Polska współtworzy misję księżycową ESA. W zespole badaczka z PAN

Duńscy i polscy inżynierowie i naukowcy planują wspólną misję, która ma stworzyć najdokładniejszą w historii mapę bieguna południowego Księżyca. Satelita Máni, wyposażony w polski system optyczny, pozwoli dostrzec z orbity nawet kamień wielkości dłoni

Polsko-duński projekt został zgłoszony do Europejskiej Agencji Kosmicznej w ramach programu Terrae Novae Small Lunar Missions – linii niewielkich, wyspecjalizowanych misji badawczych. Plan zakłada umieszczenie satelity na niskiej orbicie polarnej, około 50 km nad powierzchnią Księżyca, i wykonywanie obrazowania w 3D o rozdzielczości do 20 cm na piksel. Oznacza to, że na obrazach będzie można rozróżnić obiekty wielkości niewielkiego kamienia.

W projekcie wyraźnie zaznacza się polski wkład technologiczny. Firma Scanway odpowiada za zaawansowany ładunek optyczny – teleskop, system rejestracji obrazu oraz rozwiązania do wstępnego przetwarzania danych. To właśnie te elementy zdecydują o jakości map i o tym, czy będą one użyteczne dla inżynierów i naukowców planujących przyszłe misje.

Po stronie naukowej misją kieruje Uniwersytet Kopenhaski. W konsorcjum uczestniczą także Aarhus University, Technical University of Denmark oraz Duński Instytut Meteorologiczny. W projekt zaangażowana jest również dr Anna Łosiak z Instytutu Nauk Geologicznych Polskiej Akademii Nauk. Jak podkreśla badaczka, kluczowa jest nie tylko sama rozdzielczość obrazów, lecz także ich charakter: „Dostaniemy zupełnie nową jakość danych. To nie będą pojedyncze zdjęcia, ale obrazy pozwalające odtworzyć powierzchnię Księżyca w trzech wymiarach, z dokładnością, której do tej pory po prostu nie mieliśmy”.

Dania zadeklarowała wstępne finansowanie na poziomie 125–130 mln koron duńskich. Ostateczna decyzja o uruchomieniu misji zależy jednak od Europejskiej Agencji Kosmicznej, która w najbliższych latach wybierze projekty przeznaczone do realizacji.

Jak działa mapowanie fotometryczne

Máni nie będzie wykonywać pojedynczych zdjęć, lecz wielokrotnie obserwować te same obszary w różnych warunkach oświetlenia. Ta metoda – mapowanie fotometryczne – polega na analizie zmian jasności i cieni w zależności od kąta padania światła słonecznego. Dzięki temu można odtworzyć trójwymiarowy kształt powierzchni, nawet jeśli pojedyncze zdjęcie wydaje się płaskie.

„Im dokładniej widzimy teren, tym więcej informacji jesteśmy w stanie z niego wydobyć” – wyjaśnia dr Anna Łosiak. „Dane o nachyleniu stoków, chropowatości czy drobnych strukturach pozwalają testować pytania geologiczne, które do tej pory musieliśmy odkładać, bo brakowało odpowiedniej rozdzielczości”.

W praktyce takie modele 3D pozwalają ocenić nachylenie stoków, chropowatość gruntu i obecność drobnych przeszkód. To dane kluczowe dla bezpieczeństwa lądowników i łazików, ponieważ nawet niewielkie głazy czy uskoki mogą zagrozić misji. Informacje z Máni pomogą również w identyfikacji struktur geologicznych, takich jak potencjalne wejścia do tuneli lawowych.

Satelita Máni ma ważyć około 210 kg. Będzie oparty na platformie Micro 24 i wyposażony w napęd hybrydowy, łączący różne typy silników. Taki układ pozwoli utrzymać stabilną, niską orbitę polarną i zapewnić regularne przeloty nad tymi samymi fragmentami powierzchni.

Dlaczego biegun południowy jest tak ważny

Biegun południowy Księżyca od kilku lat znajduje się w centrum zainteresowania agencji kosmicznych. Wynika to z jego wyjątkowych warunków. Niektóre grzbiety są tam niemal stale oświetlone przez Słońce, co sprzyja produkcji energii, natomiast wnętrza głębokich kraterów pozostają w permanentnym cieniu. To właśnie tam mogą znajdować się zasoby lodu wodnego, kluczowe dla długotrwałej obecności człowieka na Księżycu.

W tym kontekście dokładna mapa terenu staje się narzędziem strategicznym. „Te same dane, które służą do planowania lądowań, są jednocześnie ogromnie cenne naukowo” – zaznacza dr Łosiak. „Pozwalają badać właściwości regolitu i najmniejsze struktury uderzeniowe, a więc lepiej rozumieć procesy kształtujące powierzchnię Księżyca”.

Europejska Agencja Kosmiczna podkreśla, że małe misje księżycowe mają uzupełniać istniejące dane i przygotowywać grunt pod większe przedsięwzięcia, takie jak europejski lądownik Argonaut czy udział ESA w programie Artemis. W tym sensie Máni byłaby elementem szerszej infrastruktury informacyjnej, na której opiera się planowanie przyszłych lotów.

Projekt znajduje się obecnie na etapie wczesnych analiz i studiów wykonalności. Jeśli ESA zdecyduje się na jego realizację, start mógłby nastąpić pod koniec obecnej dekady. Dla Polski oznaczałoby to udział w jednej z najbardziej zaawansowanych europejskich misji księżycowych – z wyraźnym akcentem na technologie optyczne i analizę danych, czyli obszary o wysokiej wartości naukowej i przemysłowej.

• Nauki ścisłe i nauki o Ziemi