Το SMART-1 οδηγήθηκε στην τελευταία του πρόσκρουση πάνω στο Φεγγάρι

Πηγή: European Space Agency, 3 Σεπτεμβρίου 2006

Η αποστολή SMART-1 (Small Missions for Advanced Research in Technology), το πρώτο επιτυχημένο ευρωπαϊκό διαστημικό σκάφος για το Φεγγάρι, ολοκληρώθηκε την Κυριακή, Ο δορυφόρος συντρίφτηκε με εντυπωσιακό τρόπο πάνω στην επιφάνεια της Σελήνης, όπως προβλεπόταν στις 05.42 ώρα Γκρίνουιτς. Το βάρους 366 κιλών δορυφορικό όχημα συνετρίβη σε μία σεληνιακή πεδιάδα, γνωστή ως «Λίμνη της Υπεροχής».

Το SMART-1 έχει βάρος 366 κιλά και όγκο 1 κυβικό μέτρο μόνο

Το SMART-1 προωθήθηκε στις 27 Σεπτεμβρίου 2003 και έφθασε στο Φεγγάρι τον Νοέμβριο του 2004 (έκανε 14 μήνες για μια απόσταση μόνο 385.000 χιλιομέτρων), μετά από μακροχρόνια σπειροειδή κίνηση γύρω από τη Γη. Σε αυτήν την φάση, το διαστημικό σκάφος δοκίμασε για πρώτη φορά στο διάστημα μια σειρά προηγμένων τεχνολογιών.

Αυτές περιελάμβαναν την πρώτη χρήση μιας ιοντικής μηχανής (προώθηση με ιόντα με ηλεκτρισμό από τον ήλιο) για διαπλανητικά ταξίδια, σε συνδυασμό με ελιγμούς με τη βοήθεια της βαρύτητας (φαινόμενο βαρυτικής σφεντόνας). Το SMART-1, επίσης, δοκίμασε μελλοντικές τεχνικές επικοινωνίας για διαστημικά σκάφη στο βαθύ διάστημα, τεχνικές για να επιτευχθεί η αυτόνομη ναυσιπλοΐα διαστημικών σκαφών, αλλά και πολύ μικρά επιστημονικά όργανα που χρησιμοποιούνται για πρώτη φορά γύρω από το Φεγγάρι.

Αρχικά το διαστημικό σκάφος ήταν προγραμματισμένο να λειτουργήσει έξι μήνες γύρω από το φεγγάρι, αλλά του δόθηκε αργότερα μια επέκταση της αποστολής του για ένα χρόνο ακόμη, που τώρα έχει ολοκληρωθεί. Το διαστημικό σκάφος θα συγκρουστεί με την επιφάνεια του φεγγαριού, που αναμένεται να συμβεί στις 3 Σεπτεμβρίου του 2006, με μια αβεβαιότητα όμως για την ακριβή ώρα που θα συμβεί λόγω της ελλιπούς γνώσης της σεληνιακής τοπογραφίας.

Ελιγμοί μέχρι την πρόσκρουση

Εάν είχε αφεθεί ελεύθερο κατά την πορεία της τροχιάς του, το SMART-1 θα είχε χτυπήσει το φεγγάρι στις 17 Αυγούστου 2006 στη μη ορατή πλευρά του από τη Γη.

Μια σειρά ελιγμών, που άρχισαν στις 19 Ιουνίου και ολοκληρώθηκαν στις 2 Ιουλίου 2006, βοήθησε το SMART-1 να ρυθμίσει την τροχιά του έτσι ώστε να αποφύγει το σκάφος να πέσει πάνω στο φεγγάρι σε έναν ασύμφορο χρόνο από επιστημονική άποψη, και για να πάρει μια χρήσιμη μικρή επέκταση της αποστολής του.

Μια άλλη σειρά δευτερευόντων ελιγμών εκτελέστηκαν ή πρόκειται να γίνουν στις 27 και 28 Ιουλίου, 25 Αυγούστου και 1 - 2 Σεπτεμβρίου του 2006 για να ρυθμίσει την τελική τροχιά του SMART-1.

Γιατί η πρόσκρουση θα γίνει 3 Σεπτεμβρίου;

Η επιλογή της 3ης Σεπτεμβρίου για τη σεληνιακή πρόσκρουση αποφασίστηκε για να ληφθούν κι άλλα σεληνιακά στοιχεία υψηλής ανάλυσης από την τροχιά του σκάφους αλλά και να επιτρέψουν στα επίγεια τηλεσκόπια να δουν την πρόσκρουση από τη Γη.

