Począwszy od pierwszego udanego lądowania na powierzchni Marsa w 1997 r. Łaziki NASA rosły w rozmiarach od worka mleka do wielkości wielkiego samochodu, stopniowo stając się nie tylko większe, ale i potężniejsze. Ostatni duży projekt, łazik Curiosity, siedział na powierzchni krateru Gaya na Marsie w 2012 r., A jego misja potrwa, zgodnie z oczekiwaniami, do końca tej dekady. Niemniej jednak jego trwałość i automatyczne laboratorium do analizy skał, które jest do jego dyspozycji, kosztuje ponad 2 miliardy dolarów.
Dzięki pracy Curiosity udało się wykryć ślady materii organicznej i wody na powierzchni planety. A teraz NASA planuje kolejną podobną misję na 2020 rok. Ale czy istnieją inne sposoby eksploracji przestrzeni, które nie wymagają tak niesamowitych kosztów finansowych?
Gdy duże statki kosmiczne o wartości kilku milionów dolarów dryfują w przestrzeń kosmiczną, często przewożą na pokładzie małych, ale przydatnych pasażerów. Są to małe urządzenia o nazwie KubSat (CubeSat). Od 2003 roku z powodzeniem osiedlają się i studiują na orbicie okołoziemskiej. Nie wiadomo jeszcze, czy będą w stanie przetrwać i kontynuować pracę poza naszą planetą. Niemniej jednak pracownicy NASA, Europejskiej Agencji Kosmicznej i niektórych innych organizacji planują rozpocząć testy w tym kierunku w ciągu najbliższych kilku lat.
Pierwsze testy poza naszą orbitą będą musiały przejść na Marsie. W zeszłym tygodniu NASA zaprezentowała dwie małe kostki zwane MarCO, które w 2016 r. Będą musiały dołączyć do misji InSight. Podczas gdy InSight będzie na powierzchni planety, wykonując własne zadania, MarCO będzie okresowo wysyłać raporty o pracy w czasie rzeczywistym na Ziemię na niskiej orbicie. Jeśli te małe satelity wykonają swoją pracę, będzie to pierwsza okazja, aby mieć pojazd sterowany ręcznie na powierzchni Marsa. Poprzednia próba z Mars Polar Lander nie powiodła się z powodu wypadku podczas lądowania. Dwa małe urządzenia o nazwie Deep Space 2, wysłane wraz z nim, miały szukać wody na powierzchni planety.
„Wiemy, że wylądowali na powierzchni planety, ale nie wiemy nic o ich obecnym stanie” - powiedział Robert Stael, asystent kierownika ds. Wdrażania koncepcji w programie NASA Jet Propulsion Laboratory w wywiadzie. W skrócie, jego zadaniem jest wysyłanie różnych narzędzi w naszym systemie słonecznym: Ziemi, Marsa, satelitów lodowych Europy i tak dalej. A dzisiaj jest około 15 projektów tego laboratorium, w których zastosowano cubsat.
Stael prowadzi również projekt badawczy o nazwie MarsDrop we współpracy z Aerospace Corporation - opracowując małe urządzenie, które może wylądować na powierzchni Marsa w najbardziej niebezpiecznych miejscach do lądowania. Duże łaziki mają oczywiście wiele zalet, ale nie będą zbyt blisko wulkanu ani samego dna krateru. Mini-urządzenia mogą doskonale uzupełniać pracę nad badaniem powierzchni planety.
Do tej pory głównym problemem pozostaje stabilność takich małych urządzeń w różnych warunkach. Kubsaty ma wiele zalet w zakresie technologii komputerowej, ale ich budynki i części wewnętrzne niekoniecznie wytrzymują duży poziom promieniowania, mimo że materiały użyte do produkcji zostały przetestowane w praktyce, podkreśla Robert. Podczas gdy pojazdy znajdują się na orbicie bliskiej ziemi, są chronione atmosferą Ziemi przed niszczącym wpływem promieniowania, ale gdy tylko spadną na zewnątrz, tło promieniowania wzrośnie wykładniczo. Dlatego jednym z najważniejszych zadań MarCO będzie sprawdzenie, jak długo elektronika na pokładzie może przetrwać w trudnych warunkach kosmicznych. W tym przypadku Mars nie jest jedynym celem dla pojazdów tego typu. W laboratorium Technical College of Vermont pracują nad projektem Kubsat, który może stać się podstawą małego modułu księżycowego. W 2020 r. NASA planuje wysłać kilka pojazdów do Europy, aby zbadać lód z orbity i wyszukiwać oceany w jego głębinach. W październiku wybrano 10 uniwersytetów, którym powierzono zadanie tworzenia i zgłaszania własnych młodych na konkurs. Powinni być w stanie wykonywać dowolne zadania. Od sond lądowania na powierzchni ciał kosmicznych i planet po pomiar pola magnetycznego.
Jednocześnie Europejska Agencja Kosmiczna planuje zbadać dwie asteroidy w ramach własnej misji AIM. W ramach tego projektu istnieje sześć miejsc lądowania, które mogą być zajmowane przez różne kubatki do wysyłki na asteroidy. W oczekiwaniu na uruchomienie projektu Interplanetary Space NanoAparator Study w różnych warunkach środowiskowych (w skrócie INSPIRE), który ma obserwować Słońce poza granicami pola magnetycznego Ziemi.
Ze względu na fakt, że produkcja tych statków kosmicznych jest znacznie tańsza, a ich praca w różnych warunkach nie jest jeszcze tak dobrze zbadana i przetestowana w porównaniu ze starszymi braćmi, czasami zdarzają się nieoczekiwane zdarzenia. Stael przypomina okres, w którym trzy kostki zostały wystrzelone na małą orbitę bliską ziemi. Dwa z nich, opracowane przez University of Michigan i University of Montana, miały magnesy na pokładzie zaprojektowane, aby pomóc im nawet na orbicie za pomocą ziemskiego pola magnetycznego. Ale z jakiegoś powodu magnesy okazały się nieco silniejsze niż było to konieczne, w wyniku czego satelity zmieniły kurs na przeciwny i po prostu zostały połączone ze sobą.
„Można oczywiście powiedzieć, że było to pierwsze automatyczne spotkanie i udane dokowanie Kubsata, ale zadanie było nieco inne” - żartuje Robert.
Aktywny rozwój Kubsatu rozpoczął się na początku lat 90., kiedy NASA uruchomiła program „Szybciej, lepiej, taniej”, w którym każdy naukowiec mógł zorganizować swoją małą misję. Zwróciło to uwagę małych zespołów, które wykorzystując komercyjne próbki mikroelektroniki, starały się zminimalizować koszty uruchamiania urządzeń.
Robert Stael twierdzi, że zarówno duże, drogie i długoterminowe projekty, jak i krótkoterminowe, ale bardziej szczegółowe zadania, są ważne dla eksploracji kosmosu. Oba typy projektów są zaangażowane w ważne misje, ale w zupełnie innych płaszczyznach. Jedyne pytanie, które pozostaje otwarte, dotyczy tego, jak dobrze małe misje wypełnią swoje małe misje poza ziemską atmosferą.
