Niekończąca się tajemnica

Poniższy tekst ukazał się kilka lat temu w miesięczniku "Nieznany Świat".

Mniej więcej co dwadzieścia sześć miesięcy odległość Czerwonej Planety oraz Ziemi staje się naprawdę niewielka - oczywiście w kosmicznej skali. Natomiast raz na piętnaście lat Mars ustawia się szczególnie blisko naszego globu. Mamy wówczas do czynienia z Wielką Opozycją. Planeta boga wojny jaśnieje wtedy na ziemskim niebie szczególnie mocno, wzbudzając zachwyt i ciekawość.

Po wylądowaniu na Marsie łazika Curisity, świat po raz kolejny nabrał nadziei, że tym razem zagadkowy glob odsłoni chociaż część spośród swoich licznych tajemnic.

Warto przy okazji pamiętać, że jeden z księżyców, który przemyka chyżo nad czerwonymi piaskami, jest obiektem równie zagadkowym, jak rozmaite niezwykłe formacje dostrzeżone przez badaczy na zdjęciach z planety boga wojny.

Portret olejny Asapha Halla (Wikipedia)

Rok 1877 zdawał się nie potwierdzać dramatycznych słów brytyjskiego badacza dziejów - Edwarda Gibbona, iż historia to niewiele więcej niż spis zbrodni, szaleństw i nieszczęść. W kwietniu wybuchła wprawdzie wojna rosyjsko-turecka, a we wrześniu zamordowano indiańskiego wodza Szalonego Konia, ale jak na standardy dziejowe, to na naszej planecie było w miarę spokojnie oraz beztrosko. W lipcu odbył się finał pierwszego turnieju tenisowego na kortach w Wimbledonie, a New York Athletic Club zorganizował pierwsze lekkoatletyczne mistrzostwa USA. Rozwijała się nauka i pojawiły się nowe znaczące wynalazki. W czerwcu Alexander Graham Bell zainstalował pierwszy na świecie telefon, natomiast w listopadzie Thomas Alva Edison zaprezentował fonograf (opatentował go trzy miesiące później).
Rok 1877 okazał się jednak najbardziej znaczący dla astronomii. A stało się tak dzięki obserwacjom Giovanniego V. Schiaparellego i Asapha Halla. Włoski astronom doniósł wówczas światu o rozległym systemie canali na Marsie, natomiast Amerykanin...

Początek historii

W drugiej połowie XIX wieku, spośród znanych wówczas planet leżących dalej od Słońca niż Ziemia, tylko wokół jednej nie zaobserwowano księżyców. Był to leżący stosunkowo blisko Mars.

Latem 1877 roku, podczas trwania Wielkiej Opozycji, Asaph Hall badał Czerwoną Planetę bardzo intensywnie, korzystając z teleskopu obserwatorium marynarki wojennej USA w Waszyngtonie. Aby ułatwić sobie obserwacje, zakrywał tarczę Marsa odpowiednio dobraną przesłoną umieszczoną w teleskopie (przesłaniała blask ciała niebieskiego). Jednak pomimo wysiłków i malejącej odległości pomiędzy planetami, księżyców nie udawało się dostrzec. Asaph Hall zaczął w końcu wątpić, czy uda mu się cokolwiek odkryć. Był jednak ktoś, kto ani przez chwilę nie tracił nadziei, udzielał naukowcowi wsparcia i zachęcał do kolejnych obserwacji. W sens prowadzonych badań wierzyła niewzruszenie żona badacza - Angelina. Aby to upamiętnić, wiele lat później astronomowie nazwali olbrzymi krater (10 km średnicy), odkryty przez sondy kosmiczne na Fobosie, jej panieńskim nazwiskiem – Stickney. Dzięki uporowi i wsparciu pani Hall, 12 sierpnia 1877 roku Amerykanin dostrzegł w pobliżu Marsa bardzo słabo świecący obiekt, który zidentyfikował jako księżyc i nadał mu nazwę Deimos (z gr. - trwoga). Sześć dni później zlokalizował jeszcze jednego satelitę - większego i jaśniejszego Fobosa (z gr. - strach).

