Τευχος 40


«Άμεσος στόχος τα ταξίδια στους κοντινούς πλανήτες»

Ένα τυπικό ταξίδι προς αυτόν τον πλανήτη θα χρειαζόταν περίπου 1.000 ημέρες, συμπεριλαμβανομένης της ενός έτους παραμονής στην επιφάνεια του πλανήτη για το ανθρώπινο πλήρωμα. Οι περιορισμοί μιας τέτοιας αποστολής είναι σημαντικοί και δεν έχουμε ακόμη βρει λύσεις, αλλά είναι πιθανό ότι επανδρωμένες αποστολές προς τον Άρη θα πραγματοποιηθούν μέσα στα επόμενα 50 χρόνια. Μεγαλύτερης διάρκειας ταξίδια- π.χ. προσεδάφιση στο φεγγάρι του Δία, Ευρώπη θα απαιτήσουν σημαντικά πιο προηγμένη τεχνολογία. Το προφανές στην περίπτωση του δορυφόρου Ευρώπη είναι ότι βρίσκεται μέσα στις ζώνες ραδιενεργής ακτινοβολίας του Δία, όπου η σωματιδιακή ακτινοβολία θα μπορούσε να αποθέσει θανάσιμη δόση μέσα σε μόνο μερικές ώρες σε μη κατάλληλα προστατευμένους αστροναύτες. Φυσικά, σήμερα γνωρίζουμε ότι συγκεκριμένοι τύποι βακτηρίων έχουν αναπτύξει τη δυνατότητα να επισκευάζουν τον γενετικό τους κώδικα (DΝΑ) ύστερα από βλάβη λόγω ακτινοβολίας κι έτσι μπορούν να επιζήσουν ακόμη και κάτω από ψηλά επίπεδα ακτινοβολίας. Ίσως μέσα στα επόμενα περίπου 50 χρόνια να υπάρξουν φαρμακευτικές αγωγές ικανές να επισκευάζουν το ανθρώπινο DΝΑ, σε τέτοιον βαθμό ώστε το συγκεκριμένο εμπόδιο να παρακαμφθεί ».

- Υπάρχει, επομένως, κάποιο συμπέρασμά σας που θα λειτουργούσε ως μήνυμα προς εμάς, τους απλούς θεατές αυτών των εξερευνήσεων;

«Είναι εμφανές από τα προηγούμενα ότι οποιαδήποτε προσεχής εξερεύνηση, πόσο μάλλον μετακίνηση μεγάλου αριθμού ανθρώπων από τη Γη προς άλλους πλανήτες του ηλιακού μας συστήματος, είναι προς το παρόν μη εφικτή. Άρα, είναι καλό να συνειδητοποιήσουμε όλοι μας ότι ο ενθουσιασμός μας από τις ανακαλύψεις στο Διάστημα δεν μπορεί να αντισταθμίσει τις απογοητεύσεις μας απ΄ όσα συμβαίνουν στη Γη. Τα προβλήματά μας βρίσκονται εδώ και εδώ πρέπει να τα αντιμετωπίσουμε! Η διαφυγή προς άλλα ουράνια αντικείμενα, κοντινά ή μακρινά, δεν αποτελεί ορατή λύση για τουλάχιστον μερικές χιλιετίες, αν όχι δεκάδες χιλιετίες».

Οι πλανήτες της γειτονιάς μας

Ως και λιγότερο από 15 χρόνια πριν, η γνώση μας σχετικά με το Σύμπαν ήταν τέτοια ώστε γνωρίζαμε μόνο τους πλανήτες εκείνους οι οποίοι περιφέρονται γύρω από το τοπικό μας αστέρι, τον Ήλιο. Σήμερα γνωρίζουμε ότι υπάρχουν τουλάχιστον 333 εξωηλιακοί πλανήτες και 29 πολυπλανητικά συστήματα, σχεδόν όλα από τα οποία ανακαλύφθηκαν τα τελευταία 10 χρόνια. Οι πλανήτες είναι μεγάλα σώματα σε τροχιά γύρω από τον Ήλιο. Οι πρώτοι έξι, στο ηλιακό μας σύστημα, ήταν αρκούντως φωτεινοί ώστε να είναι ήδη γνωστοί από την αρχαιότητα. Τώρα βλέπουμε ότι υπάρχουν πολλά αντικείμενα που περιφέρονται σε τροχιές γύρω από τον Ήλιο, ακόμη και σε τεράστιες αποστάσεις, συμπεριλαμβανομένου του πιο πρόσφατου σημαντικού νανοπλανήτη, της Έριδος, σε απόσταση που ανέρχεται στις 98 ΑU (1 ΑU=150 εκατ. χλμ.). Πιο πέρα υπάρχει το νέφος του Οrt, με αντικείμενα ποικίλου μεγέθους, πηγή των περισσοτέρων από τους κομήτες που εμφανίζονται περιστασιακά στο εσωτερικό ηλιακό σύστημα.

