Podbój kosmosu — jak daleko dotarliśmy?

W DNIU 12 kwietnia 1961 roku na karty historii wkroczył nowy Kolumb. Kosmonauta rosyjski Jurij Aleksiejewicz Gagarin odbył w statku Wostok 1 pierwszą w dziejach ludzkości podróż kosmiczną. W ciągu 108 minut jednokrotnie okrążył Ziemię, pokonując 40 900 kilometrów. Był zwycięzcą pierwszego etapu wielkiego wyścigu w kosmosie między dawnym Związkiem Radzieckim a Stanami Zjednoczonymi.

Czasopismo U.S.News & World Report donosiło: „Prawda jest taka, iż (...) tym, co pchnęło Amerykę w kosmos, było nieodparte pragnienie pokonania Rosjan”. Prezydent John F. Kennedy był zdecydowany zniwelować różnice między radzieckimi i amerykańskimi osiągnięciami w dziedzinie astronautyki. John Logsdon, dyrektor pewnego ośrodka badającego kierunki rozwoju nauki i techniki, napisał w książce Blueprint for Space: „Jak powiedział Sorenson [specjalny doradca Kennedy’ego], na postawę Kennedy’ego wpłynął fakt, iż ‚lotem Gagarina Rosjanie zdobyli na całym świecie ogromny prestiż w tym samym czasie, gdy my go utraciliśmy po Zatoce Świń.a Jak stąd widać, prestiż nie był jedynie czynnikiem propagandowym, lecz wywierał rzeczywisty wpływ na sprawy światowe’”.

Prezydent Kennedy postanowił, że USA bez względu na koszty muszą się zdobyć na jakiś efektowny wyczyn, by prześcignąć ZSRR. Zapytał: „Czy mamy szansę pobicia Rosjan przez umieszczenie w kosmosie laboratorium lub dokonanie lotu dookoła Księżyca, albo wysłanie rakiety, która by wylądowała na Księżycu, czy też rakiety, która by poleciała z człowiekiem na Księżyc i z powrotem? A może jest jakiś inny program badań kosmicznych, który by obiecywał spektakularne wyniki i dzięki któremu moglibyśmy zwyciężyć?” Naukowcy amerykańscy mieli wreszcie polityka popierającego ich ambicje. Ale na tryumf musieli jeszcze poczekać.

Rosjanie kontynuowali swą serię sukcesów: w 1963 roku Walentina Władimirowna Tierieszkowa została pierwszą kobietą, która okrążyła Ziemię na statku kosmicznym, i to nie raz, lecz 48 razy! NASA (Państwowy Urząd Lotnictwa i Astronautyki) miała przed sobą zadanie odrobienia zaległości w tym wyścigu o międzynarodowy prestiż w dziedzinie podboju kosmosu. Czego więc w końcu dokonała?

Apollo i Księżyc

Naukowcy z NASA już od roku 1959 analizowali możliwość lądowania na Księżycu. Prosili o zezwolenie na budowę statku kosmicznego, który miał się nazywać Apollo. Jednakże „prezydent Eisenhower nie wyraził na to zgody”. Z czego wynikała jego negatywna postawa? Wydatki w granicach od 34 do 46 miliardów dolarów „nie zaowocowałyby na tyle dużym poszerzeniem wiedzy, by usprawiedliwić taką inwestycję. (...) Eisenhower oświadczył NASA, że nie zaakceptuje żadnego projektu mającego na celu lądowanie na Księżycu” (Blueprint for Space). Jedyną nadzieją uczonych był nowy prezydent, John F. Kennedy.

Wytknął on naukowcom USA cel: lądowanie człowieka na Księżycu przed końcem dekady — i przed Rosjanami! Wendell Marley, inżynier elektryk, który pracował nad systemami sterowania i nawigacji statku Apollo, powiedział przedstawicielowi Przebudźcie się!: „Z całą pewnością panowała atmosfera rywalizacji z ZSRR, ona też stanowiła silny bodziec dla wielu inżynierów, z którymi współpracowałem. Byliśmy dumni, że mamy swój wkład w lądowanie człowieka na Księżycu, zanim dokona tego Rosja. Niejeden z nas pracował w nadgodzinach bez dodatkowej zapłaty, byle tylko zmieścić się w terminach”.

