Race to the Moon:Μέσα στα σχέδια της Κίνας για την κατασκευή μιας σεληνιακής βάσης

Τις ημέρες των εγκαινίων της Πρωτοχρονιάς, ενώ οι περισσότεροι ξεπερνούσαμε ακόμη τις υπερβολές της εορταστικής περιόδου, ένα τεράστιο κενό στην εξερεύνηση του Ηλιακού Συστήματος καλυπτόταν αθόρυβα. Είχαμε στείλει στο παρελθόν ανιχνευτές σε κάθε πλανήτη του Ηλιακού Συστήματος, είχαμε στενές συναντήσεις με κομήτες, προσγειωθήκαμε σε αστεροειδείς και αγγίξαμε ένα από τα φεγγάρια του Κρόνου. Την ημέρα της Πρωτοχρονιάς, ο ανιχνευτής New Horizons της NASA τράβηξε φωτογραφίες του Ultima Thule, ενός αντικειμένου της ζώνης Kuiper που απέχει περισσότερο από 6,5 δισεκατομμύρια χιλιόμετρα από τον Ήλιο.

Ωστόσο, όλα αυτά συνέβησαν προτού προσγειωθούμε κάτι στη μακρινή πλευρά του πλησιέστερου ουράνιου γείτονά μας, της Σελήνης. Αυτό το κατόρθωμα διεκδικήθηκε τελικά από την Κινεζική Διαστημική Υπηρεσία με την επιτυχή πτώση της αποστολής Chang'e 4 στην επιφάνεια της Σελήνης στις 3 Ιανουαρίου. Μόλις 12 ώρες αργότερα, το ρόβερ Yutu 2 κατέβηκε σε μια ράμπα για να αποτυπώσει τα ίχνη των ελαστικών του στη σεληνιακή σκόνη στην μακρινή πλευρά της Σελήνης για πρώτη φορά. «Είναι μια εξαιρετικά σημαντική στιγμή στην ιστορία της εξερεύνησης του διαστήματος», λέει ο καθηγητής Ian Crawford, πλανητολόγος στο Πανεπιστήμιο Birkbeck του Λονδίνου.

Το Chang'e πήρε το όνομά της από την κινεζική θεά της Σελήνης, με τον Yutu να είναι το κατοικίδιο άσπρο κουνέλι της που πιστεύεται ότι είναι ορατό στην επιφάνεια της Σελήνης, όπως ο άνθρωπος στη Σελήνη εδώ στη Δύση. Το Chang'e 4 σηματοδοτεί την επιστροφή στην επιφάνεια της Σελήνης μετά από χρόνια ανθρώπινης αδιαφορίας, καθώς προσπαθούσαμε να εξερευνήσουμε το υπόλοιπο ηλιακό σύστημα.

Το ενδιαφέρον για όλα τα σεληνιακά πράγματα άρχισε να μειώνεται μετά το τέλος του προγράμματος Apollo το 1972, με ακόμη και ρομποτικές αποστολές στην επιφάνεια της Σελήνης να εξαφανίζονται μέχρι το 1976. Και έτσι παρέμεινε μέχρι τον Δεκέμβριο του 2013, όταν η Κίνα προσγειώθηκε το πρώτο ρόβερ Yutu στην κοντινή πλευρά του Σελήνη ως μέρος της αποστολής Chang'e 3, καθιστώντας τους μόνο το τρίτο έθνος μετά τις ΗΠΑ και τη Ρωσία που αποστέλλει και προσγειώνει επιτυχώς ένα σεληνιακό ρόβερ.

Αλλά η αποστολή Chang’e 3 δεν ήταν χωρίς δυσκολίες, καθώς ένα τεχνικό σφάλμα εμπόδισε την κίνηση του ρόβερ λίγο μετά την προσγείωση. Ο ύποπτος ένοχος ήταν οι πιο συχνές συναντήσεις με βράχους από ό,τι αρχικά είχε φανταστεί. Λαμβάνοντας υπόψη αυτά τα ζητήματα, η μεταγενέστερη κίνηση της κινεζικής διαστημικής υπηρεσίας ήταν γενναία. "Είναι πολύ εντυπωσιακό το γεγονός ότι η επόμενη προσπάθειά τους ήταν στην μακρινή πλευρά της Σελήνης", λέει ο Crawford.