Απ΄ όλους αυτούς, ονομάζουμε «εσωτερικούς πλανήτες» τους τέσσερις εκείνους που βρίσκονται σε απόσταση από 58 ως 228 εκατ. χλμ. από τον Ήλιο, δηλαδή τους Ερμή, Αφροδίτη, Γη και Άρη. Υπάρχει ομοιότητα μεταξύ της Γης και της Αφροδίτης στο μέγεθος, καθώς επίσης και στην πυκνότητα. Ωστόσο αξιοσημείωτη διαφορά εντοπίζεται στη διακύμανση της θερμοκρασίας: Η επιφάνεια της Αφροδίτης βρίσκεται στη σταθερή θερμοκρασία των 462 βαθμών Κελσίου, ενώ εκείνη της Γης κυμαίνεται από το ελάχιστο των-99 τον χειμώνα, στους πόλους, ως το μέγιστο των 58 βαθμών Κελσίου, στον Ισημερινό. Άλλα εντυπωσιακά στοιχεία είναι η απουσία ατμόσφαιρας στον Ερμή, η εξαιρετικά πυκνή ατμόσφαιρα της Αφροδίτης και η υποτυπώδης ατμόσφαιρα του Άρη. Η σύνθεση των ατμοσφαιρών επίσης διαφέρει σημαντικά μεταξύ των τεσσάρων αυτών πλανητών. Μικρές ποσότητες νατρίου στον Ερμή, κυριαρχία του διοξειδίου του άνθρακα στην ατμόσφαιρα της Αφροδίτης, κυριαρχία του αζώτου στη Γη αλλά με ένα πολύ σημαντικό ποσοστό οξυγόνου και, τελικά, διοξείδιο του άνθρακα, λίγο άζωτο και ίχνη από αργό στην ατμόσφαιρα του Άρη. Είναι επίσης αξιοσημείωτο ότι η Γη έχει το ισχυρότερο μαγνητικό πεδίο από τους τέσσερις πλανήτες, ενώ σχεδόν μηδενικό μαγνητικό πεδίο μετρήθηκε στην Αφροδίτη και ένα πολύ ασθενές στην περίπτωση του Ερμή και του Άρη.

Η προφανής ερώτηση είναι πώς είναι δυνατόν τρεις από τους τέσσερις εσωτερικούς πλανήτες, δηλαδή η Αφροδίτη, η Γη και ο Άρης, να βρίσκονται στην ίδια γενικά περιοχή του ηλιακού συστήματος, προφανώς ξεκινώντας από παρόμοια αρχική κατάσταση ως προς τη σύνθεση και τα χαρακτηριστικά της επιφάνειάς τους, καταλήγοντας ωστόσο σε μια τελική κατάσταση τόσο έντονα διαφορετική για καθέναν από τους τρεις. Είναι ξεκάθαρο ότι η Αφροδίτη είναι ένα ακραίο παράδειγμα παγκόσμιας θέρμανσης (φαινόμενο του θερμοκηπίου), με μια ατμόσφαιρα ουσιαστικά αποτελούμενη μονάχα από διοξείδιο του άνθρακα, χωρίς καθόλου νερό. Στην πραγματικότητα τα σύννεφα στην ατμόσφαιρα της Αφροδίτης περιλαμβάνουν σταγονίδια θειικού οξέος, του οποίου τα διαβρωτικά αποτελέσματα όλοι γνωρίζουμε πολύ καλά (όξινη βροχή). Ο Άρης είχε νερό στην επιφάνειά του στο παρελθόν, όπως είναι εμφανές από τα πολλά άνυδρα ρυάκια, καθώς επίσης και από τον υδάτινο πάγο στο βόρειο και νότιο πολικό «πηλίκιο». Το νερό ωστόσο, το οποίο ήταν άφθονο την ίδια περίοδο όπου η Γη επίσης είχε πολύ νερό στην ατμόσφαιρα και στην επιφάνειά της, εξαφανίστηκε περίπου 500 εκατομμύρια χρόνια μετά τη δημιουργία του ηλιακού συστήματος. Σήμερα γνωρίζουμε ότι αρκετό από το νερό απορροφήθηκε από το έδαφος και μπορεί κάλλιστα να βρίσκεται σε υγρή φάση σε φυσικές δεξαμενές κάτω από το έδαφος, καθώς η θερμοκρασία στην επιφάνεια είναι τέτοια ώστε το νερό μπορεί να υπάρξει μονάχα ως πάγος ή ως ατμός. Είναι αξιοσημείωτο ότι η παρουσία νερού στα πολικά «πηλίκια» του Άρη είναι γνωστή από τις αρχές της δεκαετίας του ΄70, από φασματοσκοπικές μετρήσεις του διαστημόπλοιου Μariner. Τότε αποκαλύφθηκε η ύπαρξή του σε διάφορες περιοχές του πλανήτη και, αργότερα, εντοπίστηκε εντός 10 εκατοστών από την επιφάνειά του, με μετρήσεις από το διαστημόπλοιο της ΝΑSΑ Οδύσσεια, ενώ τελικά ταυτοποιήθηκε χημικά μετά την προσεδάφιση του διαστημόπλοιου Φοίνιξ, στις 25 Μαΐου του 2007.