Στις 3 Σεπτεμβρίου 2006 το περισηλήνιο του SMART-1, που συμπίπτει με το σημείο της σύγκρουσης, θα είναι στη σεληνιακή περιοχή Lake Excellence, που βρίσκεται στα μέσα-νότια γεωγραφικά πλάτη. Αυτή η περιοχή είναι πολύ ενδιαφέρουσα από επιστημονική άποψη. Είναι μια ηφαιστειακή περιοχή που περιβάλλεται από ορεινές περιοχές, αλλά και που χαρακτηρίζεται από διαφοροποιήσεις του εδάφους.

Κατά την διάρκεια της σύγκρουσης, αυτή η περιοχή θα είναι στο σκοτάδι στην αριστερή πλευρά του φεγγαριού, ακριβώς κοντά στην γραμμή που χωρίζει τη σεληνιακή ημερήσια πλευρά (πάντα φωτεινή) από τη νυχτερινή πλευρά. Η περιοχή θα φωτίζεται από τις άμεσες ακτίνες του Ήλιου, αλλά θα φωτιστεί ασθενώς από το φως της Γης (την ανάκλαση του ηλιακού φωτός από τη Γη). Η τροχιά του διαστημικού σκάφους θα περνά πάνω από την περιοχή κάθε πέντε ώρες, αλλά χαμηλώνοντας σε κάθε πέρασμα κατά ένα χιλιόμετρο. Από τη Γη, θα είναι ορατό εκείνη την περίοδο το ένα τέταρτο του φεγγαριού.

Αυτή η γεωμετρία είναι ιδανική για να επιτρέψει τις επίγειες παρατηρήσεις. Στην πραγματικότητα, κατά τη διάρκεια του γεμάτου φεγγαριού η φωτεινότητα θα είχε κρύψει εντελώς την σύγκρουση από τους παρατηρητές, και κατά τη διάρκεια του νέου φεγγαριού θα ήταν δύσκολο επίσης, επειδή το νέο φεγγάρι είναι ορατό μόνο για μερικά δευτερόλεπτα μετά από το ηλιοβασίλεμα. Επιπλέον, μια σύγκρουση στο σκοτάδι θα ευνοήσει την ανίχνευση της λάμψης που δημιουργείται από τη σύγκρουση.

Τα επίγεια τηλεσκόπια θα προσπαθήσουν επίσης να παρατηρήσουν τη σκόνη που θα εκτιναχθεί από την πρόσκρουση, ελπίζοντας να λάβουν φυσικά και ορυκτολογικά στοιχεία όσον αφορά την επιφάνεια που θα ανασκαφτεί από το διαστημικό σκάφος.

Ο αναμενόμενος χρόνος 08:41 ώρα Ελλάδος της πρόσκρουσης θα είναι καλός για παρατηρήσεις από τα μεγάλα τηλεσκόπια στη Νότια και Νοτιοδυτική Αμερική, τη Χαβάη και ενδεχομένως την Αυστραλία. Αλλά εάν το SMART-1 χτυπήσει στο προηγούμενο πέρασμά του, γύρω στις 03:37 ώρα Ελλάδος στις 3 Σεπτεμβρίου, τότε μπορεί να παρατηρηθεί από τα Κανάρια νησιά και τη Νότια Αμερική. Εάν το SMART-1 χτυπήσει στο πέρασμα της 2ας Σεπτεμβρίου στις 22:33,  τότε τη σύγκρουση θα την δουν η Ευρώπη και η Αφρική.

Παγιδευμένο από τη σεληνιακή βαρύτητα

Όταν ένα διαστημικό σκάφος είναι σε τροχιά γύρω από το φεγγάρι, όπως το SMART-1, καταδικάζεται από το νόμο της βαρύτητας. Οι έλξεις από τον Ήλιο, τη Γη, και τις ανωμαλίες από το ίδιο στο Φεγγάρι, παρενοχλούν την τροχιά του. Αμέσως ή λίγο αργότερα, οποιοδήποτε σκάφος σε τροχιά γύρω από τη Σελήνη θα προσκρούσει στην επιφάνεια του φεγγαριού εκτός κι αν έχει πολύ μεγάλα ποσά καυσίμων για να ανάψει τους πυραύλους του και να δραπετεύσει από τη σεληνιακή βαρύτητα.