Po namierzeniu księżyców Marsa nastąpiło jeszcze jedno ważne odkrycie. W znanej książce Jonathana Swifta Podróże Guliwera, ktoś znalazł następujący fragment:

Odkryli także dwie mniejsze gwiazdy, czyli Satelity, krążące wokół Marsa, z których wewnętrzny odległy jest od macierzystej planety o trzy, a zewnętrzny o pięć jej średnic; pierwszy dokonuje okrążenia w dziesięć godzin, a drugi w dwadzieścia jeden i pół; tak więc kwadraty czasu ich obiegu są bardzo zbliżone w proporcji do sześcianów ich odległości od środka Marsa, co najwyraźniej wskazuje, że rządzi nimi to samo prawo ciążenia, które wpływa na inne ciała niebieskie.

Autor musiał mieć niezwykłą intuicję skoro w 1726 roku w miarę dokładnie scharakteryzował satelity Czerwonej Planety. A może nie była to wyłącznie intuicja?

Fakty i teorie

Księżyce Marsa są dużą osobliwością, kiedy porównuje się je z innymi satelitami krążącymi w Układzie Słonecznym. Uwagę zwracają przede wszystkim ich niewielkie rozmiary. Fobos liczy 27 na 21 na 18 kilometrów, natomiast Deimos 15 na 12 na 10,5 kilometra (są to obiekty o bardzo nieregularnym kształcie). Do innych zastanawiających cech obu ciał niebieskich zaliczymy trajektorie. Księżyce krążą niezwykle blisko macierzystej planety. Średni promień orbity Fobosa to 9377,2 km (dwa i trzy czwarte promienia Marsa na równiku). W przypadku drugiego księżyca promień ów wynosi 23 460 km. Oba satelity krążą niemal dokładnie w płaszczyźnie marsjańskiego równika. Ten fakt w połączeniu z niskimi orbitami sprawia, że nie mogą być one obserwowane z obszarów podbiegunowych.

Fobos na tle Marsa 

sfotografowany 

przez sondę Mars Express

 (źródło: ESA)

Za kolejną niezwykle interesującą cechę Fobosa uznać należy fakt, że ruch satelity po orbicie jest dużo szybszy niż rotacja macierzystej planety (o ponad 3,4 raza!). Dlatego też wschodzi on na zachodniej stronie marsjańskiego nieba, a następnie w szybkim tempie przemieszcza się po niebie i zachodzi na wschodzie po upływie 4 godzin i 15 minut (wschód i zachód następują co 11 godzin i 6 minut). Zachowuje się zatem bardzo podobnie do sztucznych satelitów okrążających Ziemię! Ten mały księżyc obraca się przy tym wokół swej osi w tym samym tempie, co obiega planetę – synchronicznie.

Fobos to ciemny obiekt, który zdaniem astronomów jest zbudowany z takiego samego materiału, co asteroidy typu C (zawierają węgiel i związki węgla), które występują licznie w tzw. pasie głównym planetoid – między orbitami Marsa i Jowisza. Niska gęstość Fobosa zdaje się jednak wskazywać, iż ma on budowę bardziej złożoną. Oficjalna nauka twierdzi, że satelita jest najprawdopodobniej mieszaniną skalnych brył oraz lodu. Mogłaby na to wskazywać między innymi słaba, ale ciągła emisja gazu, która została odkryta przez rosyjską sondę Fobos 2. Wprawdzie nie udało się ustalić składu gazu, gdyż pojazd uległ awarii, ale zdaniem specjalistów jest to para wodna. Fotografie przesłane na Ziemię przez inną sondę - Mars Global Surveyor pokazują natomiast, że powierzchnię Fobosa pokrywa gruba warstwa drobnego pyłu, podobnego do tego, jaki spotkać można na ziemskim Księżycu.

Naukowcy rozważają trzy scenariusze pojawienia się Fobosa na orbicie Marsa: księżyc jest asteroidą przechwyconą przez grawitację planety; powstał z tej samej materii i w tym samym czasie co Mars; pył oraz drobne kawałki skał unoszące się na orbicie Czerwonej Planety uformowały się w ciało niebieskie w wyniku oddziaływania zewnętrznego – np. zderzenia Marsa z meteorytem.

