SLIM z Japonské agentury pro průzkum letectví (JAXA) v Tokiu.

SLIM je určen k usazení do 100 metrů od navrhovaného cíle, spíše než jednoduše v oblasti, která má příznivé podmínky pro přistání.

Jedním z několika přístrojů na landeru je vícepásmová kamera, která bude provádět spektroskopická pozorování minerálu olivín. Olivín, který původně vznikl hluboko uvnitř Měsíce, může být vystaven dopadům meteoritu.

Žádné mise zatím tyto minerály neshromáždily a vědci tvrdí, že by mohly objasnit složení, strukturu a vývoj vnitřku Měsíce. „Olivín byl identifikován na několika konkrétních bodech na povrchu Měsíce a schopnost SLIM přesně přistávat umožní taková pozorování provést,“ říká Sakai.

Rusko na Měsíc

Ruská mise Luna-25 bude první sondou, kterou vyslala na povrch od sovětské mise Luna-24 s návratem vzorků v roce 1976. V lednu ruská kosmická agentura Roskosmos v Moskvě oznámila, že zahájí misi na Sojuzu -2 Raketa Fregat z kosmodromu Vostočnyj na Dálném východě Ruska. Roskosmos řekl Nature, že mise odstartuje ve třetím čtvrtletí tohoto roku. Válka proti Ukrajině však narušila některé ruské vesmírné plány a Evropská kosmická agentura 13. dubna oznámila, že se stáhne z mise Luna-25.

Pokud sonda skutečně dorazí podle plánu – severně od kráteru Boguslawsky poblíž jižního pólu Měsíce – jako první dosáhne měsíčních pólů, o kterých se předpokládá, že jsou možným zdrojem vody pro budoucí základny nebo osady s posádkou.

Luna-25 bude mít osm nástrojů, včetně robotické paže. Tím se vyhloubí polární regolit na různých místech do hloubky 20–30 centimetrů a vzorky se doručí do spektrometru plavidla k analýze elementárního a izotopového složení hornin. Cílem mise je také odhalit vodu.

Luna-25 je první ze série misí Luna naplánovaných na nadcházející roky a je určena k provozu a sběru dat po dobu jednoho roku. Vědci však tvrdí, že by nebyli překvapeni, kdyby se mise zpozdila. „Tato válka bude mít na tyto věci určitě nějaké zásadní důsledky,“ říká Anand.

I když je mise technicky schopná pokračovat, kolaps ruské ekonomiky tváří v tvář sankcím by ji mohl ovlivnit, říká Neal. „Ruský rubl se naplnil. Proto říkám, že se nespustí. Kdyby bylo vše předplaceno, šance by tu byla, ale jsem skeptický.“

Komerční závod Měsíce

Národy nejsou jediné, které míří na Měsíc. NASA podporuje řadu společností při provádění relativně malých misí prostřednictvím svých komerčních lunárních služeb, jejichž cílem je dostat soukromé přistávací moduly a rovery na Měsíc na komerčních raketách. První z těchto komerčních misí, které budou hledat zdroje a shromažďovat data společně s programem NASA Artemis, je naplánován ke spuštění na konci roku 2022.

Bude to závod o to, která společnost dosáhne měsíčního povrchu jako první. Japonský ispace plánuje zahájit misi M1 svého programu HAKUTO-R v posledním čtvrtletí roku 2022 a mohl by porazit misi SLIM na Měsíc. Přistávací modul ispace obsahuje kamery, letový počítač využívající umělou inteligenci a polovodičovou baterii, které budou všechny testovány v extrémních lunárních podmínkách.

Hideki Shimomura, technologický ředitel společnosti ispace, říká, že úspěšné doručení komerčního přistávacího modulu by bylo „významným vědeckým úspěchem“ a krokem k veřejno-soukromým misím, které sníží náklady na dosažení Měsíce a mohou přinést mnoho vědeckých přístrojů.

