1. Teleskop, ki bo iskal sledi temne snovi in energije

Sorodna novica Uspešna izstrelitev Evklida, ki bo pomagal raziskovati temno snov in energijo v vesolju

V soboto je bil na raketi falcon 9 izstreljen evropski vesoljski teleskop Evklid (Euclid). En mesec bo potoval do 1,5 milijona kilometrov oddaljene točke L2 sistema Zemlja-Sonce, nato mu bodo namestili in umerili znanstvene instrumente, po približno treh mesecih sledijo opazovanja vesolja do 10 milijard let v preteklost, sporoča Esa.

Video 1: Esin posnetek izstrelitve

Video 2: SpaceX-ov posnetek izstrelitve

Z 1,2-metrskim glavnim zrcalom bo manj natančen od Hubbla. Njegova prednost bo količina. Vsak dan bo premeril več neba, kot ga je Hubble v vsej svoji zgodovini (manj kot odstotek). Poenostavljeno povedano, Euclid se bo šel "popis prebivalstva", medtem ko Hubble izvaja "osebne intervjuje".

Evklid bo galaksijam določil lokacijo, obliko in gibanje. V ta namen je opremljen z dvema znanstvenima instrumentoma. Širokokotna kamera VIS s kar 600 milijoni pik bo opazovala v vidni svetlobi. Druga kamera NISP bo s 65 milijoni pik precej manj natančna, a služi drugim namenom. Galaksije bo motrila v svetlobi blizu infrardeče in jim tako s fotometrijo kot spektroskopijo določala rdeči premik, s tem pa oddaljenost.

Tako bomo dobili grobo trirazsežno strukturo vidnega vesolja. To je lep dosežek že sam po sebi, a v tem primeru služi višjemu cilju – iskanju izmuzljive temne snovi in temne energije.

Temne snovi ne vidimo neposredno, lahko pa zaznamo njen težnostni privlak na preostalo snov, pa tudi ukrivljanje okoliškega prostor-časa. Temu se reče gravitacijsko lečenje. Bolj kot se prostor popači, več mase je prisotne. Znanstveniki so s Hubblom na tak način že naredili krajevne karte temne snovi, Evklid pa bo to počel za dobro tretjino neba.

Video 1: Način opazovanja

Video 2: Predel neba, ki ga bo posnel. Kot je razvidno, se bo izogibal domači galaksiji in njenemu svetlobnemu "onesnaženju".

Temna energija je nekaj, kar pospešuje širjenje vesolja. To je pravzaprav vse, kar o tej zadevi vemo. Evklid bo poskušal pribrskati nekaj dodatnih podatkov s tem, ko bo ustvaril 3D-karto vesolja in izmeril, s kakšno hitrostjo se posamezni odseki oddaljujejo drug od drugega. Tako bomo uzrli razvoj velikih, kozmoloških struktur vesolja skozi zadnjih 10 milijard let in s tem oblikovanje kozmične mreže (poglavje 7).

Kolikor vemo, temna snov in temna energija skupaj zavzemata kar 95 odstotkov seštevka mase in energije vesolja. Luknja v poznavanju vesolja je torej ogromna. Teoretiki zato srdito razmišljajo in sestavljajo modele obeh zadev, eksperimentalci pa pripravljajo poskuse, s katerimi bi lahko morda zaznali vsaj sledi delcev temne snovi in temne energije, a ostajajo praznih rok. Evklid bo s svojimi meritvami nekoliko zožil nabor možnosti in usmerjal napore znanstvenikov.

Video 3: Ponazoritev, kako bo iz Evklidovih opazovanj mogoče sklepati o obliki kozmične mreže in prisotnosti temne snovi

In to še ni vse. Novi teleskop bo iskal nič manj kot sledi zvoka malo po prapoku. Torej, vesolje je bilo prvih nekaj sto tisoč let vroča juha iz osnovnih delcev. A ni bila povsod enako gosta. V njej je potekala zapletena igra zgoščenin, tlaka fotonov in privlaka temne snovi, ki se ji reče akustične oscilacije barionov. Tako so nastajali zvočni valovi, ki so se širili v obliki mehurjev in zgoščali snov na robu. Kozmologi menijo, da bi morali sledi pramehurjev zaznati v današnji strukturi vesolja. Naloga bo zahtevna, teh zvočnih valov je bilo namreč veliko in so vplivali drug na drugega, kot bi na gladino jezera vrgli več kamnov in opazovali interakcijo valov. Da bi lahko našli morebitni vzorec, ki so ga pustile akustične oscilacije, bo treba preučiti res veliko galaksij in vpreči napredne statistične analize.