Końcowy rezultat wszystkich tych wysiłków przeszedł już do historii: w lipcu 1969 roku Neil Armstrong i Edwin „Buzz” Aldrin pozostawili pierwsze ślady ludzkich stóp na gruncie księżycowym. To wspaniałe osiągnięcie zostało drogo okupione. Dnia 27 stycznia 1967 roku, w trakcie testowania statku przed lotem, wybuchł pożar członu sterowniczego, pozbawiając życia trzech astronautów. Niecałe trzy miesiące później zginął kosmonauta rosyjski Władimir Komarow podczas próby lądowania po 18-krotnym okrążeniu Ziemi. Jest to cena, którą od stuleci często płacą kobiety i mężczyźni uczestniczący w wyprawach badawczych. Pogoń za wiedzą i sławą kosztuje ich życie.

A jakie jeszcze postępy — poza podróżą na Księżyc — poczyniono w podboju kosmosu?

Badania planet

NASA wysłała w przestrzeń kosmiczną mnóstwo satelitów, które hojnie odpłaciły się poszerzeniem wiedzy o wszechświecie. Jest to jedna z korzyści, na którą wskazują naukowcy, żeby usprawiedliwić ogromne koszty lotów załogowych oraz sond kosmicznych. W marcu 1992 roku minęła 20 rocznica jednego z największych osiągnięć w podboju kosmosu — chodzi o start pierwszego próbnika kosmicznego wysłanego poza Układ Słoneczny. Pioneer 10, wystrzelony w roku 1972, wynagrodził wcześniejszą serię niepowodzeń jego poprzedników, ciągnącą się wstecz aż do roku 1958. Spodziewano się, iż próbnik będzie działał przez jakieś trzy lata. Tymczasem dzięki własnemu źródłu energii jądrowej w dalszym ciągu przesyła informacje na Ziemię. A jak napisał Nicholas Booth na łamach czasopisma New Scientist, „urzędnicy z NASA sądzą, że będą mogli śledzić tę sondę do końca stulecia. Można to określić mianem najbardziej udanej misji międzyplanetarnej”. Dlaczego Pioneer 10 jest taki wyjątkowy?

Próbnik ten został tak zaprogramowany, żeby przed opuszczeniem Układu Słonecznego wziął kurs na największą sąsiadującą z nami planetę, na Jowisza. Miał więc przed sobą blisko dwuletnią podróż długości około 779 milionów kilometrów. W okolice Jowisza dotarł w grudniu 1973 roku. Po drodze minął Marsa i przeszedł przez pas asteroid za jego orbitą. Zarejestrował 55 zderzeń z cząstkami pyłu, ale nie został uszkodzony. Inne urządzenia zmierzyły promieniowanie i pole magnetyczne wokół Jowisza.

Następnie wystrzelono statek Pioneer 11, który przeleciał obok Jowisza i podążył w stronę Saturna. Biorąc za punkt wyjścia wyprawy tych próbników, NASA wysłała dwie kolejne sondy: Voyager 1 i Voyager 2. Ujmując rzecz słowami Nicholasa Bootha, przesłały one „tak wielki potok informacji o układzie Jowisza, iż przyćmiły wyniki misji statków Pioneer”. A jak te sondy przekazują informacje na Ziemię?

Umożliwia to tak zwana Sieć Głębokiego Kosmosu — system śledzenia obiektów kosmicznych, składający się z anten parabolicznych o średnicy 64 metrów, które w miarę obrotu Ziemi kolejno przejmują zadanie wyławiania sygnałów. Anteny te są zainstalowane na terenie Hiszpanii, Australii i USA. Właśnie one umożliwiają dobry odbiór sygnałów radiowych ze statków kosmicznych.

Czy istnieje życie na Marsie?

Siłą napędową podboju kosmosu najwyraźniej dalej będzie intrygujące pytanie, które już od stuleci podsyca ludzką ciekawość: Czy w bezmiernym wszechświecie żyją gdzieś jeszcze istoty rozumne? Przez długi czas astronomowie i pisarze snuli domysły, czy istnieje życie na Czerwonej Planecie, na Marsie. Czego dowiodły w tej sprawie niedawne loty kosmiczne?

