Ko trūksta žmonių misijai į Plutoną?

„Pafantazuokime, – siūlo Space.com. – Įsivaizduokim, kad New Horizons praskriedamas pro Plutoną atranda ką nors iš tikrųjų pribloškiamo. Pavyzdžiui, neįtikėtiną atmosferos sudėtį, kurioje deguonies – panašiai tiek pat, kiek ir Žemės atmosferoje. Ar tai galėtų būti tik biologinių procesų rezultatas? O jei zondo objektyvai nykštukinės planetos paviršiuje užfiksuotų akivaizdžiai dirbtinius objektus – pvz., didžiulę piramidę, senovinės civilizacijos griuvėsius? (Nors tai tikėtina ne daugiau, nei Plutone atrasti didžiulio besišypsančio šuns fizionomiją)“

Jei New Horizons Plutone rastų ką nors nepaprasto, labai tikėtina, jog NASA praleistų logišką kitą Plutono tyrinėjimų etapą, kurio metu ant jo paviršiaus būtų mėginama nuleisti robotizuotą zondą, ir vietoj jos pradėtų dėlioti pirmosios žmonių misijos į Plutoną strategiją.

Ir ką?

Raketų technologijų situacija dabar yra maždaug tokia: 1,6 kg sveriantis zondas moderniausiais raketiniais varikliais į Plutono orbitą nuskraidinamas per 10-15 metų. Ne kažką, tiesa? Kita vertus, Tarptautinė Kosminė Stotis (TKS) Žemės orbitoje veikia jau nuo 2000-ųjų spalio 31 d., t. y., beveik 15 metų.

Savaime suprantama, tarp TKS ir astronautų pilotuojamo erdvėlaivio į Plutoną būtų milžiniškas skirtumas. TKS atsargas kelis kartus per metus papildomos kosminėmis kapsulėmis iš Žemės. Keičiasi ir TKS įgula. O štai į Plutoną išskridę astronautai būtų visiškai izoliuoti, o jų gyvybės palaikymo sistemos turėtų būti visiškai savarankiškos.

Ilgiausiai kosmose žmogus yra išbuvęs 437 paras. Ir nė viena maža, uždara, savarankiška biosfera, kuri sugebėtų palaikyti žmogaus gyvybę, dar nesugebėjo kosmose ištverti daugiau kaip dvejus metus.

Gerai. Tarkim, pasitelktume hibernaciją ir į Plutoną skriejančius astronautus užmigdytume. Tuomet astronautų gyvybės atsidurtų misijos kontrolės kompiuterio valioje ir priklausytų nuo jo veiksmų prabudimo fazėje. Tačiau yra ir kita kliūtis: mokslininkai nežino ilgalaikės hibernacijos poveikio žmogaus organizmui. Nežino, ar jie apskritai sugebėtų prabusti, ar jie liktų gyvi. Tenka grįžti prie patikrintų technologijų.

Bomba

Ar turime kokią nors raketinę technologiją, kuri pajėgtų šimtų tonų sveriančios misijos krovinį į Plutoną nuskraidinti per… vienerius metus? Neįtikėtina, tačiau atsakymas į šį klausimą yra TAIP, TURIME. Ji sugalvota dar 6-ajame XX a. dešimtmetyje.

Mokslinės fantastikos entuziastai turbūt spėtų, jog čia omeny turimas Oriono Projektas. Labai supaprastintai kalbant, tai būtų tūkstančio mažų branduolinių sprogimų, kurie ir įgreitintų erdvėlaivį iki reikiamo greičio, koncepcija. Ją fizikai sukūrė prieš 60 metų.

NASA šią koncepciją dar kartą peržiūrėjo 2000-aisiais. Šįkart projektas buvo pavadintas „External Pulsed Plasma Propulsion“. Mažiausias branduolinis erdvėlaivis svertų apie 900 tonų, nors inžinieriai suprojektavo modelį, kuris 10 tūkst. tonų erdvėlaivį į Saturną ir atgal nuskraidintų per 3 metus.

Nors toks erdvėlaivis galėtų startuoti ir tiesiai nuo Žemės paviršiaus, radioaktyvių atliekų po tokios raketos starto liktų per daug, kad to būtų galima imtis. Todėl branduolinį erdvėlaivį tektų statyti orbitoje – kaip TKS. Ir į Plutoną erdvėlaivis iškeliautų irgi iš orbitos.

