Kosmiczni posłańcy

Właśnie mija 50 lat od wystrzelenia pierwszego sztucznego satelity Ziemi. Od tego czasu technologia satelitarna zagościła na dobre w naszych domach, samochodach, a nawet telefonach. Co dalej?

Tri, dwa, odin, zażyganje! 4 października 1957 roku o 20.28 czasu polskiego z kazachskiej pustyni w okolicach wioski Tiuratam wystartowała radziecka rakieta balistyczna R-7. Już kilka minut później wiadomo było, że Rosjanie wygrali pierwszy etap wyścigu w kosmos. Pojazd wszedł na orbitę i wypuścił pierwszego sztucznego satelitę Ziemi. Wąsatą kulę – Sputnika 1 – znają chyba wszyscy. Satelita nadawał sygnał radiowy, w którym zakodowane były informacje o temperaturze i ciśnieniu we wnętrzu aluminiowej kuli. Wystrzelenie Sputnika rozpoczęło wielki wyścig kosmiczny dwóch supermocarstw – USA i ZSRR. Rosjanie musieli udowodnić światu przewagę ustroju komunistycznego nad kapitalistycznym, Amerykanie zaś, co oczywiste, nie chcieli oddać pola komuchom.

Mimo to przegrywali w wyścigu dość konsekwentnie. Gdy ich rakiety jedna po drugiej eksplodowały na wyrzutniach, Rosjanie zdążyli wysłać w kosmos pierwsze żywe stworzenie, psa Łajkę (która, biedaczysko, zdechła ze strachu i przegrzania na pokładzie rakiety). Dopiero w styczniu 1958 roku specjaliści z USA umieścili na orbicie swego pierwszego satelitę, a w marcu drugiego – Vanguard 1, który do dziś krąży wokół Ziemi (i według obliczeń będzie to robić jeszcze przez 200 lat). Dziś do kosmicznego peletonu dołączają kolejne państwa. I choć sam wyścig nadal ma znaczenie polityczne, współczesne satelity to przede wszystkim biznes.

WIZJONER Z CARSKIEJ ROSJI

Podwaliny teoretyczne pod całą eksplorację kosmosu położył na przełomie XIX i XX wieku Konstantin Ciołkowski (żaden polski autor nie może pominąć milczeniem faktu, że ojciec Ciołkowskiego był Polakiem). To on obliczył, jaką trzeba nadać prędkość obiektowi poruszającemu się po orbicie, by nie spadł na Ziemię, i zaproponował konstrukcję rakiety. Był to niezwykle płodny naukowiec, a przy okazji wizjoner. Wymyślił stację kosmiczną, śluzę powietrzną, rakietę wielostopniową, silniki sterujące. Pracę („Isledowanije mirowych prostranstw reaktywnymi priborami” – Badanie światowych przestrzeni narzędziami reakcyjnymi), w której kładzie podwaliny pod współczesną wiedzę kosmonautyczną, opublikował w 1903 roku, gdy bracia Wright jeszcze składali rowery. A co ciekawe, Ciołkowski do emerytury pracował jako… nauczyciel matematyki w szkole średniej. Jego prace inspirowały wielu innych naukowców. W latach 30. i 40. XX wieku najwięcej w tej dziedzinie odkryli Niemcy, dlatego w czasie II wojny byli w stanie budować rakiety.

Po wojnie instalacje badawcze zostały zdemontowane, a naukowcy z dobrodziejstwem inwentarza przewiezieni do Rosji i Ameryki, gdzie pracowali dalej. Najważniejsze oczywiście było zbudowanie pocisków międzykontynentalnych do przewożenia ładunków nuklearnych, ale z czasem wiedza militarna posłużyła do mniej wojennych zastosowań eksploracji kosmosu. Choć z drugiej strony pierwsze satelity szpiegowskie wystrzelono już w 1959 roku, a wojskowi co i rusz wtrącali się do cywilnych projektów. Na przykład gdy powstawały promy kosmiczne, amerykańska armia zażądała dużej przestrzeni ładunkowej, by można było w niej umieszczać satelity wojskowe.

Rosjanie, widząc, że amerykańskie promy kosmiczne mogą być groźną bronią, zaczęli budować swojego Burana i odpuścili dopiero, gdy przekonali się, że Amerykanie naprawdę używają promów do zastosowań cywilnych (przynajmniej w znakomitej większości misji). Zresztą z kosmicznych technologii militarnych mogą również korzystać zwykli ludzie. Klasycznym przykładem jest globalny system nawigacji satelitarnej GPS, budowany pierwotnie przez Amerykanów dla wojska. Teraz Europa chce stworzyć własnego, całkowicie cywilnego Galileo, a Rosjanie wraz z Hindusami próbują skończyć budowę GLONASS, który też ma być powszechnie dostępny.