Λόγω της βαρυτικής έλξης της Γης, βλέπουμε μόνο τη μία πλευρά της Σελήνης - η άλλη είναι μόνιμα στραμμένη μακριά από εμάς. Γι' αυτό το Chang'e 4 προσγειώθηκε κατά τη διάρκεια μιας νέας Σελήνης, μια εποχή που η πλευρά μας είναι σκοτεινή και η μακρινή πλευρά φωτίζεται πλήρως από τον Ήλιο. Ανεξάρτητα από την πλευρά που προσγειώνονται, οι αποστολές στη Σελήνη πρέπει να υπομείνουν δύο εβδομάδες ψυχρού σκοταδιού, ακολουθούμενες από ένα δεκαπενθήμερο έντονα φωτεινού φωτός.

Ο μόνος τρόπος για να μάθετε περισσότερα για την μακρινή πλευρά είναι να στείλετε ανιχνευτές (ή άτομα) γύρω από την πλάτη για μια πιο προσεκτική ματιά. Ενώ η πρώτη εικόνα της μακρινής πλευράς τραβήχτηκε το 1959, μέχρι τώρα χρειάστηκε να προσγειωθεί μια ανιχνευτής σε αυτήν. Η NASA απέρριψε την ιδέα αποστολής του Apollo 17, της τελευταίας ανθρώπινης αποστολής προσγείωσης, εκεί τη δεκαετία του 1970, εν μέρει λόγω των δυσκολιών στην επικοινωνία - η ίδια η Σελήνη εμποδίζει τα άμεσα ραδιοφωνικά σήματα με τη Γη.

Σεληνιακή προσγείωση

Για να ξεπεράσουν τα προβλήματα επικοινωνίας, οι Κινέζοι στάθμευσαν τον δορυφόρο Queqiao (Γέφυρα Magpie) σε σεληνιακή τροχιά πέρυσι για να μεταδώσει μηνύματα στην πατρίδα. Το Queqiao περιφέρεται σε τροχιά 65.000 χιλιόμετρα πέρα ​​από τη Σελήνη και μεταδίδει σήματα πίσω στην Κίνα και σε άλλους σταθμούς βάσης σε όλο τον κόσμο. Αυτό το σύστημα κάνει την αποστολή περισσότερο περίπλοκο μπαλέτο παρά κοντά σε πλευρικές προσγειώσεις. Οι επιστήμονες της αποστολής πέρασαν τέσσερις εβδομάδες πριν από το touchdown δοκιμάζοντας αυτό το κρίσιμο σύστημα ρελέ. Η μακρινή πλευρά είναι επίσης πολύ πιο οδοντωτή σε σύγκριση με τη σχετική ομαλότητα της κοντινής πλευράς, πράγμα που σημαίνει ότι υπάρχουν ακόμη περισσότεροι πιθανοί κίνδυνοι που πρέπει να αποφευχθούν κατά την προσγείωση.

Σύμφωνα με τον καθηγητή Bernard Foing, εκτελεστικό διευθυντή της Διεθνούς Ομάδας Εργασίας για την Εξερεύνηση της Σελήνης, η επιτυχία απαιτούσε «ορισμένους κρίσιμους ελιγμούς, όπως εκτόξευση, διασεληνιακή έγχυση, σύλληψη σελήνης, αποτροχία, σταθεροποίηση και ελεγχόμενη κάθοδος, αποφυγή κινδύνου, ήπια προσγείωση, την ανάπτυξη και θέση σε λειτουργία ρόβερ και οργάνων». Φαίνεται ότι όλα λειτούργησαν τέλεια. «Η όλη διαδικασία ήταν όπως αναμενόταν, το αποτέλεσμα ήταν αρκετά ακριβές και η προσγείωση ήταν πολύ σταθερή», δήλωσε ο επικεφαλής σχεδιαστής Sun Zezhou στα κινεζικά κρατικά μέσα, λίγο μετά την επιβεβαίωση της επιτυχίας.

