Polka w kosmosie. Łapie komety, szuka życia na Ganimedesie

Co ciekawego możemy znaleźć na Jowiszu?

Interesuje nas, czyli misję JUICE, nie sam Jowisz, a to, co się dzieje wokół niego.

A co tam się dzieje?

Jowisz ma własny układ planetarny, chociaż nie jest gwiazdą. Krąży wokół niego prawie 80 księżyców, z czego cztery odkrył jeszcze Galileusz. To układ planetarny wewnątrz innego układu planetarnego. Poznanie tego środowiska będzie dla nas niezwykle ciekawe i pozwoli nam dowiedzieć się więcej o naszym Układzie Słonecznym.

A czego konkretnie chce dowiedzieć się misja JUICE?

Celem misji będzie badanie samego Jowisza i jego otoczenia, wraz z jego trzema księżycami: Europę, Kalisto i Ganimedes. Ten ostatni będzie celem bardzo szczegółowego badania w celu sprawdzenia, czy może posłużyć w przyszłości jako baza przesiadkowa do eksploracji głębokiego kosmosu.

Misja zbada też, czy na lodowych księżycach gazowych gigantów mogą powstać warunki do podtrzymania życia. Wiemy, że pod lodowymi powłokami tych księżyców znajdują się płynne oceany. Możliwe, że powstały tam związki organiczne. Są tam też cząstki, które nie występują na Ziemi.

Nie będzie to łatwa misja. Występuje tam 10-krotnie większe promieniowanie niż na niskiej orbicie okołoziemskiej, przez co projektowanie instrumentów jest niezwykle trudne. Muszą one być odpowiednio chronione, żeby elektronika nie została zniszczona przez ultraszybkie cząsteczki. To są ogromne koszty finansowe. Cena jednego procesora „space qualified” to ponad 20 tysięcy dolarów.

Jaka jest w tym rola polskiego Centrum Badań Kosmicznych PAN?

Jesteśmy współautorem narzędzia badającego pole elektromagnetyczne wysokich częstotliwości. Pełnimy też rolę lidera zarządzającego konstrukcją i przygotowaniem urządzenia oraz programu do zbierania, przetwarzania i publikowania zebranych danych.

Inna misja, w której uczestniczy CBK PAN oraz pani osobiście, to Comet Interceptor. Czego możemy dowiedzieć się, łapiąc komety?

Misje typu Comet Interceptor to jedne z najciekawszych, w jakich może brać udział naukowiec. Polegają na odkrywaniu czegoś, czego do tej pory nie mieliśmy możliwości zaobserwować. To jak odkrywanie zagubionego złotego miasta w amazońskiej dżungli, przy czym rolę miasta gra tutaj kometa, a rolę dżungli kosmos. Czego się dzięki temu dowiemy? Jak powstają komety i jak ewoluował Układ Słoneczny.

W jaki sposób badanie komety może odpowiedzieć na pytanie o ewolucję Układu Słonecznego?

Comet Interceptor będzie polował na kometę, która po raz pierwszy znajdzie się w Układzie Słonecznym. Taka kometa nie będzie miała zmienionej struktury i porównując jej cechy fizyczne i chemiczne z innymi kometami, które już zbadaliśmy, a które spędziły sporo czasu w naszym Układzie, będziemy mogli dowiedzieć się, jakie procesy zachodziły w przeszłości.

Czyli nie wiadomo jeszcze, jaką kometę złapie Comet Interceptor?

Nie. Sonda zawierająca na swym pokładzie dwa małe satelity zostanie umieszczona w punkcie L2 przestrzeni, gdzie mamy do czynienia ze stabilnością grawitacyjną tam, gdzie znajduje się obecnie teleskop Webba, i będzie czekać na pojawienie się odpowiedniej komety. Dopiero gdy taką znajdziemy, rozpoczniemy jej przechwytywanie. W L2 będziemy czekać maksymalnie 3 lata, a kolejne 3 lata mamy na dolecenie do celu. W skład misji wchodzą trzy satelity: jeden duży budowany przez ESA i dwa małe jeden także zaprojektowany przez ESA a drugi przez Japońską Agencję kosmiczną JAXA. Po dotarciu w pobliże komety statek duży (matka) będzie obserwować kometę z odległości ok. 1000 km, a dwa mniejsze (córki), które będą mogły podlecieć bardzo blisko, na ok. km. Dzięki temu uzyskamy trójwymiarowy pomiar, który pozwoli zdiagnozować rozwój pól elektromagnetycznych i struktur plazmy.