Próbniki kosmiczne z serii Mariner, wysyłane w latach sześćdziesiątych i siedemdziesiątych, przekazały zdjęcia Marsa. Następnie w roku 1976 człony lądujące sond Viking 1 i Viking 2 osiadły na tej planecie oraz — rzecz wprost niewiarogodna — przesłały informacje o skałach i gruncie. Jak je uzyskano? Dzięki zautomatyzowanemu laboratorium chemicznemu i biologicznemu, znajdującemu się w lądowniku. Próbki gruntu zostały pobrane przez manipulator, przeniesione na sondę i zbadane przez automatyczne laboratorium. Czy znaleziono jakieś życie lub chociaż cień szansy na jego istnienie? Co ujawniły zdjęcia i badania?

Bruce Murray, autor książek o astronomii i kosmonautyce, wyjaśnia: „Jałowej pustki tego terenu, fascynującego pod względem geologicznym, nie łagodziły żadne krzewy, kępki trawy, odciski stóp ani jakiekolwiek inne ślady życia. (...) Pomimo najstaranniejszych badań próbek gruntu (...), nie wykryto nawet jednej jedynej cząsteczki organicznej (...) Grunt Marsa jest o wiele bardziej sterylny niż jakiekolwiek miejsce na Ziemi. (...) Co najmniej przez kilka ostatnich miliardów lat na Marsie najprawdopodobniej nie było życia”.

Wszelkie dowody, których dostarczyły badania planet, skłoniły Murraya do następującego wniosku: „W Układzie Słonecznym faktycznie jesteśmy sami. Ziemia, ze swą unikalną okrywą wodną, jest oazą życia. Ani na Marsie, ani zapewne nigdzie indziej w Układzie Słonecznym nie mamy dalekich kuzynów w postaci bakterii”.

Jak wygląda Wenus?

Wenus przypomina wielkością Ziemię, lecz mimo to jest planetą nieprzyjazną dla ludzi. Astronom Carl Sagan nazywa ją „na wskroś odpychającym miejscem”. Górne warstwy chmur zawierają kwas siarkowy, atmosfera zaś składa się głównie z dwutlenku węgla. Ciśnienie atmosferyczne na powierzchni planety jest 90 razy większe niż na Ziemi, co równa się naciskowi wywieranemu przez słup wody niemal kilometrowej wysokości.

Czym jeszcze Wenus różni się od Ziemi? Carl Sagan w książce Cosmos pisze, iż Wenus obraca się „do tyłu, w przeciwnym kierunku niż pozostałe planety wewnętrzne Układu Słonecznego. Wskutek tego Słońce wschodzi na zachodzie, zachodzi na wschodzie, a od jednego wschodu Słońca do drugiego mija 118 dni ziemskich”. Powierzchnia planety ma temperaturę około 480 stopni Celsjusza, czyli jak mówi Sagan, jest „gorętsza od najbardziej rozgrzanego pieca domowego”. Począwszy od roku 1962 badano Wenus za pomocą różnych próbników z serii Mariner i Pioneer-Venus oraz radzieckich sond z serii Wenera.

Jednakże przy sporządzaniu map najlepsze wyniki przynosi penetracja Wenus za pomocą radaru zainstalowanego na próbniku kosmicznym Magellan, nadzorowanym przez Laboratorium Napędu Odrzutowego NASA. Został on wystrzelony z wahadłowca Atlantis 4 maja 1989 roku. Po upływie 15 miesięcy ta wyjątkowa sonda dotarła do Wenus, a teraz okrąża ją co 3 godziny i 15 minut, wykonując zdjęcia radarowe, które przesyła na Ziemię. Stuart J. Goldman tak się wypowiedział na łamach czasopisma Sky & Telescope: „Nazwanie efektów misji sondy Magellan fenomenalnymi to stanowczo za mało. (...) W ciągu pierwszych ośmiu miesięcy orbitowania ten automatyczny geodeta sporządził mapę 84 procent całej planety, i to z taką zdolnością rozdzielczą, że można odróżnić obiekty wielkości stadionu piłkarskiego. (...) Magellan przekazał żądnym wiedzy naukowcom niesłychaną ilość danych. Do początku 1992 roku wysłał 2,8 biliona bitów informacji. Jest to trzy razy więcej danych w postaci obrazów niż uzyskano we wszystkich poprzednich wyprawach międzyplanetarnych razem wziętych”.