K sreči imamo posnetek te prajuhe: 380.000 let po velikem poku se je namreč dovolj ohladila, da je pustila fotonom (svetlobi) prosto pot, in ti fotoni še danes brzijo po vesolju. Ujel jih je že upokojeni evropski vesoljski teleskop Planck in kažejo na zgoščenine in relativne praznine v prajuhi. Znanstveniki bodo lahko primerjali strukturo vesolja tedaj in danes, iščoč povezave in sestavljajoč mogoče poti razvoja.

Sorodna novica Vesolje se res prehitro širi

Tu se skriva še ena vroča kost. Vesolje se danes širi precej hitreje, kot bi to lahko napovedali glede na začetno hitrost. Planck je namreč izmeril lastnosti malo po velikem poku, Hubble pa gibanje v bolj svežih erah. Ne ujameta se. Kot bi Avstrijci in Slovenci predor Karavanke gradili vsak s svojega konca, cevi pa bi se zgrešili. Hitrost širjenja vsemirja na določeni točki časa je opredeljena s Hubblovo konstanto in bi glede na Plancka danes morala znašati 66,53 kilometra na sekundo na megaparsek, kar je glede na Hubblove meritve – 74,03 kilometra na sekundo na megaparsek – za skoraj 10 odstotkov manj. Nekateri fiziki bi dejali, da zadeva nekoliko striže in terja nekaj pozornosti, ne gre pa za hud glavobol, drugi pa pravijo, da smo na obzorju nove fizike.

Torej, na zanimivih šest let in spoznanja, ki bi jih lahko prinesel novi up evropske astronomije.

Zakaj pa je bil tako pomemben evropski teleskop izstreljen na ameriški raketi? Odgovor se skriva v naslednjem poglavju.

2. Zbogom, Ariane 5

Sorodna novica Še zadnjič vzletela evropska nosilna raketa Ariane 5

Družba Arianespace je opravila zadnjo, sladkokislo izstrelitev rakete Ariane 5. Potekala je namreč kot po maslu in postavila piko na i najslavnejšemu obdobju evropske raketne industrije, a naslednice še ni, sektor je v manjši krizi, dolgoročno obzorje pa je temačno.

Poslednja Ariane 5 se je s Kourouja v Francoski Gvajani dvignila v četrtek opolnoči. V vesolje je ponesla francoski vojaški satelit SYRACUSE 4B in nemški komunikacijski satelit Heinrich-Hertz-Satellit s skupno maso tovora 7,7 tone. Misija je bila uspešna.

"Ariane 5 se je zapisala v anale svetovne raketne industrije. Poslednja misija je potrdila njeno enkratno zanesljivost, ki služi evropski avtonomiji, in zaokrožila izjemno kariero, ki se odlikuje po nizu tehnoloških in industrijskih dosežkov," je ob tem izjavil Stéphane Israël, predsednik uprave Arianespacea.

Sorodna novica Izstrelitev uspešna: veliki teleskop James Webb je v vesolju, iztegnil je sončne celice

Ariane 5 je od leta 1996 poletela 117-krat in v vesolje dostavila 239 satelitov, od tega 197 v geostacionarno tirnico. Njene storitve je uporabilo 65 institucionalnih in zasebnih entitet iz 30 držav. Dva poleta sta povsem spodletela: krstni (V88) in prvi polet Ariane 5 v nadgrajeni različici ECA. Tri polete so zaznamovale delne odpovedi (V-101 leta 1997, V142 leta 2001 in VA241 leta 2018). Poskrbela je za odmevne sonde, kot so Rosetta, XMM-Newton, Planck, BepiColombo, JUICE ... Njena verjetno najpomembnejša, zagotovo pa najbolj spremljana izstrelitev se je zgodila decembra 2021, ko je bil Ariane 5 zaupan 10 milijard dolarjev vredni vesoljski teleskop James Webb. Raketa se je takrat izjemno izkazala – Nasa pravi, da se je zaradi njene natančnosti obratovalna doba teleskopa podvojila z 10 na 20 let.