„Vzhledem k tomu, že se Měsíc stává dostupnějším prostřednictvím levnější dopravy, soukromé komerční mise budou podporovat časté experimenty a více vědeckých aktivit,“ říká. „Komerční průzkum Měsíce nabírá po celém světě významnou dynamiku.“

Loď ispace ponese také malá lunární vozítka vyrobená vesmírným střediskem Mohammeda Bin Rašída ve Spojených arabských emirátech a společností JAXA. Rashid rover je jen o málo větší než rádiem řízené autíčko — váží 10 kilogramů a je 50 centimetrů dlouhý a jeho provoz je plánován zhruba na měsíc.

Nese řadu nástrojů, včetně mikroskopického zobrazovače pro zachycení snímků měsíčního regolitu ve vysokém rozlišení. Sonda Langmuir na roveru bude měřit hustotu a teplotu iontů a elektronů v lunární exosféře, aby odhalila, zda sluneční vítr pohybuje prachem na povrchu Měsíce. K dispozici je také termovizní kamera pro studium měsíčního povrchu a experiment, který má posoudit, jak různé materiály interagují s měsíčním regolitem, což by mohlo zlepšit design budoucích vozidel.

JAXA říká, že její rover je malý, dvoukolový „transformovatelný robot“, který bude fungovat několik hodin. Bude se rozvinout a rozmístit z přistávacího modulu ispace, přičemž bude shromažďovat snímky a data o měsíčním regolitu a poskytovat informace o jízdních podmínkách, které by agentuře mohly pomoci naplánovat budoucí misi s přetlakovým roverem pro astronauty.

Nabídka Indie na úspěšné přistání

Mnoho vědců říká, že mise Chandrayaan-3, kterou provozuje Indian Space Research Organization (ISRO) v Bengaluru, je hlavně o druhém přistání přistávacího modulu a roveru na povrch Měsíce. A stejně jako ostatní letošní mise míří také do vysočiny poblíž jižního pólu.

Landrovery budou podobné těm z landeru Chandrayaan-2, ale budou upraveny tak, aby pomohly zajistit úspěšné přistání. Mise bude mít seismometr, experiment na měření tepelného toku z Měsíce a spektrometry.

V únoru ISRO oznámilo, že mise odstartuje v srpnu, ale od té doby poskytla jen málo podrobností o misi nebo jejím stavu. „Nepřekvapilo by mě, kdyby to bylo o několik měsíců posunuto,“ říká Anand, ale velmi doufá, že Indie uspěje. „Pokaždé, když selžeme, naučíme se něco nového.“

ISRO na otázky Nature neodpověděl, ale jeho předseda S. Somanath minulý měsíc řekl deníku The Times v Indii, že spuštění by mohlo být odloženo na rok 2023 a dodal: „Seznam testů je dlouhý a my nechceme dělat kompromisy.“

Indie si může připsat určitou zásluhu na nárůstu zájmu o Měsíc. Velkým faktorem bylo objevení stop vody – zčásti nástrojem NASA na indické misi Chandrayaan-1 v roce 2008 – a možnost vodního ledu na měsíčních pólech, říká Anand, který pomohl analyzovat přivezené vzorky lunárního regolitu na Zemi čínskou misí Chang’e-5 s cílem prozkoumat historii vody na Měsíci. „Příběh vody trochu změnil hru.“

Blewett říká, že existuje prvek národní prestiže a geopolitiky, vzhledem k lunárním úspěchům Číny a skutečnosti, že Spojené státy plánují vrátit lidi na Měsíc v roce 2025.

„Ostatní země chtějí ukázat své barvy na Měsíci,“ říká, možná tím, že na povrch vyvěsí vlajku.

Výzkumníci také tvrdí, že národy a soukromí hráči si uvědomují, že k dosažení Měsíce nepotřebují velké rakety, masivní vesmírné programy nebo rozsáhlé pokladny a také to vidí jako potenciální obchodní příležitost.

„To se hromadí posledních 10 let,“ říká Anand. „Ale mám pocit, že tohle je jen začátek.“