Posłaniec do piekła

To iście piekielny zakątek kosmosu: temperatura w dzień wynosi 700 stopni Celsjusza, w nocy spada do -130. Nie ma atmosfery. Jakby tego było mało, doba trwa jeden ziemski rok, a merkuriański rok - pół ichniego dnia. Na dodatek sonda kosmiczna na orbicie Merkurego musi się smażyć jak w tosterze, nagrzewana z jednej strony przez Słońce, a z drugiej przez ciepło słoneczne odbite od powierzchni planety.

W połowie marca na orbitę Merkurego weszła amerykańska sonda MESSENGER (ang. "posłaniec"), wystrzelona w 2004 r. Jeśli mielibyśmy uszeregować planety Układu Słonecznego według stosunku stopnia poznania do odległości nas dzielącej, to Merkury znalazłby się na szarym końcu. Choć w najgorszym przypadku dzieli nas odległość 222 milionów kilometrów, do niedawna nie mieliśmy jeszcze map całej powierzchni tej planety. Zważywszy, że od czasu wystrzelenia Sputnika 1 udało się ludzkości nie tylko obfotografować Jowisza odległego o przeszło 900 mln km, ale też nawet wysłać na jeden z jego księżyców próbnik, to poziom naszej wiedzy o niezbyt odległym Merkurym jest żenująco niski.

Leci, łapiąc się planet

Nie do końca jest się czemu dziwić. Merkury krąży wokół Słońca w odległości wynoszącej 0,4 j.a. (j.a. - jednostka astronomiczna, czyli średnia odległość Ziemi od Słońca). Nie jest dużą planetą, rozmiarami ustępuje nie tylko Ziemi, ale i Marsowi i tak naprawdę bliżej mu do Księżyca. Co więcej, Tytan - księżyc Jowisza - jest od Merkurego większy. Mała masa i bliskość Słońca wyjałowiły powierzchnię planety dokumentnie, pozbawiając ją atmosfery. Nie ma więc szans, żeby było na niej życie, trudno też myśleć o kolonizacji, skoro mamy pod ręką znacznie przyjaźniejsze Marsa i Wenus. Dorzućmy jeszcze do tego fakt, że bliskość Słońca oznacza poważne problemy w dotarciu na orbitę Merkurego i już wiadomo, dlaczego przez dziesięciolecia naukowcy woleli się zajmować planetami ciekawszymi i łatwiejszymi do osiągnięcia.

Nie znaczy to, że Merkury nie jest planetą ciekawą. W 1975 r. Mariner 10, jedyna sonda, która odwiedziła tę planetę, odkryła, że ma on pole magnetyczne porównywalne z ziemskim. Stanowiło to spore zaskoczenie dla geologów. Przez wiele lat Merkury zazdrośnie strzegł swoich tajemnic, ale wreszcie pojawiła się możliwość uzupełnienia luki w naszej wiedzy.

W 2004 r. wystrzelono sondę MESSENGER (nazwa to skrót od MErcury Surface, Space ENvironment, GEochemistry and Ranging, wymyślony przez uwielbiających takie gry Amerykanów). Przeleciała prawie 8 mld km. Już samo to jest dziwne, bo najmniejsza odległość między Ziemią a Merkurym to 77 mln km, a największa - 222 mln. Można sądzić, że zgodnie ze starą regułą taksówkarską, wybrana została możliwie najdłuższa droga do celu. Ale w przeciwieństwie do taksówek, w kosmicznym transporcie często dłuższa droga jest zdecydowanie tańsza niż krótsza. Rzecz w tym, że odległość między Ziemią a Merkurym, jaką trzeba pokonać, jest najmniejszym wyzwaniem. Znacznie większym problemem jest rozpędzenie pojazdu kosmicznego tak, by po wyrwaniu się z pola grawitacyjnego Ziemi nie spadł na Słońce, i wyhamowanie w okolicach planety docelowej, by wszedł na jej orbitę. Ani położenie Merkurego, ani jego charakterystyka nie ułatwiają sprawy. Bliskość Słońca sprawia, że pojazd kosmiczny musi bardzo mocno zmieniać swoją prędkość - by nie spaść na Słońce, musi się poruszać szybko, a żeby wejść na orbitę Merkurego, musi przyhamować. Gdyby Merkury miał atmosferę, można by przepuścić sondę przez jej górne warstwy, żeby wytracić znaczną część energii, ale pozbawiona otoczki gazowej planeta na takie manewry nie pozwoli.