Spadający satelita

W roku 1945 amerykański astronom Bevan Sharpless opublikował w Astronomical Journal wyniki swoich kilkuletnich obserwacji Fobosa. Wskazywały one wyraźnie, że orbita satelity obniża się w zadziwiająco szybkim tempie. Zdaniem naukowca w ciągu kilku milionów lat proces ten musi doprowadzić do zderzenia księżyca z Marsem.

Jakiś czas później zjawisko opisane przez Sharplessa niezwykle zainteresowało rosyjskiego astrofizyka Josifa Szkłowskiego. Początkowo w żaden sposób nie potrafił on uzasadnić tak dziwnego zachowania się satelity. Ciśnienie wiatru słonecznego, pole magnetyczne planety oraz siły pływowe globu były jego zdaniem zbyt słabe! Po jakimś czasie członek Akademii Nauk ZSRR, doszedł do wniosku, że jedyne wyjaśnienie, jakie można brać poważnie pod uwagę, to tarcie o zewnętrzne warstwy marsjańskiej atmosfery. Rozrzedzone gazy mogłyby jednak ściągać księżyc w dół tylko i wyłącznie wówczas, gdyby jego masa była bardzo niewielka. Szkłowski doszedł do wniosku, a następnie poparł swą tezę obliczeniami, że Fobos musi mieć niezwykle małą gęstość. Ale wówczas nie może być litą skałą, tylko tworem wydrążonym w środku!

W 1959 r. Josif Szkłowski w wywiadzie dla Komsomolskiej Prawdy zasugerował, iż księżyce Marsa są sztucznymi satelitami. Nawiązując do tej hipotezy Frank Salisbury - profesor biologii na uniwersytecie Colorado stwierdził, że oba ciała niebieskie mogły zostać wyniesione nad powierzchnię Marsa całkiem niedawno. Przesłanką takiego twierdzenia był fakt, że Fobosa i Deimosa odkryto dopiero w drugiej połowie XIX wieku, podczas gdy już wcześniej dysponowano czułymi teleskopami i uważnie obserwowano Czerwoną Planetę.

Teorię wysuniętą przez Szkłowskiego popierał znany astrofizyk amerykański – Carl Sagan. Pomógł on wydać na Zachodzie książkę sowieckiego uczonego - Wszechświat, życie, myśl, w której naukowiec opisał ideę przedstawioną wcześniej na łamach prasy. Opublikował też własną pracę Kosmiczne związki, w której rozważa między innymi problem sztucznego pochodzenia Fobosa.

Nowe pytania

Odkrycia ery lotów kosmicznych posłały do lamusa szereg fantastycznych teorii dotyczących naszego układu planetarnego. Jednak w przypadku Fobosa stało się zupełnie inaczej. Kolejne sondy wysyłane z Ziemi, nie tylko nie znajdowały odpowiedzi na stare pytania, ale w dodatku dostarczały przesłanek do stawiania nowych!

Dziwne zachowanie się marsjańskiego księżyca sprawiło, że był on często obiektem sesji fotograficznych przeprowadzanych przez sondy zmierzające ku innym częściom Układu Słonecznego. Na zdjęciach dostarczonych na Ziemię przez wyprawy bezzałogowe, na powierzchni Fobosa widać było wyraźnie twory przypominające tory kolejowe - pary równoległych rowów, odległe od siebie o 250 - 300 metrów. Owe tory charakteryzowała również znaczna długość oraz to, że dobiegały za każdym razem do jednego z licznych małych kraterów.