ZATŁOCZONA ORBITA

Przez ostatnich pięćdziesiąt lat naprawdę sporo sprzętu poleciało w kosmos. Według amerykańskiej Space Surveillance Network, agencji, która od 1957 roku śledzi wszystko, co krąży wokół Ziemi, wysłaliśmy na orbitę naszej planety 26 tys. obiektów, z czego dotąd lata nad naszymi głowami osiem tysięcy (tych większych – drobnych odłamków nikt nie liczy). Tłok straszliwy, a przygnębiający może być fakt, że większość to śmieci: resztki rakiet, martwe satelity itp. Raptem 860 obiektów można zakwalifikować jako użyteczne. Ale trzeba też przyznać, że użyteczne niezwykle. Oprócz wspomnianego systemu GPS, który staje się tak popularny, że można nawet kupić urządzenia nawigacyjne do roweru, na co dzień korzystamy z telewizji satelitarnej. Nieocenione usługi – zwłaszcza podróżnikom albo korespondentom wojennym – oddaje także telefonia satelitarna.

Oprócz tego dzięki satelitom meteorologicznym potrafimy przewidzieć pogodę czy zobaczyć nadciągający huragan, a w maps. google.com obejrzeć z góry nasz dom albo miejsca, które zamierzamy odwiedzić w czasie wakacji. W eksploracji kosmosu rozzuchwaliliśmy się już do tego stopnia, że wysyłamy satelity, które krążą wokół innych planet. Wokół Marsa powoli zaczyna się robić gęsto, a co ciekawe, w 2009 roku wystrzelony zostanie pierwszy prawdziwy satelita telekomunikacyjny dla tej planety – Mars Telecommunication Orbiter. Będzie zajmował się przekazywaniem informacji z różnych sond i łazików badających Czerwoną Planetę. Wysyłamy również satelity heliocentryczne, które krążą po takich orbitach jak planety. Przykładem może być SOHO (Solar and Heliospheric Observatory), służący do badania Słońca. Z kolei sondy Pioneer 11 i 12 oraz Voyager 1 i 2 można uznać za sondy galaktocentryczne, ponieważ krążyć będą wokół centrum galaktyki, podobnie jak nasz Układ Słoneczny.

PODGLĄDANIE E.T.

 

Oczywiście na tym satelitarne pomysły ludzkości się nie kończą. Francuski astronom Antoine Labeyrie chce przyjrzeć się z bliska planetom krążącym wokół innych gwiazd. Wyliczył, że do obejrzenia powierzchni odległego o 10 lat świetlnych globu – tak by było na niej widać lasy, kontynenty i oceany – potrzeba teleskopu z lustrem o średnicy 100–150 kilometrów. To oczywiście fizycznie niemożliwe, by zbudować taki teleskop na Ziemi. Ale w kosmosie – czemu nie? Przy czym nie chodzi o jeden wielki talerz, lecz o setki małych satelitów, które wyposażone będą w lustra odbijające światło z obserwowanego obiektu w kierunku centralnego satelity, przekazującego obraz na Ziemię. Taka konstrukcja pozwoliłaby zajrzeć E.T. do talerza. Nie brakuje też bardziej „przyziemnych” zastosowań.

Jednym z pomysłów jest urządzenie, zbierające energię słoneczną i transmitujące ją na Ziemię w postaci promieniowania mikrofalowego. Projekty tego typu konstrukcji leżą w szufladach inżynierów z NASA i Boeinga, bo pomysły na wykorzystanie w ten sposób energii Słońca pojawiają się już od lat 60. ubiegłego wieku. Co jakiś czas konstruktorzy aktualizują projekty, by nadążały za postępem technologicznym (zastępując np. aluminium włóknem węglowym), bo przy rosnących cenach ropy naftowej być może niedługo zaczną być poważnie brane pod uwagę. Tego typu rozwiązanie ma gigantyczną przewagę nad naziemnymi elektrowniami słonecznymi, które zdane są na łaskę i niełaskę aury. Odpowiednio umieszczony satelita może za to wytwarzać i przekazywać energię niezależnie od grubości pokrywy chmur.

W KOLEJCE DO WYSTRZELENIA

Przed nami także kilka wartych zrealizowania projektów Ciołkowskiego. Rosyjskiemu uczonemu marzyły się kosmiczne stacje, w których można by spędzać wakacje. Nad projektami tego typu pracuje kilka prywatnych firm na świecie, w tym należąca do magnata hotelowego firma Bigelow Aerospace, która testuje nadmuchiwane moduły mieszkalne (niedawno wystrzelili w kosmos drugiego satelię eksperymentalnego). Ciołkowski myślał też o niezwykłych satelitach – przywiązanych do Ziemi.

Na pomysł wpadł, oglądając wieżę Eiffla w Paryżu. Wyliczył, że można postawić gigantyczną budowlę, sięgającą kosmosu, pod warunkiem, że środek ciężkości znajdzie się na orbicie geostacjonarnej. Windy kursujące wzdłuż takiej budowli mogłyby wynosić w kosmos bardzo tanio dowolne ładunki. Na końcu budowli Ciołkowskiemu marzył się podniebny pałac. Nie jest to tylko szalona wizja. Ciołkowski nie wiedział, że przez 100 lat nikt nie będzie w stanie znaleźć materiału wystarczająco lekkiego, by budowla nie zawaliła się pod swoim ciężarem. Ale NASA ambitnie pracuje nad liną, którą można by przywiązać do Ziemi przeciwwagę znajdującą się hen na orbicie i w ten sposób zrealizować projekt kosmicznej windy i kosmicznego pałacu Ciołkowskiego.

Marcin Bójko