Τα voyager ταξιδευουν στον γαλαξία

Mετά τη διάβασή του από τον πλανήτη Ποσειδώνα, το Voyager 2 κατευθύνθηκε νοτίως της ελλειπτικής, ενώ το Voyager 1 κατευθύνθηκε προς το βόρειο τμήμα της ηλιόσφαρας. Έτσι ξεκίνησε μια νέα αποστολή με το όνομα «Voyager Ιnterstellar Μission» (Διαστρική Αποστολή Voyager) με την προσμονή ότι ένα ή και τα δύο αυτά διαστημόπλοια θα προσεγγίσουν τελικά τον μεσοαστρικό χώρο. Τα Voyager συνέχισαν να κάνουν ανακαλύψεις, όπως η διάβαση του ορίου της ηλιακής ατμόσφαιρας (κρουστικό κύμα παύσης).

Τo Voyager 1, ευρισκόμενο σε απόσταση 16,6 δισ. χλμ., είναι το πιο μακρινό από τον Ήλιο ανθρώπινο κατασκεύασμα ως σήμερα.

Αναμένεται ότι τα δύο διαστημόπλοια θα προσεγγίσουν τον εντελώς ανεπηρέαστο από τον ηλιακό άνεμο μεσοαστρικό χώρο, σε περίπου 10 χρόνια. Και τα δύο έχουν αρκετή ισχύ ώστε να συνεχίζουν τη λειτουργία τους τουλάχιστον ως το έτος 2020. Θα αρχίσουν τότε να περιπλανώνται μέσα στον γαλαξία μας. Το Voyager 1 θα φθάσει στον ΑC+793888 του αστερισμού της Καμηλοπάρδαλης σε περίπου 40.000 χρόνια. Το Voyager 2 εν τω μεταξύ κινείται προς την κατεύθυνση του Σείριου, στον οποίο αναμένεται να φθάσει σε περίπου 296.000 χρόνια. Οι αποστάσεις των κοντινότερων αστέρων είναι πραγματικά τεράστιες και τα Voyager, αν και αποτελούν τα πιο προηγμένα διαστημόπλοια του 20ού αιώνα, κινούνται με συγκριτικά χαμηλή ταχύτητα (περίπου 17 χλμ. / sec ή περίπου 61.200 χλμ. / ώρα).

Οι εκπλήξεις του ηλιακού συστήματος

Μετά την αρχική εξερεύνηση του Δία και του Κρόνου από τα διαστημόπλοια Ρioneer 10 και 11, απέμεινε στις αποστολές των Voyager 1 και 2 να παράσχουν μια πιο λεπτομερή αναγνώριση των εξωτερικών πλανητών, αρχίζοντας με τον Δία το 1979 και συνεχίζοντας με κοντινές διαβάσεις από τον Κρόνο το 1980 και το 1981. Το Voyager 2 συνέχισε σε μια τροχιά που προέβλεπε την εξερεύνηση του Ουρανού και του Ποσειδώνα, ενώ το διαστημόπλοιο Voyager 1 συνέχισε σε τροχιά που κατευθύνεται έξω από το επίπεδο της εκλειπτικής, προς το μεσοαστρικό Διάστημα.