Tak więc wystrzelenie robota podczas wyprawy wahadłowca z załogą ludzką dało nieprawdopodobne rezultaty. Jakie przyniosło korzyści? Poszerzoną wiedzę o naszym Układzie Słonecznym. A wszystko to za stosunkowo niską cenę, gdyż Magellan był poniekąd zbudowany z części zapasowych, z licznych pozostałości po sondach Voyager, Galileo i Mariner.

NASA a satelity szpiegowskie

Zdobywanie wiedzy naukowej to nie jedyny powód badania kosmosu. Inną siłą napędową jest chęć osiągnięcia przewagi militarnej nad potencjalnym wrogiem. Przez całe lata zarówno dawny ZSRR, jak i USA wykorzystywały programy kosmiczne do poszerzenia potencjału szpiegowskiego. W książce Journey Into Space (Podróż w przestrzeń kosmiczną) Bruce Murray mówi: „Orbita wokółziemska od początku była areną, na której przeprowadzano rozpoznanie i inne działania wojskowe i na której rozgrywało się nader poważne, strategiczne współzawodnictwo między Stanami Zjednoczonymi a Związkiem Radzieckim”.

W książce Prescription for Disaster (Przepis na katastrofę) Joseph J. Trento donosi, iż „w roku 1971 CIA i lotnictwo wojskowe [USA] zaczęły projektować serię satelitów szpiegowskich nazywanych Keyhole [„dziurka od klucza”] lub KH. Pierwszy Keyhole został wystrzelony 19 grudnia 1976 roku”. Te satelity wykonujące zdjęcia fotograficzne mogły przebywać na orbicie przez dwa lata i przesyłać na Ziemię informacje w postaci cyfrowej. Jaka była ich skuteczność? Trento pisze dalej: „Miały tak dużą zdolność rozdzielczą, iż umożliwiały wyraźne odczytanie numerów na tablicach rejestracyjnych zaparkowanych samochodów. Ponadto satelitów tych używano do fotografowania radzieckich statków kosmicznych na orbicie oraz bombowców strategicznych podczas lotu”.

Skomplikowane wahadłowce

W ostatnich latach świat z zachwytem śledzi każdy start w przestrzeń kosmiczną wahadłowca z załogą. Czy zastanawiałeś się kiedyś, jak niezwykle skomplikowana jest cała ta operacja? Ile rzeczy mogłoby zawieść, doprowadzając do katastrofy? Inżynierowie borykają się z najrozmaitszymi problemami, na przykład: w jaki sposób utrzymać podczas startu dostatecznie niską temperaturę silników, by nie stopiły się od własnego ciepła. „Przez kilka pierwszych lat prowadzenia prób jeden silnik po drugim topił się i eksplodował” — pisze Trento. Ponadto zapłon paliwa stałego w obu rakietach nośnych musi nastąpić dokładnie w tym samym momencie, gdyż w przeciwnym wypadku cały wahadłowiec zacząłby koziołkować i uległby zniszczeniu. Wymagania te z pewnością przyczyniły się do podniesienia kosztów całego przedsięwzięcia.

Pierwszy udany start nastąpił 12 kwietnia 1981 roku. Kiedy obaj członkowie załogi, John Young i Robert Crippen zajęli swe miejsca i zapięli pasy, każdy z trzech silników wahadłowca wytwarzał siłę ciągu 170 tysięcy kilogramów. Jak podaje Trento, niektórzy naukowcy myśleli wtedy: „Czy odniesiemy zwycięstwo, czy też nasze marzenia po kilku koziołkach wylądują w moczarach Florydy? Gdyby paliwo we wszystkich silnikach nie zapaliło się w ciągu sekundy, na płycie 39A wybuchłaby pożoga. (...) W chwili zero nastąpił zapłon paliwa. Biała para wodna przesłoniła widnokrąg i puściły blokady. Członkowie załogi usłyszeli ryk. Poczuli kołysanie pojazdu i uderzenie energii”. Udało się! „Po raz pierwszy w historii USA Amerykanie polecieli na pokładzie nie wypróbowanego zestawu rakiet. (...) Najbardziej skomplikowany pojazd, jaki kiedykolwiek skonstruowano, działał”. Narodziło się nowe pokolenie Kolumbów. Ale nie obyło się bez niebezpieczeństw — i bez zapłacenia wysokiej ceny. Poświadcza to katastrofa Challengera w roku 1986, w której zginęło siedmiu astronautów.