Sonda Fobos 2 została

 utracona w dniu 27 marca 1989 roku,

 podczas próby zbliżenia się

 do marsjańskiego księżyca (źródło: NASA)

W roku 1988 Związek Sowiecki wysłał w kierunku czwartej planety dwie bezzałogowe sondy – Fobos 1 i Fobos 2. Ich głównym zadaniem był przelot nad powierzchnią księżyca i umieszczenie na nim lądowników. Niestety w pierwszym przypadku misja zakończyła się całkowitym niepowodzeniem. Sonda przestała odpowiadać na polecenia z Ziemi, a za przyczynę takiego stanu rzeczy uznano błędny rozkaz wysłany przez kontrolerów lotu. W konsekwencji baterie słoneczne przestały zwracać się we właściwym kierunku i Fobos 1 utracił źródło zasilania.

Druga sonda poradziła sobie nieco lepiej, ale raczej trudno mówić o pełnym sukcesie. W dodatku zakończenie misji nastąpiło w okolicznościach, które uznawane są przez niektórych obserwatorów za dramatyczne.

Jednym z zadań Fobosa 2 było zbadanie gruntu księżyca. Zaplanowano w następujący sposób - po zbliżeniu się na odległość 45 km od satelity Marsa, sonda miała wystrzelić promień laserowy w kierunku jego powierzchni, aby spowodować wyparowanie części gruntu. Potem instrumenty sondy powinny zbadać powstałe opary. Niestety do eksperymentu nie doszło! Kiedy Fobos 2 przygotowywał się do jego przeprowadzenia i fotografował powierzchnię księżyca w świetle widzialnym oraz w podczerwieni, wydarzyło się coś, co do dzisiaj ekscytuje wielu miłośników podboju kosmosu. Na kilku spośród przesłanych przez sondę zdjęć dopatrzyli się oni bowiem nieznanego obiektu o regularnych, cylindrycznych kształtach, który w szybkim tempie zbliżał się do sondy. Jego długość oceniono na około 20 km. I tak po raz kolejny w historii interpretacji obrazów docierających z kosmosu okazało się, że sposób odczytywania zawartych w nich informacji zależy od tego, co tak naprawdę chce się zobaczyć (albo czego zobaczyć się nie chce)! Większość naukowców nie dostrzegła bowiem, na niezbyt wyraźnych fotografiach, gigantycznego sztucznego obiektu. Ich zdaniem na obrazach widoczne są po prostu zwykłe błędy (tzw. artefakty) powstające podczas transmisji danych na Ziemię. Fakt pozostaje jednak faktem... kilka chwil po pojawieniu się dziwnego obiektu lub zakłócenia, sonda Fobos 2 zamilkła na zawsze.

Wspomniana utrata łączności stała się pożywką dla licznych teorii, próbujących wytłumaczyć całe zajście. Co więcej, wkrótce zaczęły one żyć własnym życiem i dzisiaj trudno jest już oddzielić fikcję od faktów. Warto dokonać jednak małego przeglądu rozmaitych opowieści związanych z misją.

Zdjęcia przesłane z pokładu Fobosa 2 ŹRÓDŁO

Otóż według niektórych interpretatorów zdarzenia, to nie próba z odparowaniem gruntu była bezpośrednią przyczyną ataku, a w konsekwencji zniszczenia ziemskiej sondy. Na jej pokładzie znajdowały się dwa lądowniki - stacjonarny do badań fizycznych oraz chemicznych na powierzchni Fobosa, a także mobilny do penetrowania okolicy. Podobno to w chwilę po ich odpaleniu i skierowaniu w kierunku satelity Marsa doszło do utraty łączności.

Warto jednak pamiętać, że zarówno użycie lasera, jak i oddzielenie lądowników jest zawsze dużym wyzwaniem dla automatycznych systemów sondy oddalonej miliony kilometrów od centrum sterowania. Nawet bardzo drobny błąd przy tak skomplikowanej operacji może spowodować kolejne, a w konsekwencji awarię modułów kluczowych dla funkcjonowania automatycznego pojazdu kosmicznego.

Czy sonda Fobos 2  zamilkła

 z powodu problemów technicznych 

(w wyniku wcześniejszej awarii zasilanie 

działało w systemie awaryjnym), 

czy też została zestrzelona? ŹRÓDŁO

Inną tajemnicą są niezwykłe zdjęcia satelity, jakie Fobos 2 wykonał podobno w podczerwieni. Fotografii tych nikt z niewtajemniczonych nigdy nie ujrzał na oczy, ale internetowa wieść niesie, że przedstawiają one potężne wolne przestrzenie (pomieszczenia?) pod powierzchnią księżyca.

