Historia tego, jak Polacy podbijali kosmos

Autorem tekstu jest Błażej Sulik

Praca została wyróżniona nagrodą w konkursie stypendialnym Klubu Astronomicznego Almukantarat w 2024 r. w kategorii I – uczniowie kończący w roku szkolnym 2023/2024 ósmą klasę szkoły podstawowej.

Wszechświat jest ogromny, tak jak dużo zawiera pustki, tak samo dużo zawiera materii. Jednym z punktów Wszechświata jest nasza galaktyka, w której znajduje się planeta Ziemia. Miliony lat temu powstało na niej życie, a ludzie od wieków pragną odkrywać Wszechświat i uczyć się o nim coraz więcej. Aby poznać nasze otoczenie, najpierw musimy dowiedzieć się, w jaki sposób ono powstało i jak możemy je wykorzystać dla naszych potrzeb. Ludzie zawsze chcieli się dowiadywać i za wszelką cenę odkrywać nowe miejsca. Zwłaszcza Polacy są narodem ambitnym i dążącym do poznawania i odkrywania Wszechświata.

Curiosity

Mars jest czwartą planetą od Słońca oraz nadzieją w dalekiej przyszłości dla naszych pokoleń. Z powodu erozji Ziemi przez wojny, zanieczyszczenia wody, powietrza i globalnego ocieplenia, istnieje duże zagrożenie tym, że za tysiące lat Ziemia będzie nie do użytku. Dla starszych pokoleń wydaje się to jak jakaś powieść science fiction, a im dalej idziemy z rozwojem technologii to jest coraz bardziej realistyczna idea. Im więcej będziemy wiedzieć o Marsie, tym szybciej uda nam się go skolonizować.

Już pierwsze wzmianki o tym ciele niebieskim pojawiły się u starożytnych Egipcjan przed rokiem 1534 p.n.e. Pierwszą osobą oglądająca Marsa przez teleskop był Galileusz, uczynił to w roku 1610. Jest niesamowite, że ludzkość wie o istnieniu Marsa od tysiąca lat, a tak mało posiada informacji na temat jego historii. Wielu ludzi brało udział w badaniach tego ciała niebieskiego. Polacy również się do tego przyczynili, mimo że niewiele osób ma tego świadomość.

Firma Vigo Photonics z Ożarowa Mazowieckiego tworzy detektory na podczerwień, które pomagają w zbieraniu informacji o stężeniu metanu, dwutlenku węgla i pary wodnej. Zostały one użyte w łaziku „Curiosity” podczas misji Mars Science Laboratory, która odbywa się od 26 listopada 2011 do dnia dzisiejszego. Jest to kolejna z rzędu misja przekazująca coraz to nowsze informacje o Marsie. Badania łazika dają nam wiedzę na temat temperatury i ciśnienia. Dane te możemy wykorzystać do oceny stopnia trudności kolonizacji planety przez człowieka.

Naukowcy podejrzewają, że Mars powstał z tej samej chmury pyłu międzygwiezdnego formującego planety co Ziemia i Księżyc. Stąd powstała misja „InSight”, która miała na celu zrobienie odwiertu na głębokość 5 metrów i zbadanie wewnętrznej aktywności cieplnej. Urządzenie, które kopało otwór, ma nazwę „HP3”, w rozszerzeniu oznacza: „Heat Flow and Physical Properties Probe”. Jest to 40-centymetrowy elementem połączony z lądownikiem za pomocą linki z wbudowanymi czujnikami temperatury. Model tego urządzenia został stworzony przez Centrum Badań Kosmicznych PAN. Cel misji nie został osiągnięty z powodu gleby, która okazała się bardziej zapadliwa niż ta, na której świder był testowany. Mimo to zespół zdobył ogromną wiedzę na temat właściwości gleby na Marsie.

Lem i Heweliusz

Badanie odległych gwiazd będzie zawsze problemem, ponieważ nasze teleskopy na Ziemi nie są wystarczająco mocne, aby obserwować niebo z dużą dokładnością. Przeszkadza nam w tym atmosfera, która bardzo skutecznie, załamuje i rozprasza światło odległych gwiazd. Możemy tego doświadczyć na własne oczy, wystarczy spojrzeć nocą na gwiazdę znajdującą się nisko nad horyzontem. Jej barwa i jasność będą się nieco zmieniać, co postrzegamy jako „miganie”. Powodem tego jest gruba warstwa powietrza, jaką musi pokonać światło od gwiazdy. Rozwiązaniem tego problemu jest prowadzenie obserwacji odległych obiektów z orbity Ziemi. W tym celu korzystamy z rakiet, którymi wynosimy w przestrzeń kosmiczną teleskopy.