Przez wiele lat problem prędkości był największą przeszkodą w wysyłaniu sond kosmicznych w okolice Merkurego, bowiem przy tym samym wydatku energetycznym można się było porwać na dowolny lot, choćby na znacznie ciekawszego Marsa czy wręcz gdzieś dalej - na Jowisza, Saturna bądź nawet poza Układ Słoneczny. Dopiero w 1985 r. Chen-wan Yen obliczył taką trajektorię lotu, że sonda wykorzystując grawitację Ziemi, Wenus i Merkurego, mogła dotrzeć bezpiecznie na orbitę tej planety i wyhamować, odpalając silniki na ostatnim etapie podróży - raptem na 15 minut.

Posługiwanie się grawitacją planet to dość powszechnie stosowana obecnie sztuczka. Przypomina ona trochę wysiłki rolkarza łapiącego się drzew, by zmienić kierunek lub wyhamować. Tyle że wymaga precyzyjnych obliczeń trajektorii. Sonda przeleciała raz koło Ziemi, dwa razy koło Wenus i dwa razy koło Merkurego, korygując przy tym pięciokrotnie kurs za pomocą krótkich impulsów silnika rakietowego. Pozwoliło to zachować całkiem przyzwoity stosunek masy paliwa do masy użytecznej - po opuszczeniu ziemskiej orbity ważąca 485 kg sonda miała ze sobą 600 kg paliwa. Dzięki temu budżet misji udało się zamknąć w śmiesznych 430 milionach dolarów - dla porównania: jedno wystrzelenie wahadłowca na orbitę kosztuje 450 mln, a samo przebazowanie z Teksasu na Florydę kosztuje milion.

Gwiezdna kopalnia

Sześcioletnia podróż nie była okresem bezczynności. Przelot koło Ziemi wykorzystano do kalibracji przyrządów pomiarowych - można było dokładnie sprawdzić, co jest mierzone, by dane przesyłane w przyszłości łatwiej było interpretować. Przelot koło Wenus w 2007 r.,

na wysokości raptem 340 km, pozwolił na przesłanie porcji danych dotyczących tej planety (choć akurat o niej wiemy więcej dzięki sondzie Venus Ekspress, która krąży wokół niej od 2006 r.). W 2008 r. MESSENGER przesłał radarowy obraz biegunów Merkurego, który wywołał spore poruszenie w środowisku naukowym. Wszystko bowiem wskazuje na to, że na biegunach, we wnętrzach ocienionych kraterów, znajdują się spore zasoby wody w postaci lodu. Czegoś takiego się raczej nie spodziewano.

Odnalezienie wody to zawsze pierwszy krok związany z kolonizacją planety - wszystkie plany wysyłania ludzi w takie miejsca powiązane są z poszukiwaniami wody, która zapewnia nie tylko zapas życiodajnego płynu, ale również pozwala na produkcję paliwa do rakiet. Choć kolonizacja tak niegościnnego miejsca wydaje się pomysłem szalonym, to może mieć sens ekonomiczny, gdy Ziemianie zdecydują się na terraformowanie Wenus, czyli taką zmianę klimatu tej planety, by mogło na niej funkcjonować życie. Choć na razie nikt nie mówi poważnie o kolonizacji Wenus - pozostaje ona domeną futurologów - to nie znaczy, że nie można snuć poważnych planów. Co więcej, powstały już szczegółowe scenariusze rozpisane na kilkaset lat. To zresztą dobry sposób, by tłumaczyć opinii publicznej, po co wysyłać sondy w takie miejsca jak Merkury. Samo "bo to ciekawe" nie przekona kongresmanów do wyłożenia kasy z budżetu państwa. A pomysł kolonizacji innych planet zapładnia umysły i otwiera kieszenie. Do takiego przedsięwzięcia potrzeba sporo paliwa i materiałów budowlanych, a Merkury ze względu na brak atmosfery i małą grawitację, może się stać kopalnią tych surowców - bo po pierwsze taniej je stąd dostarczać niż z Ziemi, a po drugie politycznie poprawniej: nie uprawiamy rabunku własnych zasobów naturalnych, tylko cudzych. Ewentualna baza na Merkurym musiałaby być ulokowana blisko bieguna, co zapewniłoby w miarę przyzwoite warunki i stanowiło dobrą bazę wypadową na "ciemną stronę" - Merkurego można bowiem badać, korzystając z bardzo długiej nocy, która pozwala planecie ostygnąć do znośnych temperatur. W dzień jest tam tak gorąco, że na powierzchni bez trudu topi się ołów.

***

Ewentualna kolonizacja Merkurego byłaby rajem dla przedsiębiorców i piekłem dla pracowników: 11 godzin odpoczynku na każdą dobę? Tyle na Ziemi nie pracują nawet polscy lekarze. Jedyna nadzieja, że do czasu ewentualnej kolonizacji innych planet powstanie jakiś ludzki kodeks pracy uwzględniający długość merkurańskiej doby...