Obeliski i puste przestrzenie

Na tym jednak nie koniec rewelacji. Dekadę po wystrzeleniu sowieckich sond Fobos, do księżyca czwartej planety zbliżył się amerykański pojazd bezzałogowy Mars Global Surveyor, który wykonał serię zdjęć wysokiej rozdzielczości. Wśród nich znalazło się jedno, które wzbudziło prawdziwą sensację. Przedstawia ono zagadkowy obiekt wystający niczym obelisk z w miarę płaskiej powierzchni satelity. Obliczono, że ma on wysokość 45-piętrowego budynku! Trudno w tym przypadku mówić o złudzeniu optycznym, gdyż olbrzymi twór rzuca wyraźny cień na powierzchnię księżyca. Na innych fotografiach można odnaleźć szereg podobnych obiektów.

Jeden z monolitów 

na powierzchni Fobosa

 sfotografowany przez sondę

 Mars Global Surveyor 

(dokładną mapę zdjęciową z innymi 

podobnymi tworami można znaleźć na stronie:

 http://ida.wr.usgs.gov/html/orb_0551/55103.html )

Zaledwie kilka lat po amerykańskiej sondzie Mars Global Surveyor w pobliże satelity Marsa trafił pojazd zbudowany przez Europejską Agencję Kosmiczną (ESA) - Mars Express Orbiter. Ten automatyczny ziemski szpieg trafił na biegunową orbitę czwartej planety w 2003 roku. Miała ona kształt eliptyczny, co sprawiało, że jej maksymalna odległość od Marsa sięgała aż 10.000 km. Okresowo Mars Express mijał więc Fobosa w niewielkiej odległości. Ale prawdziwy przełom nastąpił dopiero w 2009 roku. Pojawiła się wówczas potrzeba zmodyfikowania orbity sondy (chodziło o uniknięcie tzw. dryfu punktu orbity najmniej

Próby rekonstrukcji jednego z monolitów

  ŹRÓDŁO

oddalonego od Marsa, na nocą stronę planety). Podczas tego manewru doszło do najbliższego podejścia pojazdu ESA do księżyca – na odległość kilkudziesięciu kilometrów.

Taki przelot dał okazję, nie tylko do wykonania bardzo szczegółowych zdjęć księżyca kamerą High Resolution Stereo Camera (HRSC), ale także do zarejestrowania jego pola grawitacyjnego - co umożliwiło wgląd w budowę wewnętrzną Fobosa. Wstępne wnioski, jakie wyciągnięto, sugerują, że księżyc może być w środku pusty lub silnie porowaty.

Warto wrócić na chwilę do sprawy fotografii. Kiedy na początku marca 2010 roku podczas największego zbliżenia sonda Mars Express Orbiter wykonała całą ich serię, miłośnicy astronomii z niecierpliwością czekali na opublikowanie obrazów w sieci. Niestety z jakichś zagadkowych powodów udostępnione zostały dopiero po ponad tygodniu (wcześniej ESA publikowała fotografie online w ciągu trzech dni). Dla zwolenników sztucznego pochodzenia księżyca z miejsca stało się oczywiste, że czas ten spożytkowany został na zatarcie na zdjęciach wszelkich śladów istnienia obcej cywilizacji.

Podobno oryginalne zdjęcia były wstrząsające i nawet laik dostrzegłby na nich zarysy struktur i poszycia potężnego statku kosmicznego. Co więcej, niektórzy interpretatorzy fotografii wykonanych przez sondę Mars Express, twierdzą że pomimo manipulacji mających zamazać prawdziwy obraz, wciąż można dostrzec wyraźne ślady tego, iż księżyc czwartej planety to w istocie olbrzymi statek kosmiczny, który powoli się rozpada. Podobno w niektórych miejscach Fobosa odsłonięta jest nawet część jego wnętrza.