Podczas tamtego pierwszego lotu kolorowe zdjęcia wykazały, że w dolnej części statku orbitalnego poodpadały płytki osłony termicznej, które mają żywotne znaczenie, gdy przy ponownym wejściu w atmosferę jego powierzchnia rozgrzewa się do temperatury 1100 stopni Celsjusza. Chcąc ocenić wielkość uszkodzeń, naukowcy musieli się im dokładnie przyjrzeć. Ale za pomocą żadnej z kamer umieszczonych na Ziemi nie można było uzyskać wyraźnego obrazu uszkodzeń spodu Columbii. Jakie znaleziono rozwiązanie? Ponad wahadłowcem znajdował się na orbicie satelita szpiegowski KH-11. Postanowiono obrócić statek grzbietem do Ziemi, a spodem w stronę tego satelity. Wyniki przesłane na Ziemię upewniły pracowników NASA, że ubytki w poszyciu nie są zbyt duże. Misji nie groziło niebezpieczeństwo.

Wyprawy wahadłowców — w służbie pokoju czy wojny?

W całych dziejach NASA nie ustawały zmagania między tymi, którzy uważali ten urząd za środek pokojowego podboju kosmosu, a tymi, którzy upatrywali w nim głównie narzędzia umożliwiającego uzyskanie przewagi nad Rosjanami podczas zimnej wojny. Tę sprzeczność interesów streścił w roku 1982 Harold C. Hollenbeck, członek Izby Reprezentantów, który na posiedzeniu parlamentarnej Komisji do Spraw Nauki i Techniki powiedział: „Tragedia polega na tym, że Amerykanie nie zdają sobie sprawy, jak upolityczniony i zmilitaryzowany jest ten cywilny urząd do spraw astronautyki. (...) A przecież to dzięki cywilnemu zespołowi dotarliśmy na Księżyc (...) Jeśli chodzi o mnie, nie życzę sobie, aby program kosmiczny, pochłaniający góry złota, był częścią jakichś wojen gwiezdnych Pentagonu. (...) Mam tylko nadzieję, że następne pokolenie Amerykanów nie będzie wspominało nas, obecnych tutaj, jako przywódców, którzy siedzieli z założonymi rękami, gdy Ameryka zamieniała szczytne dążenia w międzygwiezdną machinę wojenną”.

Hollenbeck tak podsumował tarapaty, w jakie brnie człowiek: „Wyruszając w kosmos, wkroczyliśmy na dziewiczy teren, a teraz ciągniemy ku niebu ziemską nienawiść i urazy, jak gdyby człowiek miał prawo w każdym miejscu rozniecać wojnę”. Wielki biznes oraz koła polityczne i wojskowe starały się przejąć NASA. Z jej przyszłością związane są miliardy dolarów oraz tysiące miejsc pracy (i głosów w wyborach).

Nasuwa się teraz logiczne pytanie: Jakie korzyści daje ludzkości podbój kosmosu i co przyniesie przyszłość?

[Przypis]

[Ilustracje na stronach 8, 9]

1) Pojazd księżycowy ze statku Apollo

2) Astronauta Edwin E. Aldrin jun. na pokładzie lądownika księżycowego (20 lipca 1969)

3) Hala Montażu Pojazdów, prawdopodobnie największa pojedyncza budowla na świecie

4) Wahadłowiec na gąsienicowym pojeździe transportowym w drodze na stanowisko startowe

5) Satelita tuż przed startem

6) Wahadłowiec „Challenger” z widocznym manipulatorem

7) Walentina Tierieszkowa, pierwsza kobieta w kosmosie

8) Jurij A. Gagarin, pierwszy człowiek w kosmosie

9) Manipulator pobiera próbki gruntu na Marsie

[Prawa własności]

Zdjęcia: 1-6 NASA; 7, 8 Tass/​Sovfoto; 9 NASA/JPL