Το σημείο προσγείωσής τους ήταν ο κρατήρας Von Kármán πλάτους 180 km, που πήρε το όνομά του από τον αεροδιαστημικό μηχανικό Theodore von Kármán, ο οποίος έκανε πολλές σημαντικές προόδους στον τομέα της αεροδυναμικής τον 20ο αιώνα. Είναι ένα σημείο πρόσκρουσης που υπερτίθεται σε μια πολύ μεγαλύτερη ουλή σύγκρουσης γνωστή ως λεκάνη Νότιου Πόλου-Aitken. «Είναι η μεγαλύτερη, βαθύτερη και παλαιότερη δομή πρόσκρουσης της Σελήνης», λέει ο Φόινγκ. Τοποθετήστε το Έβερεστ στο πάτωμα του κρατήρα και η κορυφή του δεν θα ήταν κοντά στο να ξεπροβάλει πάνω από την κορυφή.

Έχει ακραίο γεωλογικό ενδιαφέρον καθώς θα μπορούσε να παρέχει ενδείξεις για τον τρόπο που σχηματίστηκε η Σελήνη από τα συντρίμμια που πετάχτηκαν στο διάστημα μετά τη σύγκρουση ενός μικρού πλανήτη με τη βρεφική Γη. Ο κρατήρας πλημμύρισε με λάβα κατά τις πρώτες μέρες της Σελήνης, που σημαίνει ότι το πάτωμα του κρατήρα είναι απίστευτα λείο και πολύ λιγότερο επικίνδυνο να προσγειωθεί από ό,τι αλλού στην μακρινή πλευρά. "Επιλέχτηκε πολύ με γνώμονα την ασφάλεια", λέει ο Crawford.

Η κολοσσιαία πρόσκρουση που σχημάτισε τη λεκάνη του Aitken θα μπορούσε κάλλιστα να είχε διεισδύσει βαθιά στον μανδύα της Σελήνης, εκθέτοντας βαθύτερο υλικό βασάλτη στην επιφάνεια. «Κανείς δεν έχει μετρήσει ποτέ πριν τη σύσταση του βασάλτη της μακρινής πλευράς», λέει ο Crawford. Ωστόσο, κάτι τέτοιο δεν είναι σίγουρο, καθώς τα ενδιαφέροντα πράγματα μπορεί να έχουν καλυφθεί από τις ροές λάβας που πλημμύρισαν τη λεκάνη.

Όπως κάθε διαστημική αποστολή, οι επιστήμονες του Chang'e 4 έπρεπε να εξισορροπήσουν τον κίνδυνο και την ανταμοιβή. Έτσι περιέλαβαν έναν άλλο τρόπο λήψης δεδομένων για το υπέδαφος της Σελήνης – το ρόβερ Yutu 2 φέρει ένα όργανο που ονομάζεται Σεληνιακό Ραντάρ διείσδυσης (LPR) που μπορεί να σαρώσει τη δομή της μακρινής πλευράς της Σελήνης σε βάθος 100 μέτρων.

Η γεωλογία απέχει πολύ από τον μοναδικό στόχο του Chang'e 4. Μια μεγάλη σειρά από άλλα πειραματικά όργανα τοποθετήθηκαν επίσης στο πίσω μέρος του Chang'e 4 και μεταφέρθηκαν στη Σελήνη. Η μακρινή πλευρά της Σελήνης θεωρείται από πολλούς αστρονόμους ως το ιδανικό μέρος για την κατασκευή ενός ραδιοτηλεσκοπίου. Προφυλαγμένο από το βουητό φόντου της Γης από την ίδια τη Σελήνη, οποιοδήποτε αστεροσκοπείο εκεί θα ήταν ελεύθερο να κάνει ευαίσθητες μετρήσεις αχνών αστρονομικών ραδιοφωνικών σημάτων. Το Chang'e 4 περιλαμβάνει ένα όργανο ικανό να ακούει χώρο σε ένα ευρύ φάσμα συχνοτήτων. Εάν τα αποτελέσματά του αποδειχθούν καρποφόρα, ο Crawford πιστεύει ότι θα μπορούσε να οδηγήσει σε πολύ πιο εξελιγμένες αποστολές ραδιοαστρονομίας στο μέλλον.

Ωστόσο, η πλειονότητα των μη γεωλογικών πειραμάτων του Chang'e 4 έχουν σχεδιαστεί για να διερευνήσουν την πιθανότητα μελλοντικών ανθρώπινων αποστολών πίσω στη Σελήνη. Σύμφωνα με τον Φόινγκ, ένα πείραμα που ονομάζεται ASAN, «θα μελετήσει πώς ο ηλιακός άνεμος αλληλεπιδρά με τη σεληνιακή επιφάνεια και ίσως ακόμη και τη διαδικασία πίσω από το σχηματισμό του σεληνιακού νερού». Η λεκάνη του Νότιου Πόλου-Aitken πιστεύεται ότι φιλοξενεί μεγάλες ποσότητες πάγου νερού – ένας κρίσιμος πόρος για τους αυριανούς κατοίκους της Σελήνης.