Το διαστημόπλοιο Voyager παρείχε εντυπωσιακές εικόνες καθώς επίσης και λεπτομερή δεδομένα σχετικά με τη φύση και τη σύνθεση των εξωτερικών πλανητών και των δορυφόρων τους. Ενα τέτοιο παράδειγμα ήταν η ερυθρά κηλίδα του πλανήτη Δία, η διάμετρος της οποίας είναι περίπου τριπλάσια της Γης. Άλλο σημαντικό εύρημα είχαμε κατά τη μελέτη της επιφάνειας της Ευρώπης, της δεύτερης από τους δορυφόρους του Δία που ανακάλυψε ο Γαλιλαίος με το πρώτο τηλεσκόπιο, πριν από περίπου 400 χρόνια. Μετρήσεις από το μαγνητόμετρο του διαστημόπλοιου Γαλιλαίος (εξ ου και το όνομά του) μας βοήθησαν να διακρίνουμε ότι κάτω από το παχύ στρώμα πάγου υπάρχει ένας ωκεανός υγρού νερού, σε θερμοκρασίες που είναι αρκετά πάνω από το μηδέν. Πιστεύεται ότι σε ένα τέτοιο περιβάλλον υπάρχει η πιθανότητα για σημαντική βιολογική δραστηριότητα.

Επίσης, κατά το ταξίδι των δύο Voyager προς τον πλανήτη Κρόνο ανακαλύψαμε έναν ακόμη διαφορετικό κόσμο: Οι επιμήκεις κηλίδες στα εντυπωσιακά δαχτυλίδια του δεν έχουν γίνει ακόμη πλήρως κατανοητές. Κάτι ακόμη πιο απρόσμενο ήταν η πυκνή ατμόσφαιρα του δορυφόρου Τιτάνα, που αποτελείται κυρίως από άζωτο με ποσοστό μεθανίου και άλλων χημικών στοιχείων. Σημειώστε ότι ο Κρόνος έχει πολλούς δορυφόρους- 62 σύμφωνα με την τελευταία καταμέτρηση- που κρύβουν πολλές εκπλήξεις: Κατά την παρατήρηση του δορυφόρου Εγκέλαδου, από το διαστημόπλοιο Cassini το 2005, εντοπίστηκαν στον νότιο πόλο του ιδιόμορφες λωρίδες, οι οποίες τελικά αποκαλύφθηκε ότι εκτοξεύουν πίδακες παγωμένου νερού! Αυτοί οι πίδακες αποτελούνται όχι μονάχα από παγωμένο νερό, αλλά και από άζωτο, διοξείδιο του άνθρακα, όπως επίσης και μεθάνιο. Δεν έγινε ακόμη κατανοητό πώς είναι δυνατόν ένας δορυφόρος του οποίου η διάμετρος είναι 500 χλμ. και η επιφανειακή θερμοκρασία του-200 βαθμοί Κελσίου να εκτοξεύει νερό με τη μορφή σωματιδίων πάγου εμπλουτισμένου με επιπλέον οργανικές ενώσεις, προφανώς από μεγάλο βάθος κάτω από την επιφάνειά του.

Οι μεγαλύτερες εκπλήξεις ωστόσο εμφανίστηκαν κατά την προσεδάφιση της κάψουλας Ηuygens, την οποία μετέφερε στην επιφάνεια του Τιτάνα το Cassini, κατά την αποστολή του προς τον Κρόνο. Είδαμε κανάλια στην επιφάνεια του δορυφόρου αυτού, τα οποία καταλήγουν σε μια λίμνη. Επίσης, από την ανάλυση των δεδομένων που ακολούθησε οδηγηθήκαμε στο συμπέρασμα ότι τα βραχώδη αντικείμενα στην επιφάνεια του δορυφόρου είναι κομμάτια υδάτινου πάγου. Στη συνέχεια της αποστολής ο δορυφόρος Cassini συνέλεξε εικόνες από λίμνες στο βόρειο ημισφαίριο. Μία μάλιστα από αυτές έχει μέγεθος συγκρίσιμο με εκείνο της λίμνης Superior, μεταξύ των ΗΠΑ και του Καναδά. Το υγρό στην περίπτωση των λιμνών του Τιτάνα είναι αιθάνιο και μεθάνιο. Δηλαδή, το μεθάνιο παίζει στην ατμόσφαιρα του Τιτάνα έναν ρόλο παραπλήσιο με εκείνον του νερού στην ατμόσφαιρα της Γης.

