Naukowcy podejmą próbę wylądowania na księżycu Marsa. Odpowiedzialni za kontakt lądownika z podłożem Fobosa są Polacy

Eksploracja kosmosu nabiera tempa. Powszechnie znane są plany komercyjnych lotów na Księżyc i Marsa. W latach 20. planowanych jest wiele misji kosmicznych, mających na celu zgłębienie najbliższego otoczenia Ziemi. Jedną z takich misji jest LOOP. Europejska Agencja Kosmiczna w ciągu najbliższych pięciu lat planuje wysłać w kosmos pierwszą sondę kosmiczną, która wyląduje na powierzchni Fobosa, większym z dwóch księżyców Marsa. W projekcie LOOP biorą udział także polscy naukowcy. Ich zadaniem będzie zaprojektowanie stopy lądownika, która zetknie się z podłożem planetoidy.

Misja LOOP (Landing Once on Phobos) prowadzona jest przez Europejską Agencję Kosmiczną. Udział w niej biorą także naukowcy z Polski. Zadaniem zespołu z Akademii Górniczo-Hutniczej w Krakowie jest zaprojektowanie systemu współpracy stopy lądownika z gruntem księżyca Marsa, tak aby maszyna nie odbiła się od powierzchni Fobosa.

– Chcemy wylądować na księżycu Marsa, na Fobosie, za pierwszym razem. Jest to skomplikowane, gdyż przyspieszenie, które tam panuje, wynosi poniżej 1 cm/s2. Istnieje realne niebezpieczeństwo, że lądownik po prostu odbije się od powierzchni. Naszym celem jest zaprojektowanie systemu współpracy stopy lądownika z gruntem. Problem polega na tym, że nie wiadomo, jaki tam jest grunt. Wiemy. co jest na Księżycu, wiemy, co jest na Marsie, ale nikt jeszcze nie wylądował na Fobosie – mówi w rozmowie z agencją informacyjną Newseria Innowacje prof. dr hab. inż. Marek Cała, dziekan Wydziału Górnictwa i Geoinżynierii AGH w Krakowie.

W historii kosmonautyki podjęto kilka prób wylądowania na Fobosie, ale żadna z nich nie zakończyła się sukcesem. W 1988 roku Związek Radziecki uruchomił program Fobos, w ramach którego bezzałogowe sondy Fobos 1 oraz Fobos 2 miały zrzucić na powierzchnię księżyca dwa stacjonarne lądowniki oraz jeden mobilny. W wyniku błędu popełnionego przez kontrolera lotu kontakt z pierwszą sondą utracono na długo przed wejściem na orbitę okołomarsjańską, a Fobos 2 zdążył wykonać tylko pierwszą część misji, czyli sfotografować powierzchnię księżyca oraz przeanalizować pole magnetyczne i atmosferę Marsa. W 2011 roku Rosjanie wysłali w stronę marsjańskiego księżyca kolejną misję – Fobos-Grunt. Ta sonda również uległa awarii, utknęła na niskiej orbicie okołoziemskiej i kilka miesięcy po starcie spłonęła w atmosferze.

Według dr hab. inż. Marka Cały największym wyzwaniem misji LOOP będzie prawidłowe wymodelowanie fobosjańskiego gruntu. Zanim w ogóle dojdzie do wystrzelenia sondy, krakowscy naukowcy muszą przewidzieć, jak może wyglądać powierzchnia największego księżyca Marsa.

– Najpierw będziemy prowadzić badania laboratoryjne na dwóch stanowiskach badawczych, jednym w Warszawie, drugim w Krakowie. Na podstawie tych badań będziemy przeprowadzać symulacje numeryczne, modelować współpracę gruntu ze stopą lądownika, żeby rzeczywiście udało się wylądować za pierwszym razem, bez odbijania się. Jeżeli stopa lądownika się odbije, może dojść do przewrócenia się całej maszyny i zniszczenia lądownika – tłumaczy prof. Marek Cała.

Naukowcy z AGH stworzą stanowisko badawcze o powierzchni około 2 m², na którym będą symulować różne rodzaje gruntu marsjańskiego, m.in. piasek, sypki grunt oraz twarde skały. Ze względu na wiele niewiadomych oraz potencjalnych problemów, które pojazd może napotkać podczas lądowania, część badań będzie odbywała się wirtualnie, za pośrednictwem symulacji komputerowych. Jeśli lądowanie zakończy się sukcesem, sonda wwierci się w powierzchnię księżyca Marsa i zbada jego strukturę.

– Cel to przede wszystkim pobrać próbki gruntu, wwiercić się w samą powierzchnię, następnie zobaczyć, co tam jest, jak wygląda. To jest wszystko przygotowanie w dalszym okresie do eksploracji i górnictwa pozaziemskiego, kosmicznego. Taki mamy bardzo daleki plan, ale to już w II połowie lat 20. – zapowiada prof. Marek Cała.

Europejska Agencja Kosmiczna finansująca Projekt LOOP zakłada, że w ciągu dwóch lat zakończą się wszystkie prace badawcze, a w 2022 lub 2023 roku dojdzie do wystrzelenia sondy. Konkurencyjną misję przygotowuje japońska agencja kosmiczna JAXA, która w 2024 wyśle na Fobosa lądownik opracowany we współpracy z NASA.