Οι επίδοξοι αστροναύτες θα είναι επίσης απροστάτευτοι από τη σκληρότητα του διαστήματος. Θα ήταν επιρρεπείς σε σημαντικές δόσεις ακτινοβολίας από ηλιακές καταιγίδες και κοσμικές ακτίνες που δημιουργούνται από αστέρια που εκρήγνυνται αλλού στον Γαλαξία. Το πείραμα με τα νετρόνια και τη δοσιμετρία σεληνιακής προσγείωσης (LND), που αναπτύχθηκε σε συνεργασία με το Πανεπιστήμιο του Κιέλου στη Γερμανία, θα αξιολογήσει την ισχύ αυτής της δόσης κοντά στο σημείο προσγείωσης του Chang'e 4.

Η ζωή στη Σελήνη

Ένα πείραμα που πυροδότησε τη συλλογική μας φαντασία όταν προσγειώθηκε ο καθετήρας ήταν το Σεληνιακό Μικρο Οικοσύστημα. Αυτό το σφραγισμένο κυλινδρικό δοχείο 18 εκατοστών περιείχε διάφορους σπόρους και αυγά μεταξοσκώληκα, με μια μικροσκοπική κάμερα που παρακολουθούσε για να δει αν αυτά τα ζωντανά όντα θα μπορούσαν να βρουν μια ύπαρξη στο σκληρό, εξωγήινο περιβάλλον στη Σελήνη. Αμέσως μετά την έναρξη του πειράματος, φύτρωσαν σπόροι βαμβακιού, ωστόσο, μόνο μια μέρα αργότερα αναφέρθηκε ότι το βλαστό δεν κατάφερε να επιβιώσει από την παγωμένη θερμοκρασία της σεληνιακής νύχτας. Κανένας από τους άλλους οργανισμούς επί του σκάφους –πατάτες, ελαιοκράμβη, κάρδαμο ποντικιού, μαγιά ή αυγά μύγας φρούτων– δεν έδειξε σημάδια ζωής και το πείραμα διακόπηκε μόλις λίγες μέρες μετά την προγραμματισμένη περίοδο των 100 ημερών. Παρόλα αυτά, σε δεκαετίες από τώρα, οι άνθρωποι θα μπορούσαν να κοιτάξουν πίσω σε αυτό το πείραμα ως την αρχή της ζωής στη Σελήνη.

Μην κάνετε λάθος για αυτό προετοιμάζεται η Κίνα. Οι πρόσφατες εκτοξεύσεις τους ακολουθούν περίπου το ίδιο μοτίβο με τη NASA πριν από την εποχή του Απόλλωνα. Πρώτα εκτοξεύστε δορυφόρους στη Σελήνη (Chang'e 1 και 2), στη συνέχεια προσγειώστε ένα rover στην κοντινή πλευρά (Chang'e 3). Αυτή η νέα μακρινή προσγείωση είναι μια πραγματική επίδειξη προθέσεων. "Η αποστολή Chang'e 4 θα προωθήσει την τεχνική της ωριμότητα για μελλοντικές ρομποτικές και ανθρώπινες προσγειώσεις", λέει ο Foing.

Η Κίνα θέλει να θεωρείται στο ίδιο πρωτάθλημα με τις ΗΠΑ και τη Ρωσία όσον αφορά την εξερεύνηση του διαστήματος. Ο Yang Liwei έγινε ο πρώτος Κινέζος αστροναύτης (ονομάζεται επίσης ταϊκοναύτης) το 2003. Μέχρι στιγμής, 12 ταϊκοναύτες έχουν πάει στο διάστημα, μερικοί από τους οποίους στάλθηκαν σε έναν πρωτότυπο κινεζικό διαστημικό σταθμό που ονομάζεται Tiangong-1, ο οποίος παρέμεινε σε λειτουργία γύρω από τη Γη από το 2011 έως 2018 πριν πέσει από τροχιά πάνω από τον νότιο Ειρηνικό Ωκεανό και φέρεται να καεί στην ατμόσφαιρα.