Video 1: Posnetek izstrelitve

Video 2: Dodatni posnetki

Visoka je bila 50,5 metra, dolga 5,4 metra, masa je znašala 780 ton. Imela je dva stranska potisnika na trdo gorivo, ki sta v prvih minutah poleta zagotovila 92 odstotkov potiska, prvo stopnjo, ki jo je poganjal vodikov motor Vulcain 2 s potiskom 141 ton v vakuumu, in drugo stopnjo s prav tako vodikovim motorjem HM-7B, ki je zmogel 6,7 tone potiska v vakuumu in še nikoli ni zatajil. Cena ni bila javno znana in je bila odvisna od posamezne izstrelitve, se pa po različnih vesoljskih portalih valjajo številke med 150 in 200 milijoni evrov na polet. In to je glavni razlog za njeno upokojitev in težave Arianespace.

Skoraj 40 slavnih let

V prvih desetletjih vesoljske dobe so bili sateliti državna zadeva. Konec 70. in sredi 80. let pa se je začelo pojavljati vse več zasebnih satelitov, pretežno komunikacijskih, ki so iskali pot v nebo in katerih lastniki so bili pripravljeni mastno plačati.

Francija je zavohala odlično priložnost, se povezala s še nekaj drugimi evropskimi državami in leta 1980 ustanovila Arianespace. Opredelila ga je kot "prvega ponudnika komercialnih poletov" na svetu. Arianespace je rakete razvijal z mislijo na potrebe trga in jih očitno zadel, še posebej s prilagodljivo Ariane 4 (1985), ki je kaj kmalu zavzela polovico trga pridobitnih izstrelitev. Čez desetletje je sledila okrepljena Ariane 5, cenjena zaradi zmožnosti dostave dveh večjih satelitov v geostacionarno tirnico in zaradi izstrelišča v bližini ekvatorja, kar pomeni, da sateliti potrošijo manj goriva za preusmerjanje in delujejo dlje. In tako je Evropa med letoma 1985 in 2015 doživela svojo zlato raketno dobo. Povpraševanje je bilo veliko, zaslužek dober, kupci zadovoljni. Celo s poglavitno konkurentko Rusijo se je povezala in poskrbela, da so ruski Sojuzi leteli s Francoske Gvajane. Vsi so se počutili dokaj udobno in očitno nikomur od odgovornih ni kapnilo, da je vesoljska tehnologija dozorela za velik skok naprej.

Sorodna novica Nadomestek za "shuttle" uspešno izstreljen

Zabave je konec

Kdor redno spremlja vesoljske novice, ve, kdo je pokvaril zabavo. Mlado ameriško podjetje po imenu SpaceX je na začetku prejšnjega desetletja ponudilo novo raketo Falcon 9, postavilo dokaj nizko ceno okoli 60 milijonov evrov na polet in podalo drzno napoved, da bo z raketami navpično pristajalo, jih večkrat uporabljalo ter tako radikalno pocenilo polete v vesolje. Rokavica je bila vržena. A ne Rusija ne Evropa se nista hoteli boriti.

"Zdi se mi, kot da SpaceX predvsem prodaja sen. Mislim, da je izstrelitev za pet milijonov oziroma za 50 milijonov dolarjev – sen. Osebno mislim, da je večkratna uporabnost sen. [...] Kako naj odgovorim na sanje? Moj odgovor je: prvič, človeka ne zbudiš, zbuditi se mora sam. In ko se enkrat trg prebudi iz sna, bomo pač s tem tekmovali. [...] V SpaceX-u niso nadljudje. Kar koli naredijo, lahko naredimo tudi mi." Tale izjava predstavnika Arianespacea iz leta 2013, ki je viralno zaokrožila po družbenih omrežjih (poln posnetek desno), lepo zaobjame tedanjo mentaliteto. Ki ni bila omejena na Evropo, temveč predstavlja tudi Rusijo, preostale ZDA ...

