Το Smart-1 της Ευρώπης παρακολουθεί την σκοτεινή πλευρά της Σελήνης

Από την Guardian και το BBC, 8 Σεπτεμβρίου 2004

Το διαστημικό σκάφος SMART-1 έχει το μέγεθος ενός πλυντηρίου ρούχων και εξετάζει τα σεληνιακά μυστικά

Για πρώτη φορά, η Δυτική Ευρώπη έχει δει τη σκοτεινή πλευρά του φεγγαριού σε μια απόσταση 60 000 km. Ένα μικροσκοπικό ευρωπαϊκό διαστημικό σκάφος που πετά με μια τεχνολογία Sci-Fi θα αρχίσει περιστρέφεται γύρω από το φεγγάρι στις 15 Νοεμβρίου και μαζί θα ξεκινήσει μια σειρά θεαματικών μελετών του γήινου γείτονα.

Το Smart-1 έχει ένα ζευγάρι τεράστιων ηλιακών συλλεκτών που τροφοδοτούν με ενέργεια την ιοντική μηχανή του. Ο κινητήρας των ιόντων χρησιμοποιεί τον ηλεκτρισμό για να ιοντίσει τα άτομα του ευγενούς αερίου ξένον και τα οποία στη συνέχεια εκτοξεύει στο διάστημα.  Πρόκειται για το πιο εξελιγμένο διαστημόπλοιο που υπάρχει με αυτό το προωθητικό σύστημα ιόντων. 

Αυτή η συνεχής ροή ιόντων προσφέρει μόνο μια απαλή ώθηση, αλλά σιγά - σιγά αναπτύσσονται ταχύτητες πολύ μεγαλύτερες από εκείνες που μπορούν να επιτευχθούν με συμβατικούς κινητήρες. . Όμως η διάρκεια του ταξιδιού προς πιο μακρινούς στόχους θα είναι πολύ συντομότερη. Το διαστημικό σκάφος BepiColombo, που θα ξεκινήσει το 2012 για τον Ερμή, θα έφτανε τέσσερα χρόνια νωρίτερα αν χρησιμοποιούσε κινητήρα ιόντων αντί των συμβατικών.

Η αποστολή που κόστισε 110 εκατομμύρια ευρώ ξεκίνησε πέρυσι και εκτελούσε ολοένα και μεγαλύτερους κύκλους, αργά-αργά, προωθούμενο από μικροσκοπικές ριπές ιονισμένου αερίου  ξένον.  Πιστεύεται ότι το είδος αυτό της μηχανής μια μέρα θα μας φέρει έξω από το ηλιακό σύστημα. Οι επαναστατικοί κινητήρες του είναι δέκα φορές αποδοτικότεροι από τους παραδοσιακούς πυραύλους. Ως εκ τούτου πιστεύεται πως αντιπροσωπεύουν το μέλλον των διαστημικών ταξιδιών, προς τον Άρη και πέρα από αυτόν, αφού τα μελλοντικά διαστημόπλοια θα χρειάζονται το ένα δέκατο των καυσίμων που χρειάζονται σήμερα για το ίδιο ταξίδι.

Το ταξίδι προς τη Σελήνη γίνεται με πίεση επτά γραμμαρίων, λέει ο Bernard Foing, επικεφαλής επιστήμονας της Ευρωπαϊκής Διαστημικής Υπηρεσίας. "Είναι το βάρος μιας καρτ-ποστάλ ή της πίεσης που δέχεται το χέρι μας όταν το φυσάμε. Αλλά αν το φυσάς για περισσότερο από έξι μήνες, μπορείς να φτάσεις στο φεγγάρι".

Η εντατική εξερεύνηση του φεγγαριού τελείωσε πριν 35 χρόνια, με τις αποστολές των ΗΠΑ Απόλλων και τα ρωσικά προγράμματα Luna. Το Smart-1 θα είναι το πρώτο ενός στολίσκου νέων σεληνιακών εξερευνητών. Αυτή την εποχή βρίσκονται σε προετοιμασία ιαπωνικές, κινεζικές και ινδικές αποστολές, και ενώ οι αμερικανοί έχουν στο σχέδιο πάνω από δύο διαστημικά σκάφη.

