Za Marsa!

Gdy maszyna wyrusza za orbitę Czerwonej Planety, musi szeroko rozstawić baterie słoneczne

Jak powstały planety? Jak odległość od Słońca wpływała na ich skład i czy młode globy zmieniały ją, wędrując po całym Układzie Słonecznym? Odpowiedzi na pytania o przeszłość naszego Układu mogą nam przynieść dwie sondy.

Gdy Juno wyruszała w drogę ku systemowi Jowisza, Dawn dotarła do swego pierwszego celu - planetoidy Westa.

Na planetarnym pobojowisku

Dawn, która od 16 lipca okrąża Westę, ma odpowiedzieć na pytania dotyczące pochodzenia i obecnej budowy dwóch najważniejszych ciał z pasa planetoid rozciągającego się pomiędzy orbitami Marsa i Jowisza.

Urządzenia sondy zmierzą masę, kształt, objętość i tempo obrotu planetoidy Westa i największego obiektu pasa, planety karłowatej Ceres, oraz skład mineralny ich powierzchni. Sonda ustali też, czy mają metaliczne jądra, i poszuka minerałów zawierających wodę na ich powierzchni. Te dane będą dla nas niezwykle cenne - jak dotąd o planetoidach tego pasa wiemy zdumiewająco niewiele.

Najprawdopodobniej większość z nich powstała w pierwszym okresie formowania Układu Słonecznego, w którym tworzyły się też planety. Perturbacje wywołane oddziaływaniem grawitacyjnym pobliskiego Jowisza nie pozwoliły na stworzenie w jego pobliżu większego globu. W pasie planetoid znajdziemy więc pozostałości ciał, z których mogłyby powstawać planety. Dziś wiemy, że wśród planetoid pasa znajdują się zarówno suche, skaliste globy, jak i obiekty lodowo-skalne.

Skalista Westa musiała być kiedyś tak gorąca, że tworząca ją materia rozwarstwiła się, pozostawiając w centrum planetki metaliczne jądro otulone lżejszym materiałem skalnym. Później planetoida przeżyła wiele zderzeń z innymi obiektami pasa. Około miliarda lat temu uległa potężnej kolizji, w wyniku której powstał w niej krater o średnicy 460 km i głębokości 13 km. Część z wyrzuconych wówczas w Kosmos odłamków trafiła jako meteoryty na Ziemię, dlatego Westa jest jednym z zaledwie pięciu pozaziemskich ciał, których skład możemy badać na naszej planecie.

Za to Ceres, największy obiekt pasa planetoid, znamy wyjątkowo słabo. Zapewne składającą się częściowo z lodu wodnego planetkę może otulać cieniutka atmosfera, a na jej powierzchni mogą się pojawiać sezonowe czapy biegunowe. A może Ceres nie otacza lodowa skorupa, lecz tworzą ją porowate, zawierające wodę skały? Na rozstrzygnięcie tej kwestii musimy poczekać jeszcze ponad trzy lata - Dawn zostanie na orbicie Westy do lipca 2012 roku, po czym skieruje się ku Ceres, do której dotrze w lutym trzy lata później.

W objęciach Jowisza

Lato przyniosło nam też drugą misję podążającą za Marsa. 5 sierpnia w drogę do Jowisza wyruszyła Juno. Do celu powinna dotrzeć w lipcu 2016 roku. Ta sonda, ochrzczona na cześć małżonki władcy bogów, ma badać pole magnetyczne oraz potężną atmosferę największego z gazowych gigantów Układu Słonecznego. By dotrzeć do celu, Juno pokona aż 2 800 000 000 km. Na razie nie rozstajemy się z nią definitywnie - po drodze, w 2013 roku, by nabrać dodatkowego rozpędu, przeleci znów koło Ziemi.

Po dotarciu do Jowisza, Juno wejdzie na jego niezwykle wydłużoną, biegunową orbitę, której pokonanie zajmie około 11 dni. Podczas trwających rok badań sonda będzie zasilana gigantycznymi ogniwami słonecznymi o powierzchni 60 m kw. Ich wielkość sprawia, że oświetlane słabym promieniowaniem odległego Słońca będą w stanie dostarczyć urządzeniom misji ponad 400 W.

Posłużą jej one do badania najciekawszego globu naszego Układu, mającego większą masę niż reszta planet i drobniejszych ciał. Gdyby Jowisz był zaledwie 80 razy cięższy, żylibyśmy w podwójnym układzie gwiazd - o ile w tych warunkach powstałyby w ogóle inne planety.

O warunkach powstawania planet i zjawiskach zachodzących w młodym Układzie Słonecznym wiemy zdecydowanie zbyt mało. W jakiej odległości od Słońca powstał Jowisz? Jak jego wędrówki po młodym Układzie wpłynęły na tworzenie innych planet? Odpowiedzi na te pytania pomogą nam zrozumieć nie tylko nasze otoczenie, ale też inne układy planetarne, w których - z nieznanych nam dotąd powodów - gazowe olbrzymy krążą często znacznie bliżej macierzystych gwiazd niż giganty naszego Układu.

Juno dostarczy nam danych o składzie Jowiszowej materii, a badania jego pola magnetycznego i grawitacyjnego pomogą ocenić budowę najgłębiej położonych obszarów planety i ustalić, czy pod jej gigantyczną atmosferą skrywa się skalisto-metaliczne jądro. Sonda zbada też pogodę panującą na Jowiszu - zachmurzenie, temperaturę i strukturę całej atmosfery do głębokości, na której ciśnienie atmosferyczne jest ponadstukrotnie większe od ziemskiego.

Po rocznych pomiarach Juno zakończy życie, tonąc w supergęstej atmosferze Jowisza - badacze nie chcą ryzykować jej zderzenia z jednym z niezwykłych księżyców gazowego giganta, na których hipotetycznie mogą się znajdować prapoczątki życia.

 

dr Weronika Śliwa pracuje w Niebie Kopernika - Planetarium Centrum Nauki Kopernik.