Po metų ar dviejų, branduolinis erdvėlaivis pasiektų Plutono orbitą ir branduoliniai varikliai būtų išjungti. Astronautai ant Plutono paviršiaus leistųsi įprastų cheminių raketų varomais nusileidimo aparatais. Plutono gravitacija siekia tik 1/12-ąją Žemės gravitacijos ir tik 0,5 Mėnulio gravitacijos. Taigi, technikos pakaktų dvigubai silpnesnės nei nusileidimo Mėnulyje atveju.

Nusileidimas Plutone

Tai būtų didžiulis iššūkis. Kitaip nei Mėnulis, Plutonas turi retą atmosferą, sudarytą iš azoto, metano ir anglies monoksido. Jos slėgis svyruoja nuo 6,5 iki 24 mikrobarų. Kaip 80 km aukštyje Žemėje. Tai sudaro apie 1/1000-ąją Marso atmosferos slėgio palei Marso paviršių. Vadinasi, be šiluminio skydo apsieiti, matyt, nepavyks. Tačiau apie efektyvų aerostabdymą Plutone (pvz., parašiutais) tektų pamiršti.

Kaip tik Space X kapsulė Dragon V2 turi ir šiluminį skydą, ir nusileidimo raketas. Gali būti, kad ši technologija – žingsnis tinkama kryptimi. Tiesa, šioms kapsulėms reiktų papildomų degalų talpyklų. Tačiau iš principo ši misijos dalis – įgyvendinama.

Tiesa, gali būti ir kitų pavojų. Mėnulio paviršius sudarytas daugiausiai iš silikatinių uolienų. O štai Plutonas padengtas ledu. Ne vandens ledu, o sušalusiu metanu, anglies monoksidu ir azotu. Jei tokį paliestų raketos variklių liepsnos, visai tikėtina, kad nusižiūrėta nusileidimo aikštelė erdvėlaiviui leidžiantis… išgaruotų. Tad reikėtų pagalvoti ir apie šį nusileidimo aspektą.

Vaizdai Plutono danguje

Įsivaizduokite, jog esate vienas šios pirmosios ekspedicijos dalyvių. Jūs žengiate ant Plutono paviršiaus ir danguje išvystate nejudantį Plutono mėnulį Charoną. Plutonas ir Charonas vienas į kitą visada atsisukę ta pačia puse ir vienas aplink kitą apskrieja per 6,37 žemiškosios paros. Tačiau Charonas yra tik už 19,6 tūkst. km, kai Mėnulį nuo Žemės skiria apie 385 tūkst. km. Taigi, apie 20 kartų toliau. Todėl Charonas Plutono danguje atrodytų 9 kartus didesnis nei pilnatis Žemėje.

O juk yra ir dar keturi žinomi Plutono mėnuliai – Niktė, Hidra, Cerberis ir Stiksas. Tiesa, šie Plutono danguje būtų matomi kaip lėtai judančios, vis patekančios ir vis nusileidžiančios žvaigždės.

Vis dėlto ryškiausias objektas Plutono danguje būtų Saulė. Tiesa, ji nė iš tolo nebūtų panaši į tokią, kokią ją regime Žemėje. Plutone regimasis Saulės disko skersmuo siektų tik kampinę minutę, tad mūsų žvaigždė ir atrodytų kaip žvaigždė. Tačiau nepaprastai ryški: net -19 ryškio arba 650 kartų ryškesnė už pilnatį.

Ryškiausia planeta Plutono danguje būtų Jupiteris. Jo ryškis siektų apie 2,5 – maždaug tokio ryškio Žemėje yra Didžiųjų Grįžulo Ratų žvaigždės. Saturno plika akimi kartais ir neįžiūrėtume – jo ryškis kistų nuo 4,5 iki 8,5.

O gerai įsižiūrėjus, už maždaug trijų pilnačių nuo žvaigždės dydžio Saulės, turėtume pastebėti gerokai blausesnę melsvą žvaigždelę. Tas blyškus mėlynas taškas būtų mūsų Žemė. Įdomu tai, kad jos ryškis siektų 3,7 ir ji būtų įžiūrima plika akimi, tačiau tai padarytų trukdytų akinantys visai čia pat esančios Saulės spinduliai. Ten mūsų namai. Į kuriuos, skirtingai nei New Horizons, misija būtinai keliautų atgal.

Visa tai kol kas fantastika? Galbūt. Tačiau nereikėtų pamiršti, kad Plutonas atrastas vos prieš 85-erius metus. O dabar šios planetos link skrieja zondas, skraidinantis Plutono atradėjo Clyde Tombaugh (1906–1997) pelenus. Ar 1930-aisiais tai atrodė įmanoma? Ko sulauksime per kitus 85-erius metus?