Ο Neil Armstrong και οι αστροναύτες του Απόλλωνα ταξίδεψαν 400.000 χιλιόμετρα κατευθείαν για το φεγγάρι σε τρεις μέρες. Αντίθετα το Smart-1 μπήκε σε τροχιά γύρω από τη Γη με ολοένα αυξανόμενες ελλειπτικές τροχιές επί σχεδόν ένα χρόνο, με σκοπό να αποκτήσει την κατάλληλη επιτάχυνση και να φτάσει στο βαρυτικό πεδίο του φεγγαριού. Αφού επέζησε του κοσμικού βομβαρδισμού στην εσωτερική γήινη ζώνη της ακτινοβολίας, αντιμετώπισε αργότερα τη χειρότερη ηλιακή καταιγίδα που καταγράφηκε ποτέ.

"Έπεσε λίγο έξω στην τροχιά του, αλλά επέζησε. Μερικοί δορυφόροι καταστράφηκαν από εκείνη την θύελλα", είπε ο καθηγητής Foing.

Τον Αύγουστο, το Smart-1 για πρώτη φορά βρέθηκε πολύ πιο κοντά στο φεγγάρι απ' ό,τι στη Γη. Στις 15 Νοεμβρίου, θα μπει σε τροχιά και τέσσερις ημέρες αργότερα, οι επιστήμονες θα σβήσουν τη μηχανή του και θα προετοιμαστούν για μια λεπτομερή μελέτη του γήινου γείτονα. Έχει ήδη στείλει τις πρώτες εικόνες της σκοτεινής πλευράς - που κρύβεται επειδή το φεγγάρι περιστρέφεται γύρω από τον άξονα του στον ίδιο χρόνο που περιστρέφεται και γύρω από τη Γη - και έχει αρχίσει να φωτογραφίζει τη "σκοτεινή πλευρά" του φεγγαριού, οι πολικές περιοχές της οποίας καλύπτονται συνήθως από τον ήλιο.

Το διαστημικό σκάφος έχει στείλει καταπληκτικές μελέτες της Ευρώπης και του Ειρηνικού από το διάστημα. Οι ανιχνευτές του θα μελετήσουν τα ορυκτά που βρίσκονται στο φεγγάρι και θα εξερευνήσει επίσης τον μεγαλύτερο κρατήρα, που δημιουργήθηκε λόγω πτώσης μετεωρίτη στο ηλιακό σύστημα: έχει διάμετρο 2.400 χιλιόμετρα και είναι τόσο μεγάλος που μπορεί να έχει τρυπήσει τον εξωτερικό φλοιό του φεγγαριού.

Θα αρχίσει επίσης να απαντά στις ερωτήσεις για την ιστορία του φεγγαριού. Το φεγγάρι θεωρείται ότι έχει διαμορφωθεί πριν 4,5 δισεκατομμύρια χρόνια όταν ένα αντικείμενο στο μέγεθος του Άρη συγκρούστηκε με τη Γη, εκτοξεύοντας τεράστιες ποσότητες συντριμμιών στο διάστημα. Το Smart-1 θα αναλάβει να στείλει εικόνες της αόρατης πλευράς στη Γη. 

"Γιατί πρέπει να μελετήσουμε το φεγγάρι;", λέει ο Foing. Θέλουμε να το παρατηρήσουμε για να κατανοήσουμε πως σχηματίστηκε όχι μόνο η Γη, αλλά και οι βραχώδεις πλανήτες και φυσικά πως εξελίχτηκε η Γη. Χρησιμοποιούμε το φεγγάρι σαν εργαστήριο".

Κιβωτός του Νώε

Μια κιβωτός του Νώε πρέπει να κατασκευαστεί στη Σελήνη, για την περίπτωση που η Γη καταστραφεί από κάποιον αστεροειδή ή πυρηνικό ολοκαύτωμα, δήλωσε ο Foing της ESA. H κιβωτός αυτή θα πρέπει να είναι μια αποθήκη στην οποία θα φυλάσσεται το DNA κάθε είδους φυτού και ζώου που υπάρχει στη Γη, διευκρίνισε ο ίδιος.