Ne glede na samozavest v javnih izjavah je nizka cena Falcona 9 – ki še ni bil večkrat uporaben – vseeno sprožila podtalen val skrbi po raketni industriji. Že leta 2014 je denimo ameriški monopolist United Launch Alliance napovedal cenejšo raketo Vulcan, ArianeGroup pa je istega leta izbral koncept Ariane 6, ki naj ponuja podobno zmogljivost za skorajda prepolovljeno ceno. Marsikdo je mislil, da je to zadosten odgovor na SpaceX-ov izziv.

Pristanek in ponovna uporaba nista sprožila ustreznega odziva

Sorodna novica Zgodovinski dosežek: raketa SpaceX vzletela in pristala

Iz Rusije in Evrope smo slišali veliko razlogov, zakaj večkratna uporabnost ni prava izbira. Sprva so govorili, da ni mogoča. Potem, da pri desetih izstrelitvah letno nima smisla. Da se zagotovo ne izplača, ker je treba rakete preveč obnavljati. Predvsem pa, da ni varna. Če se vživimo v vlogo vodilnega, ki je odgovoren za ogromno delovnih mest, položaj leta 2013 res ni bil tako zelo jasen. Pomisleki so bili na mestu. Marsikdo je pričakoval, da bo Musku po preveč drznem zaletu spodrsnilo.

Sorodna novica Zgodovinski dosežek podjetja SpaceX odpira novo dobo potovanj v vesolje

Pa je prišlo zgodovinsko leto 2015, ko smo prvič uzrli sajasto prvo stopnjo rakete, ki je po orbitalnem poletu navpično, varno pristala. In je prišlo leto 2017, ko se je prva stopnja falcona 9 prvič vrnila v vesolje. Odtlej napredek pospešuje kot vlakec smrti. Pristanki prvih stopenj so iz spektakularnih redkosti postali že skoraj dolgočasni. Posamezna stopnja rakete poleti deset in večkrat, doslej brez kakršnih koli težav. Od 2019 se število izstrelitev Falconov vsako leto skoraj podvoji. Lani je doseglo številko 61. Izstrelitve Ariaden medtem kopnijo. Še leta 2015 so prižgali 12 raket Ariane 5, lani samo še štiri. Še en pomemben podatek: SpaceX letno v vesolje odnese več mase tovora kot ves preostali svet skupaj.

Vsi razlogi proti večkratni uporabi, ki so jih naštevali poglavitni možje industrije, so se razblinili v prah. Z današnjega vidika je njihova zmota očitna. In ker so številke pred nekaj leti že preveč bodle v oči – SpaceX je prevzel večino komercialnih izstrelitev –, so začeli spreminjati stališče.

Nekoliko prepozno. Večkratna uporaba je v ZDA postala stalnica, že več let se proti njej premika Kitajska, po svetu vznikajo novi in novi nizkocenovni projekti.

Evropa medtem snuje prototip večkrat uporabne rakete, ki bo prvič poletel okoli leta 2030.

Stara celina je zaspala.

Štirje vidiki škripcev evropske industrije

To se kaže na več načinov. Prva je luknja v zmogljivosti. Evropa je prehod med Ariane 4 in Ariane 5 izvedla mehko, slabo desetletje sta leteli vzporedno. Prehod med petico in šestico je nameravala opraviti ostreje, proizvodnjo petice je namreč že ustavila. Načrt se je sfižil. Šestica zamuja in bo prvič poletela prihodnje leto, če ne pozneje. Evropa je posledično ostala brez težkonosilne rakete. Za usluge mora prositi drugod, ravno pri SpaceX-u, ki ga je bila nosila po zobeh. SpaceX pa ima zaradi večkratne uporabe takšno obilico opreme, da lahko med desetine in desetine izstrelitev zlahka vrine še kakšnega evropskega Evklida. Če bi teleskop čakal na Ariane 6, bi letel šele leta 2025, kar je bilo za Eso nesprejemljivo. Iz ZDA bo švignila tudi evropska asteroidna misija Hera, pa Sentilel-6B ...