Jaką rolę w tej misji odgrywa PAN CBK?

Ja osobiście odpowiadam za urządzenie pomiarowe DFP, czyli Dust Field Plasma, które zbada, co się dzieje, gdy kometa spotyka na swej drodze ośrodek plazmowy wiatru słonecznego i jakie procesy fizyczne zachodzą na jej powierzchni. Mamy do tego siedem sensorów, które będą mogły w pełni opisać strukturę i ewolucję tego procesu. Jako CBK PAN koordynujemy 10 ośrodków z Europy, które poszczególne składowe instrumentu, które następnie są łączone w jeden duży system pomiarowy. To pierwszy raz, gdy Polska znalazła się na pozycji koordynatora instrumentu w Europejskiej Agencji Kosmicznej ESA, więc jest to ogromne wydarzenie.

Skąd takie wyróżnienie?

Na pewno nie przyszło znienacka. W ESA kraje członkowskie i instytucje zdobywają doświadczenie za udział w misjach, za konstrukcje przyrządów oraz wysyłanie ich w przestrzeń kosmiczną. Gdy zbierze się odpowiednie doświadczenie instytucja lub grupa badaczy i konstruktorów otrzymuje „metkę”, że może uczestniczyć w bardziej zaawansowanych misjach i może brać na siebie odpowiedzialność za innych. I tylko wtedy można być zaakceptowanym do liderowania takich misji jak Comet Interceptor typu F - FAST.

FAST?

FAST, to program, który realizowany jest dużo szybciej niż normalnie. Standardowo misje kosmiczne zajmują dekady. Od planowania, przez konstrukcje i testowanie urządzeń, po ich wystrzelenie. FAST ma przyśpieszyć ten proces, dlatego nie ma tam miejsca dla nowicjuszy. Zapraszani są tylko zawodowcy.

Ile osób liczy grupa zarządzana przez panią?

Dowodzimy grupą ponad stu naukowców z kilku krajów. Warto też zaznaczyć, że to ESA przyszła do nas z propozycją objęcia przewodnictwa, bo wiedziała, że można nam zaufać. W skład całej Comet Interceptor oprócz naszego instrumentu wchodzi jeszcze 5 instrumentów budowanych przez stronę europejską i 3 przez stronę japońską.

Comet Interceptor ma być misją FAST, ale i tak trwa 10 lat. Elon Musk ze swoją SpaceX wysyła rakiety w kosmos kilka razy w miesiącu.

To, co robi Elon Musk, jest niesłychanie ciekawe i jest ważnym krokiem w komercyjnej eksploracji kosmosu, ale zupełnie nie można porównywać tego z naszą pracą. On zajmuje się działalnością komercyjną, my działalnością badawczą i poznawczą dotąd niezbadanych obszarów i procesów. Musk upraszcza i skraca procesy konstrukcyjne, które ktoś opracował już wcześniej. My opracowujemy instrumenty i programy badawcze procesy, nad którymi nikt wcześniej nie pracował. My musimy być na 200 proc. pewni, że wszystko zadziała za pierwszym razem, bo porażka najmniejszego elementu może oznaczać porażkę misji.

Politycy mówią, że branża kosmiczna w Polsce ma ogromną przyszłość. Czy to prawda?

Częściowa. Na obecnym etapie raczej nie jesteśmy w stanie budować serii własnych dużych satelitów ani rakiet do ich wysyłania na orbitę, ale mamy pewne specjalizacje, w których się wyróżniamy.

Co to za specjalizacje?

To np. Badanie i prognozowanie stanu pogody kosmicznej, którą zajmujemy się od lat. A aktywność ma kluczowe znaczenia dla naszego życia codziennego, począwszy od łączności i nawigacji satelitarne, telefonii komórkowej, ale też dla sieci energetycznych i rurociągów gazowych. Niestety nie wykorzystujemy naszego potencjału w stu procentach. Mamy świetnych młodych naukowców i inżynierów, którzy nie mogą w Polsce dać z siebie wszystkiego, bo nie ma do tego warunków. Nauka w Polsce od zawsze była słabo finansowana i nigdy nie była traktowana z należną powagą. Trzeba wybrać kilka dziedzin, w których mamy największy dorobek, mocno je dofinansować i konsekwentnie je rozwijać. Nie będziemy konkurencją dla Stanów Zjednoczonych czy Chin, ale możemy być ważnym graczem w wybranych przez nas dziedzinach na tym polu.