Sonda JUICE leci do Jowisza, Comet Interceptor ma spotkać kometę, której jeszcze nie odkryto, a siedem satelitów Plasma Observatory będzie badać wpływ wiatru słonecznego na Ziemię. W przygotowaniu wszystkich tych misji uczestniczą naukowcy z Centrum Badań Kosmicznych PAN

Misje kosmiczne planowane są na wiele lat przed startem, a na ich wyniki czeka się jeszcze dłużej. Dobrze pokazuje to JUICE, której celem jest zbadanie Jowisza i jego lodowych księżyców. Sonda wystartowała w 2023 roku, ale do układu Jowisza dotrze dopiero za pięć lat. Statek korzysta z asyst grawitacyjnych, czyli zbliżeń do planet, których przyciąganie pozwala zmieniać prędkość i kierunek lotu bez zużywania ogromnych ilości paliwa.

Czas przelotu nie oznacza dla badaczy przerwy w pracy. Zespół przygotowuje programy obserwacyjne, sprawdza instrumenty i wykorzystuje kolejne zbliżenia sondy do planet do wykonywania pomiarów oraz kalibracji urządzeń. Także po starcie można poprawiać oprogramowanie i przesyłać na pokład nowe instrukcje. „Cały czas dopracowujemy programy obserwacyjne, które uruchomimy tam na miejscu” – wyjaśnia prof. Hanna Rothkaehl z Centrum Badań Kosmicznych PAN.

Plazma, którą badają instrumenty JUICE, bywa nazywana czwartym stanem skupienia materii. Powstaje, gdy atomy tracą elektrony, a materia zaczyna składać się z jonów i swobodnych elektronów. Na powierzchni Ziemi spotykamy ją rzadko, lecz w kosmosie jest powszechna. „Szacuje się, że 99 proc. materii we Wszechświecie to jest właśnie plazma” – podkreśla prof. Rothkaehl.

Badania plazmy mają znaczenie również dla urządzeń działających na Ziemi. Wybuchy i wyrzuty materii ze Słońca mogą zaburzać ziemską magnetosferę, wpływać na satelity, łączność radiową i systemy nawigacji. Naukowcy próbują więc rozwijać prognozy pogody kosmicznej. „Dążymy do tego, by mieć w czasie i w przestrzeni wielopunktowe pomiary” – wyjaśnia badaczka. Temu ma służyć Plasma Observatory. Siedem identycznych satelitów od 2037 roku będzie badać wiatr słoneczny i jego zderzenia z ziemską osłoną magnetyczną.

Wcześniej wystartuje Comet Interceptor. Trzy statki polecą najpierw w okolice punktu L2, gdzie będą czekały, aż obserwatoria na Ziemi odkryją odpowiednią kometę. Badaczy interesuje obiekt, który po raz pierwszy zbliża się do Słońca i nie został jeszcze zmieniony przez wielokrotne ogrzewanie. „To jest pierwsza taka misja w historii” – mówi prof. Rothkaehl. Polski zespół odpowiada za instrument DFP, który ma połączyć kilka czujników, komputer pokładowy i moduł zasilania.

Przygotowanie takich urządzeń wymaga zespołu budowanego przez wiele lat. Każdy element przechodzi kolejne próby, a części przeznaczone do pracy w kosmosie są wielokrotnie droższe od podzespołów używanych na Ziemi. 

O tym, z jakimi problemami mierzą się polskie zespoły realizujące tak ambitne projekty i czy grozi im „wypadnięcie z gry”, prof. Hanna Rothkaehl opowiada Janowi Stradowskiemu w najnowszym odcinku podcastu Człowiek 2.0 dostępnym na YouTube i Spotify.

• Nauki techniczne