Od 21 listopada 2013 roku na orbicie znajduje się polski satelita „Lem” zaprojektowany w ramach projektu Brite. Przedsięwzięcie to miało na celu umieszczenia na orbicie Ziemi sześciu satelitów obserwujących wymianę mas zachodzących we wnętrzu masywnych gwiazd z dokładnością przeszło 10 razy większą niż teleskopy umieszczone na naszej planecie. W ciągu 10 lat pracy Lem zbadał 200 gwiazd, w tym wiele znanych i ciekawych obiektów. Satelita pomógł przeanalizować wiele zjawisk, takich jak pulsacje czy rotacje gwiazd. Pulsacje gwiazd to zmiana ich jasności na skutek procesów zachodzących w ich wnętrzu. Lem jest dumą polskiej nauki, ale też ważnym narzędziem dla światowej astronomii. Odkrycia tego satelity były powodem do stworzenia 30 recenzowanych prac naukowych.

W dniu 19 sierpnia 2014 roku, przy użyciu chińskiej rakiety, na orbitę okołoziemską został wyniesiony polski satelita naukowy Heweliusz. Jest on częścią międzynarodowego projektu badawczego BRITE, podobnie jak rok wcześniej wyniesiony Lem. Heweliusz, podobnie jak Lem, to nanosatelita, ich masa nie przekracza więc 10 kg. Jego komponenty zostały w znacznej części zaprojektowane w CBK PAN. Heweliusza wyposażono w teleskop z czerwonym filtrem, za pomocą którego można prowadzić obserwacje zimnych, czerwonych gwiazd. Celem satelity jest zbadanie mechanizmów transportu energii w gwiazdach.

Mupus

Na Ziemi są materiały, których nie da się wydobywać w nieskończoność, takie jak żelazo, węgiel kamienny, rtęć, złoto itd. Kiedyś zostaną wyeksploatowane. Jest to koncepcja bardzo odległej przyszłości, ale bardzo realna. Na szczęście są obiekty, które przelatują w kosmicznym sąsiedztwie Ziemi i zawierają najróżniejsze minerały. Są to komety, czyli obiekty kosmiczne, których okres obiegu wokół Słońca jest bardzo duży. W większości te ciała niebieski składają się z lodu i kamienia. Obserwowanie i badanie tych obiektów pozwala na poznanie ich pochodzenia, co prowadzi nas do zbadania powstania Układu Słonecznego. Misja, która pomogła w osiągnięciu tego celu, miała nazwę „Rosetta”, a jej zadaniem było wylądowanie na komecie „67P”.

Polski wkład do eksperymentu był znaczący. Obejmował naukowe i techniczne aspekty projektu, włącznie z wytworzeniem i kwalifikacją techniczną „Mupus”. Jest to system używany do badań właściwości jądra komety umiejscowiony na pokładzie lądownika PHILAE, który wchodził w skład misji Rosetta. Misja rozpoczęła się 2 marca 2004 roku i z powodu długo trwających manewrów dopiero 10 lat później lądownik wylądował na komecie. Jednym z najważniejszych odkryć misji Rosetta jest udowodnienie, że woda w komecie ma inne właściwości niż ta na Ziemi. Oznacza to, że woda nie mogła się pojawić na naszej planecie z komet takich jak 67P.

Należy wiedzieć, że nadal jest wiele problemów, których żyjące aktualnie pokolenia nie są w stanie rozwiązać i nie wiemy, za ile lat dostaniemy odpowiedzi na stawiane pytania. Mimo tych trudności i niewiedzy nie możemy się poddawać. Wytrwale i ambitnie należy dążyć do zdobywania wiedzy o otaczającym nas Wszechświecie. Nasz wkład w odkrywanie i badanie ciał niebieskich będzie miał ogromny wpływ na życie przyszłych pokoleń. W poszukiwaniu konkretnej wiedzy dostajemy czasami niezwiązane z tematem, ale również istotne inne informacje. Jako Polacy możemy być dumni z naszego wkładu w badania i odkrywanie obiektów we Wszechświecie. W unikatowy sposób pomagamy ludzkości.

Bibliografia:

[1] R. Dadura, Mars był kiedyś bardziej podobny do Ziemi niż dzisiaj, National Geographic Polska, 02.08.2021, national-geographic.pl/artykul/mars-byl-kiedys-bardziej-podobny-do-ziemi-niz-dzisiaj

[2] Nauka W Polsce, Lem – pierwszy polski satelita naukowy już 10 lat na orbicie, Nauka w Polsce, 21.11.2023, naukawpolsce.pl/aktualnosci/news%2C99459%2Clem-pierwszy-polski-satelitanaukowy-już-10-lat-na-orbicie.html

[3] Vigo Photonics, Infrared detectors for space application, Vigo Photonics, vigophotonics.com/pl/applications/infrared-detectors-for-space-application

[4] M. Bartoszewski, Zakończenie roli “kreta” w misji InSight NASA na Marsie, Urania Postępy Astronomii, 19.01.2021, urania.edu.pl/wiadomosci/zakonczenie-roli-kreta-firmy-astronika-w-misjiinsight- nasa-na-marsie

[5] ESA, Polskie instrumenty robota planetarnego CuriosityPolskie instrumenty robota planetarnego Curiosity, The European Agency, 28.03.214, esa.int/ESA_Multimedia/Images/2014/03/Polskie_instrumenty_robota_planetarnego_Curiosity