Mars Express oprócz licznych zdjęć wykonał również szereg innych badań naukowych. Jednym z nich było prześwietlenie księżyca specjalnym radarem (MARSIS). Zwolennicy sztucznego pochodzenia satelity mają podobno nieoficjalne informacje, że owo badanie wykazało nie tylko liczne pustki pod powierzchnią (co odkryli już wcześniej Rosjanie), ale również fakt, że część z nich jest szczelna i utrzymuje ciśnienie, a niektóre ciekną, wypuszczając w przestrzeń kosmiczną nieznany gaz.

Pechowa misja

Wszelkie wątpliwości miała rozwiać rosyjska sonda kosmiczna Fobos-Grunt, przygotowana przez agencję Roskosmos. Jej zadanie miało polegać na lądowaniu na powierzchni księżyca Marsa, pobraniu próbek gruntu, a następnie dostarczeniu ich na Ziemię. Niejako przy okazji sonda miała przetransportować na orbitę w pobliże planety boga wojny chińską sondę Yinghuo-1. Planowany przebieg misji był następujący:

- listopad 2011 – start z kosmodromu Bajkonur,

- 9 października 2012 – manewr wejścia na orbitę wokółmarsjańską,

- 9 lutego 2013 – wejście na orbitę kwazisynchroniczną z Fobosem,

- luty 2013 – lądowanie na powierzchni Fobosa,

- luty – marzec 2013 – start z powierzchni Fobosa,

- luty – marzec 2013 – wejście na trajektorię powrotną,

- sierpień 2014 – powrót na Ziemię.

Niestety z powodu awarii tuż po starcie sonda pozostała na bardzo niskiej orbicie wokółziemskiej i w połowie stycznia 2012 roku spłonęła w atmosferze Ziemi. Wraz z jej zniszczeniem legła w gruzach nadzieja na szybkie wyjaśnienie niekończącej się zagadki, jaką jest większy z księżyców Marsa.

- Fobos okrąża Marsa po orbicie o wysokości około 5,988 km (orbita ziemskiego księżyca to 384,633 km) i obiega planetę w 7 godzin i 39 minut.

- Mars widziany z Fobosa jest 6400 razy większy i 2500 razy jaśniejszy niż Księżyc w pełni widziany z Ziemi. Planeta boga wojny zajmuje prawie 1/4 szerokości półkuli nieba.

- Fobos obserwowany na marsjańskim równiku ma 1/3 średnicy kątowej Księżyca widzianego z Ziemi. Wraz z oddalaniem się od równika jego średnica kątowa zmniejsza się, a to dlatego, że średnica Marsa jest porównywalna z odległością od satelity.

- Średnica kątowa Fobosa zmienia się podczas wędrówki po nieboskłonie - przy wschodzie ma 8', w zenicie natomiast 12'. Słońce widziane z Marsa ma natomiast średnicę kątową 21'.

Asaph Hall (15 października 1829 - 22 listopada 1907) - astronom, najbardziej znany jako odkrywca księżyców Marsa. Zajmował się także obliczaniem orbit księżyców innych planet i gwiazd podwójnych, wyznaczył okres obrotu Saturna i masę Marsa. Od 16 roku życia pracował jako rzemieślnik, później dostał się do college'u w New Hudson. W 1856 rozpoczął pracę w obserwatorium Uniwersytetu Harvarda w Cambridge. Od 1862 Hall był zatrudniony w obserwatorium marynarki wojennej w Waszyngtonie, gdzie po roku objął stanowisko profesora.

Od 1875 miał możliwość prowadzenia obserwacji za pomocą teleskopu o średnicy 66 cm (największego wtedy refraktora na świecie). Ustalił okres obrotu Saturna, wykorzystując do tego białą plamę na powierzchni planety. Hall badał również paralaksy i pozycje gwiazd w gromadzie otwartej Plejady. W latach 1896 - 1901 pracował jako profesor na Uniwersytecie Harvarda w Cambridge.

W 1879 otrzymał Złoty Medal Królewskiej Akademii Astronomicznej. Jego nazwisko nosi jeden z kraterów na Księżycu.