Καθώς ο Φόινγκ είναι επικεφαλής των ευρωπαϊκών αποστολών στη Σελήνη, οι σκέψεις του για θέματα που αφορούν τον δορυφόρο της Γης αντιμετωπίζονται πολύ σοβαρά. Ανησυχεί πως, αν καταστραφεί η Γη, δεν θα απομείνει τίποτε από την πλούσια ποικιλία της ζωής που υπάρχει στον πλανήτη μας. H λύση που προτείνει είναι να κατασκευαστεί ένα είδος βιβλιοθήκης του DNA στη Σελήνη.

"Αν υπάρξει μια καταστροφική πρόσκρουση στη Γη ή ξεσπάσει ένας πυρηνικός πόλεμος, θα μπορούσαμε να έχουμε στείλει προηγουμένως στη Σελήνη μερικά δείγματα από τη βιόσφαιρα της Γης, περιλαμβανομένων και ανθρώπων δήλωσε. "Έτσι θα μπορούσαμε μετά να εποικίσουμε και πάλι τη Γη, όπως έγινε με την Κιβωτό του Νώε".

Η Ιοντική Προώθηση

1. Τα άτομα του αερίου ξένον αντλούνται σε μια κυλινδρική αίθουσα, όπου συγκρούονται με τα ηλεκτρόνια που φεύγουν από την κάθοδο. Τα ηλεκτρόνια - που είναι αρνητικά φορτισμένα - συγκρούονται με τα ηλεκτρόνια από τα άτομα του ξένον, δημιουργώντας έτσι ιόντα - θετικά φορτισμένα.

2. Πηνία έξω από το θάλαμο δημιουργούν ένα μαγνητικό πεδίο, που αναγκάζει τα ηλεκτρόνια να κινηθούν από την κάθοδο σπειροειδώς και να παγιδευτούν στο στόμιο του θαλάμου.

3. Η συγκέντρωση των αρνητικά φορτισμένων ηλεκτρονίων στο στόμιο του θαλάμου ελκύει τα θετικά ιόντα του ξένον, που επιταχύνονται μακριά από το θάλαμο.

4. Το ρεύμα των επιταχυνόμενων ιόντων που απομακρύνονται μακριά από το θάλαμο (όπως τα καυσαέρια στους κλασσικούς πυραύλους) αναγκάζει το διαστημικό σκάφος να κινείται μπροστά. Αν και η προωθητική δύναμη είναι μικρή, σε μεγάλο χρονικό διάστημα όμως δημιουργεί μεγάλη ταχύτητα στον πύραυλο που βρίσκεται στο διαστημικό περιβάλλον χωρίς τριβές.

Χρήσιμα στοιχεία

• Χρησιμοποιεί ηλεκτρική ενέργεια, που παίρνει μέσω ηλιακών συλλεκτών, με την οποίο το αέριο ιονίζεται και εκπέμπεται με ταχύτητα προς πίσω από το πίσω μέρος του σκάφους, για να φέρει το SMART-1 σε υψηλή ταχύτητα.

• Χρησιμοποιεί σαν προωθητικό μέσον, το ευγενές αέριο Ξένον, ένα άχρωμο αέριο.

• Τα ηλεκτρόνια, που είναι παγιδευμένα μέσα σε ένα θάλαμο από ένα μαγνητικό πεδίο, συγκρούονται με το αέριο ξένον δημιουργώντας ιόντα ξένου και περισσότερα ηλεκτρόνια.

• Η προκύπτουσα ακτίνα με ιόντα ωθεί το διαστημικό όχημα μπροστά.

• Όταν το ταξίδι διαρκεί πολύ χρόνο, μπορεί τότε να προσδώσει στο διαστημικό σκάφος μεγάλη ταχύτητα.

• Η ώθηση, όμως, είναι πολύ μικρή. Ισούται περίπου με την πίεση που ασκεί ένα φύλλο χαρτί στην παλάμη ενός χεριού. Ο κινητήρας ιόντων προσφέρει πολύ μικρή επιτάχυνση αλλά είναι οικονομικός και μπορεί να λειτουργεί αδιάλειπτα για μεγάλο χρονικό διάστημα, οπότε η τελική ταχύτητα μπορεί να είναι πολύ υψηλή.