Αν όμως ξέφευγε μακριά από τη βαρύτητα του φεγγαριού και πήγαινε στο βαθύ διάστημα, τότε αυτό θα σήμαινε ότι το επιστημονικό πρόγραμμα του SMART-1 θα ακυρωνόταν εξ ολοκλήρου. Στην πραγματικότητα, όσο ήταν το SMART-1 σε τροχιά γύρω από το φεγγάρι, έγιναν πολλές προωθητικές μανούβρες για να μείνει σε τροχιά, αλλά όχι και για να διαφύγει. Έτσι το διαστημικό σκάφος ήταν αληθινά φυλακισμένος στο φεγγάρι.

Το SMART-1 έχει επιζήσει πολύ περισσότερο από το αναμενόμενο όταν αρχικά η αποστολή ήταν προγραμματισμένη για μια επιστημονική αποστολή έξι μηνών. Η πειραματική ιοντική μηχανή του, που τροφοδοτήθηκε από το Ήλιο, ήταν πολύ αποδοτική. Ώσπου να εγκατασταθεί το SMART-1 σε τροχιά γύρω από το φεγγάρι τον Μάρτιο του 2005 έμειναν μόνο 7 κιλά προωθητικού αερίου ξένου,  από τα 84 κιλά που ήταν διαθέσιμα κατά την έναρξη της αποστολής.

Οι μηχανικοί της ESA χρησιμοποίησαν όλο το υπόλοιπο ξένον για να αποφύγουν μια πρόωρη συντριβή τον Σεπτέμβριο του 2005, μετά από έναν ελιγμό στην τροχιά. Κατά συνέπεια, το SMART-1 κέρδισε ένα πρόσθετο έτος λειτουργικής ζωής στη σεληνιακή τροχιά του, προς μεγάλο όφελος των διαστημικών επιστημόνων και μηχανικών της Ευρώπης.

Εκτός από το ξένον σαν προωθητήριο μέσον, το SMART-1 χρησιμοποίησε προωθητές υδροζίνης για να εκτελέσει τον τελευταίο σημαντικό ελιγμό στο τέλος του Ιουνίου του 2006 μέχρι την τελευταία παράταση της διάρκειας της αποστολής του, με σκοπό να κερδίσει τρεις εβδομάδες ακόμα διαδικασιών.

Μήπως όμως γίνει καμιά καταστροφή στο φεγγάρι;

Σχεδόν πριν 50 χρόνια, το 1959, το ρωσικό διαστημικό σκάφος Luna-2 ήταν το πρώτο αντικείμενο  από τον άνθρωπο που χτύπησε το φεγγάρι. Από τότε πολλά άλλα  έχουν κάνει το ίδιο πράγμα, χωρίς καμιά αξιοπρόσεχτη καταστροφή, και μάλιστα η σύγκρουση του SMART-1 θα είναι η πιο μαλακή από οποιοδήποτε που προκλήθηκε  από τον άνθρωπο μέχρι τώρα.

Όταν φθάσει στην επιφάνεια του φεγγαριού, το SMART-1 θα ταξιδεύει με ταχύτητα 2 χιλιόμετρα ανά δευτερόλεπτο. Πολύ πιο αργά από ένα μετέωρο ή μετεωρίτη - παραδείγματος χάριν οι οι Λεωνίδες φθάνουν στο φεγγάρι με 70 χιλιόμετρα τοά δευτερόλεπτο. Το SMART-1 θα φτάσει υπό γωνία στο έδαφος ενώ μπορεί να χτυπήσει έναν απότομο λόφο με 7.000 χιλιόμετρα την ώρα, αλλά το πιθανότερο είναι ότι θα γλιστρήσει μέχρι το επίπεδο μέρος της σεληνιακής επιφάνειας, Κατά τη σύγκρουση η κάθετη ταχύτητά του θα είναι μόνο 70 χιλιόμετρα ανά ώρα, που είναι λιγότερο από αυτό που επιτυγχάνει ένας άλτης του σκι.

Ενδεχομένως το SMART-1 θα ολισθήσει σε μια μικρή απόσταση μετά από τη σύγκρουση, ρίχνοντας σκόνη μπροστά του και γύρω του. Ο κρατήρας που θα γίνει από το Smart-1 θα είναι πλάτους 3 έως 10 μέτρα και ίσως ένα μέτρο βαθύ. Το φεγγάρι έχει ήδη 100.000 κρατήρες που είναι περισσότερο από τέσσερα χιλιόμετρα πλάτος, και κάθε ημέρα διάφοροι μικροί μετεωρίτες κάνουν κρατήρες όσο και το SMART-1.