Τώρα, οι Κινέζοι έχουν ξεκινήσει την κατασκευή ενός νέου, πιο φιλόδοξου τροχιακού φυλακίου σε μια προσπάθεια να ταιριάξει με το ανάστημα του μακροχρόνιου Διεθνούς Διαστημικού Σταθμού. Ελπίζουν να το έχουν τελειώσει μέχρι το 2022. Αυτό που μαθαίνουν εκεί, σε συνδυασμό με τα μαθήματα από το Chang'e 4, θα μπορούσαν να δουν την Κίνα να στέλνει τους πρώτους ταϊκοναύτες στη Σελήνη ήδη από το 2025.

Στο μεταξύ, περισσότερες ρομποτικές αποστολές βρίσκονται ήδη στα σκαριά. «Τα επόμενα βήματά τους θα είναι τα Chang'e 5 και 6», λέει ο Foing. Το πρώτο θα μπορούσε να εκτοξευθεί ήδη από τον Δεκέμβριο του 2019 και θα στοχεύει στην επιστροφή δειγμάτων σεληνιακού υλικού από την κοντινή πλευρά. Η επιτυχία θα δείξει ότι οι Κινέζοι μπορούν να επιστρέψουν υλικό από τη Σελήνη, ανοίγοντας το δρόμο για να φέρουν και τους ανθρώπους πίσω. "Σχεδιάζονται πολλά άλλα ρομποτικά προσγειωμένα σκάφη που θα μπορούσαν να δημιουργήσουν ένα de facto σεληνιακό ρομποτικό χωριό", λέει ο Foing.

Διαστημικός αγώνας

Υπάρχει ένα άλλο πιθανό πλεονέκτημα που μπορεί να αποκομιστεί από τις πρόσφατες αποστολές Chang'e. Καμία άλλη χώρα δεν έχει προσγειωθεί τίποτα στη Σελήνη από τη δεκαετία του 1970. Έχοντας άμεσα διαθέσιμη τεχνολογία για να το κάνει αυτό, θα μπορούσε να φέρει την Κίνα στην πρώτη θέση στην εκμετάλλευση των φυσικών πόρων της Σελήνης. Αναλύοντας τη σύνθεση της σεληνιακής μακρινής πλευράς, θα μπορούσαν να αποκτήσουν πολύτιμες πληροφορίες για το είδος των θησαυρών που ενδεχομένως προσφέρονται. Η Σελήνη θεωρείται ήδη ότι περιέχει σημαντικές ποσότητες ηλίου-3, το οποίο είναι μια χημική ουσία που είναι εξαιρετικά σπάνια στη Γη. Τι άλλο θα μπορούσαν να βρουν σκίουρο μακριά σε αυτούς τους ανεξερεύνητους βράχους; Θα μπορούσε να πυροδοτηθεί ένας σύγχρονος διαστημικός αγώνας καθώς οι υπερδυνάμεις ανταγωνίζονται ξανά για την υπεροχή εκτός της Γης;

Ορισμένοι είναι νευρικοί σχετικά με το τι θα μπορούσε να σημαίνει για την πιθανή κινεζική στρατιωτικοποίηση του διαστήματος. Η χώρα είναι συμβαλλόμενο μέρος στη Συνθήκη για το Διάστημα του 1967, η οποία απαγορεύει στους υπογράφοντες να τοποθετήσουν όπλα μαζικής καταστροφής στη Σελήνη. Ωστόσο, η Κίνα στο παρελθόν έχει κάμψει τους διαστημικούς της μύες, κυρίως όταν κατέστρεψε έναν από τους δικούς της μετεωρολογικούς δορυφόρους το 2007 χρησιμοποιώντας έναν πύραυλο που εκτοξεύτηκε από το έδαφος. Ενώ άλλες διαστημικές υπηρεσίες έσπευσαν να συγχαρούν τους Κινέζους για την τελευταία τους επιτυχία και να μιλήσουν ανοιχτά για πιθανά κοινά έργα, μένει να δούμε αν το μέλλον θα αφορά περισσότερο τον ανταγωνισμό ή τη συνεργασία.

• Αυτό είναι απόσπασμα από το τεύχος 332 του BBC Focus περιοδικό - Εγγραφείτε εδώ