Evropa je pravzaprav ostala brez vseh orbitalnih raket. Sojuzi, ki so v organizaciji Arianespacea deset let vzletali s Francoske Gvajane, so izginili skupaj z velikim napadom Rusije na Ukrajino. Vega-C je prejšnje leto odpovedala in je glede na težave z novim motorjem druge stopnje Zefiro 40, za katere so najprej obtožili ukrajinskega proizvajalca šobe (poglavje 4), nato pa na spodletelem testu ugotovili, da je dejansko nekaj narobe z zasnovo, še daleč od vrnitve. In tako ArianeGroup ne more niti ene rakete več postaviti na izstrelišče. Pa je to njegov poglavitni razlog za obstoj. Če parafraziramo besede Israëla, odličnost v zagotavljanju avtonomije se je končala z odhodom Ariane 5.

Odgovor na napačno vprašanje

Sorodna novica Mogočni Starship poletel in se razletel na višini 30 kilometrov

Prvi polet Ariane 6 bo zgolj obliž na okuženo rano. Ariane 6 je namreč odgovor na napačno vprašanje. Spomnimo, zasnovali so jo še pred prvim pristankom falcona 9 kot odziv na SpaceX iz leta 2014. Tega SpaceX-a ni več. Zdaj v resnici tekmuje s falconi 9, ki letijo 60-krat na leto, nikoli ne zatajijo in se jih uporabi po desetkrat in več. Zdaj so še cenejši, Ariane 6 pa je v primerjavi z njimi razmeroma draga. In ko se bo prvič dvigala nad vodikovimi plameni, bo SpaceX že jezdil metanove z novimi Starshipi, ki grozijo, da bodo poslali ne le Arianespace, temveč pretežen del svetovne raketne industrije v antikvariat. (Ni nujno, da se bo ta napoved uresničila, a nanjo stavi Nasa in je dovolj realna, da bi bilo treba nanjo odgovoriti.)

Vse to ne pomeni, da bo Ariane 6 slaba raketa. Temelji na evropskem raketnem mojstrstvu, ki se je skozi desetletja izkazalo. Tudi z vidika prodaje se ji srednjeročno dobro piše. Evropske institucije jo bodo kupovale iz načelnih razlogov, da bi podprli domače znanje in industrijske kapacitete. In še posebej pomemben podatek: Ariane 6 je padla sekira v med zaradi rivalstva med Elonom Muskom in drugim ameriškim bogatašem, Jeffom Bezosom, znanem po Amazonu in Blue Originu. Amazon namerava postaviti svojo konstelacijo satelitov za dostop do medmrežja iz nizkozemeljske tirnice, konkurenco Muskovemu Starlinku, poimenovano Kuiper. V ta namen je sklenil največje komercialno naročilo raket vseh časov in v bistvu najel vse primerno zmogljive rakete zahoda razen SpaceX-ovih, skupno 83 izstrelitev, od tega 18 na raketah Ariane 6 (poglavje 4). Arianespace bo tako naslednjih nekaj let imel sladke skrbi, kako dovolj hitro izdelati rakete, ne pa, komu jih bo prodal. Vprašanje pa je, kaj pride za tem in kako silen bo Starshipov potres.

To tudi ne pomeni, da je evropsko raketarstvo obsojeno na pogubo. Daleč od tega. Evropa ima dovolj kadra in znanja, da lahko ubere drugačno pot, če bo le dovolj odločna in v preobrat vložila dovolj denarja. Za to bo sicer potreben konkreten vložek, precej večji od obstoječega Esinega proračuna, in nekaj političnega poguma. Zdajšnji vodja Ese Josef Aschbacher je prepoznal krizno situacijo, jo kot tako tudi poimenoval in pozval politiko k spremembam. Da so te mogoče, dokazujejo Kitajci, ki so npr. dizajn svoje prihodnje supertežkonosilne rakete Dolgi pohod-9 sredi razvoja radikalno spremenili v nekaj, kar spominja na Starship, ker nočejo zaostati za ZDA.

Če se bo Evropa pravočasno zbudila iz sna, potem bo obzorje nekaj časa še temačno, a dolgoročno se bodo oblaki razjasnili. V primeru podaljšanega dremeža pa bodo Evklidi vse pogosteje iskali krila zunaj stare celine.

NOTICE:

NA VIDIKU:

Nedelja, 9. julij – Falcon 9 – Starlink

Sreda, 12. julij – Zhuque-2 – drugi testni polet

Petek, 14. julij – Electron – Baby Come Back

Petek, 14. julij – LVM3 – Čandrajan-3 (Chandrayaan-3)