Κάθε χημικό στοιχείο που βρίσκεται στο SMART-1 και στον εξοπλισμό του υπάρχει φυσικά στο φεγγάρι. Παραδείγματος χάριν το αλουμίνιο και ο σίδηρος είναι πολύ κοινά. Το υδρογόνο, ο άνθρακας και το άζωτο είναι πολύ πιο λιγοστό στο φεγγάρι, αλλά φθάνουν φυσικά πάνω στην επιφάνεια του από τον ηλιακό άνεμο και από τις συγκρούσεις των παγωμένων κομματιών των κομητών, που περιλαμβάνουν πολλά στοιχεία. Από αυτήν την άποψη, κάποιος μπορεί να σκεφτεί το SMART-1 ως τεχνητό κομήτη. Επιπλέον, η μικρή ποσότητα υδροζίνης που θα μείνει στους προωθητές του SMART-1 θα καεί αμέσως κατά την πρόσκρουση.

Τελευταίες παρατηρήσεις

Οι τελευταίες παρατηρήσεις πριν από την πρόσκρουση θα δώσουν νέες ιδέες για τα σεληνιακά τοπία.

Κατά τη διάρκεια των στενών προσεγγίσεων με τη Σελήνη, η φωτογραφική μηχανή AMIE του SMART-1 θα πάρει πλάγιες όψεις μερικών περιοχών που έχουμε εξετάσει προηγουμένως μόνο κάθετα, παρέχοντας έτσι κάποια 3-διαστατική άποψη της επιφάνειας. Εντούτοις, δεδομένου ότι η σύγκρουση θα εμφανιστεί σε μια σκοτεινή περιοχή του φεγγαριού, δεν είναι δυνατό να αναμείνει κάποιος να δει πάρα πολλά κατά τη διάρκεια της τελικής καθόδου.

Κατά τη διάρκεια των τελευταίων τροχιών, άλλα όργανα επί του σκάφους, συμπεριλαμβανομένου του τηλεσκοπίου ακτίνων X D-CIXS και του υπέρυθρου φασματομέτρου SIR, θα έχουν πάρει τις απόψεις μερικών σεληνιακών περιοχών από πολύ χαμηλά ύψη. Η κάμερα ακτίνων Χ ανίχνευσε ποσότητες ασβεστίου και μαγνησίου, ενώ έκανε μελέτη των ηφαιστείων και των καναλιών μέσα από τα οποία πέρασε η λάβα. Στο δε βόρειο πόλο της Σελήνης βρήκε μια περιοχή που ο ήλιος λάμπει πάντα ακόμα και τον χειμώνα (περιοχή με αιώνιο φως το ονόμασαν οι αστρονόμοι).

Τα ισχυρά τηλεσκόπια στη Γη μπορούν να δουν μια εξασθενημένη λάμψη από την ίδια τη σύγκρουση, που θα ακολουθείται από ένα σύννεφο σκόνης πάνω από το σημείο της σύγκρουσης,  πλάτους ίσως και 5 χιλιόμετρα. Η σκόνη θα κρύψει την ορατότητα μέρους της επιφάνειας του Φεγγάρι για 5 ή 10 λεπτά. Η συμπεριφορά του σύννεφου θα δώσει πολύτιμες πληροφορίες για τα γεγονότα της σύγκρουσης γενικά, ενώ η ανάλυση του φωτός από τη σκόνη, με τους φασματογράφους στα τηλεσκόπια, μπορεί να ανιχνεύσει τα υλικά που θα πεταχτούν πάνω κατά την σύγκρουση, ακριβώς κάτω από τη σεληνιακή επιφάνεια.

Οι παρατηρήσεις θα στηριχθούν και στην εξασθενημένη λάμψη του γήινου φωτός - εκτός κι αν μερικά από τα νέφη της σκόνης ριχτούν περισσότερο από 20 χιλιόμετρα πάνω από τη σεληνιακή επιφάνεια. Σε αυτή την περίπτωση, θα φωτιστεί άμεσα από το φως του ήλιου και θα εμφανιστεί πολύ φωτεινότερο ίσως για λίγα λεπτά. Οι ερασιτέχνες αστρονόμοι μπορούν να είναι σε θέση να επισημάνουν το ηλιοφώτιστο σύννεφο της σκόνης με τις διόπτρες και τα μικρά τηλεσκόπιά τους. Από την Ελλάδα θα είναι ορατή η εκτόξευση σκόνης με ένα τηλεσκόπιο διαμέτρου 1 μέτρου.