Το Voyager 2 συνέχισε το ταξίδι του προς τον πλανήτη Ουρανό, όπου έφθασε στις 24 Ιανουαρίου του 1986. Ο Ουρανός είναι ο μόνος πλανήτης στο ηλιακό σύστημα του οποίου ο άξονας περιστροφής κείται πολύ κοντά στο επίπεδο της ελλειπτικής. Η θερμοκρασία στην κορυφή των νεφών του είναι περίπου-197 βαθμοί Κελσίου, στο μεγαλύτερο μέρος του πλανήτη. Στη διάρκεια της διάβασής του το Voyager ανακάλυψε 10 νέους δορυφόρους και πέταξε πολύ κοντά στο φεγγάρι Μιράντα, το οποίο παρουσιάζει ένα ποικιλόμορφο τοπίο με βαθιές κοιλάδες και τεράστιες πεδιάδες. Τα χαρακτηριστικά αυτά δίνουν σε κάποιον την αίσθηση ενός φεγγαριού το οποίο μπορεί να είχε κατακερματιστεί και να επανασυναρμολογήθηκε. Ο Ουρανός αποδείχθηκε ένας από τους πιο περίεργους εξωτερικούς πλανήτες.

Το ταξίδι του Voyager 2 συνεχίστηκε προς τον πλανήτη Ποσειδώνα, όπου έφθασε τον Αύγουστο του 1989. Περισσότερες εκπλήξεις περίμεναν την επιστημονική ομάδα στον πλανήτη αυτόν: Εξι νέα φεγγάρια ανακαλύφθηκαν, καθώς επίσης και δακτύλιοι που ήσαν διάχυτοι και το υλικό τους ήταν τόσο λεπτό στην υφή του ώστε δεν μπορούσε να γίνει αντιληπτό από γήινες παρατηρήσεις. Συνολικά ανακαλύφθηκαν τέσσερις νέοι δακτύλιοι. Επιπλέον, αρκετές σκοτεινές κηλίδες παρατηρήθηκαν στην ατμόσφαιρα του Ποσειδώνα. Ειδικότερα, παρατηρήθηκε μια μεγάλη σκοτεινή κηλίδα στο μέγεθος της Γης. Μία ακόμη έκπληξη ενέδρευε στον δορυφόρο του, Τρίτωνα: Ο δορυφόρος αυτός είναι σε ανάδρομη φορά γύρω από τον Ποσειδώνα. Εικάζεται ότι πρόκειται μάλλον για ένα συλληφθέν αντικείμενο, προερχόμενο έξω από το ηλιακό σύστημα. Πιο αξιοσημείωτες ήσαν οι σκοτεινές κηλίδες που παρατηρήθηκαν στην επιφάνειά του και θυμίζουν πίδακες που κινούνται προς μια γενικευμένη κατεύθυνση.

Το χρονικό των εξερευνήσεων

1957: Η περιπέτεια της εξερεύνησης των πλανητών ξεκινά, με την εκτόξευση του δορυφόρου Sputnik.
1962: Κοντινή διάβαση του διαστημοπλοίου Μariner-2 από τον πλανήτη Αφροδίτη.
1962: Ακολουθούν αλλεπάλληλες αποστολές Μariner, ως και εφέτος.
1972: Αρχίζει η εξερεύνηση του Δία και εξωπλανητών, με τα Ρioneer 10 και 11.
1975: Κοντινή διάβαση του Ερμή από το Μariner 10 και, εφέτος, από το διαστημόπλοιο Μessenger.
1977: Ξεκινά το επικό ταξίδι των διαστημόπλοιων Voyager 1 και 2.
1979: Τα Voyager φθάνουν στον Δία και, το 1980 και το 1981, στον Κρόνο.
1986: Το Voyager 2 φθάνει στον Ουρανό και, το 1989, στον Ποσειδώνα.
2000: Το διαστημόπλοιο Ulysses καταγράφει την αντιστροφή των πόλων του μαγνητικού πεδίου του Ηλιου.
2008: Το διαστημόπλοιο Ρhoenix επιβεβαιώνει οριστικά την ύπαρξη νερού στον Αρη.
Σήμερα: Τα δύο Voyager έχουν περάσει το κρουστικό κύμα παύσης (Τermination Shock), δηλαδή την οριακή επιφάνεια όπου η διαρκώς εκτονούμενη ηλιακή ατμόσφαιρα (ηλιακός άνεμος) συγκρούεται με το μεσοαστρικό υλικό, σε μια απόσταση περίπου 15 δισ. χλμ. από τη Γη.

ΤΟ ΒΗΜΑ, Κυριακή 4 Ιανουαρίου 2009


επιστροφή