Η αποστολή του SMART-1

Το επιστημονικό κομμάτι της αποστολής ξεκίνησε όταν η συσκευή τέθηκε σε πραγματική τροχιά γύρω από τη Σελήνη τον Ιανουάριο του 2005. Αν και οι πληροφορίες που συγκέντρωσε όλους αυτούς τους μήνες επεξεργάζονται ακόμη από τους επιστήμονες σ' ολόκληρο τον κόσμο, εν τούτοις οι πρώτες ενδείξεις μας πληροφορούν ότι τα αποτελέσματα είναι ιδιαίτερα χρήσιμα για τις μελλοντικές επανδρωμένες αποστολές στην επιφάνεια του δορυφόρου μας, αφού οι φωτογραφίες που μας έστειλε είναι οι πιο λεπτομερείς που έχουμε πάρει μέχρι τώρα. Επί πλέον αναμένεται να μάθουμε πολλά νέα στοιχεία για τα συστατικά ορυκτά της Σελήνης και την ιστορία της, γιατί παρ' όλο που πριν από 35 χρόνια 27 αστροναύτες περιφέρθηκαν γύρω της και 12 απ' αυτούς περπάτησαν στην επιφάνεια της, εν τούτοι η Σελήνη παραμένει ακόμη ένας σχεδόν άγνωστος κόσμος.

Επίσης, οι επιστήμονες ελπίζουν ότι τα στοιχεία που συγκεντρώθηκαν από το SMART-1 θα αποκαλύψουν διάφορα μυστικά σχετικά με το σχηματισμό των πλανητών, αλλά και νέα στοιχεία γεωχημείας ηφαιστειολογίας και τεκτονισμού. Οι φωτογραφίες θα μας πληροφορήσουν επίσης και για τη χρονική εξέλιξη του πρωτόγονου βομβαρδισμού που υπέστησαν η Γη και η Σελήνη στα πρώτα στάδια της εξελικτικής τους πορείας από τη λεπτομερή μελέτη των κρατήρων πρόσκρουσης στη σεληνιακή επιφάνεια.

Τέλος πιστεύουμε να επιβεβαιώσουμε τις θεωρητικές εκτιμήσεις και τις προηγούμενες ενδείξεις ότι η Σελήνη δημιουργήθηκε από τη σύγκρουση της Γης με ένα πλανητικό αντικείμενο. Συμφωνά με τη θεώρηση αυτή της γένεσης της Σελήνης πριν από 4,2 δισεκατομμύρια χρόνια μια πύρινη πλανητική σφαίρα, στο μέγεθος του Άρη, συγκρούστηκε με τη Γη και αφομοιώθηκε από αυτήν, διασκορπίζοντας συγχρόνως στο διάστημα τεράστιες ποσότητες διάπυρων υλικών, που μέσα σε 24 ώρες ενώθηκαν, σχηματίζοντας τον αρχέγονο δορυφόρο μας.

Επί 500 εκατομμύρια χρόνια μετά τη δημιουργία της ένας συνεχής βομβαρδισμός μετεωριτών χτυπούσε αλύπητα την επιφάνεια της Σελήνης σχηματίζοντας χιλιάδες κρατήρες στη συνεχώς ψυχόμενη επιφάνεια της. Ο βομβαρδισμός όμως αυτός είχε καταλαγιάσει πλέον όταν, πριν από 3,8 δισεκατομμύρια χρόνια, η επιφάνεια του δορυφόρου της Γης άρχισε να καλύπτεται με λάβα που ξεχυνόταν ήρεμα στην επιφάνεια από το εσωτερικό του, γεμίζοντας με νέα υλικά τους περισσότερους κρατήρες που είχαν σχηματιστεί και δημιουργώντας έτσι τις τεράστιες πεδιάδες που σήμερα αποκαλούμε «Θάλασσες».

Στα επόμενα περίπου 15 χρόνια πολλές νέες συσκευές σαν τη SMART-1, θα επισκεφθούν και πάλι τη Σελήνη με στόχο τη διερεύνηση της από κάθε άποψη. Έτσι, όταν ο άνθρωπος επιστρέψει και πάλι σ' αυτήν, θα επιστρέψει αποφασισμένος να μείνει εκεί για πάντα.