Jakie satelity badają Księżyc? Przegląd misji orbitalnych Srebrnego Globu

Księżyc to jedno z najdokładniej obserwowanych ciał niebieskich w Układzie Słonecznym – a mimo to wciąż skrywa wiele tajemnic. Dzięki satelitom orbitalnym zaglądamy w jego kratery, badamy strukturę regolitu i sprawdzamy, gdzie może ukrywać się lód wodny. W tym artykule przyglądamy się aktualnym misjom satelitarnym, które nieustannie zbierają dane o Księżycu, a także sprawdzamy, jakie wyzwania i cele stawia sobie przyszłość obserwacji orbitalnej.

Aktywne misje satelitarne wokół Księżyca

W ostatnich latach obserwujemy dynamiczny rozwój eksploracji Księżyca – wokół niego stale krąży kilka aktywnych sond, które dostarczają cennych danych naukowych, wspierają misje powierzchniowe i testują nowe technologie.

Poniżej przedstawiono aktualne misje satelitarne prowadzone przez różne agencje kosmiczne.

Lunar Reconnaissance Orbiter (NASA, USA)

Początkowo część misji THEMIS, te dwie z pięciu sond zostały w 2011 roku przekierowane na orbitę Księżyca i przemianowane na ARTEMIS P1 i P2. Ich głównym celem jest badanie oddziaływania wiatru słonecznego z magnetosferą Ziemi i środowiskiem wokół Księżyca. Poruszają się w obrębie punktów libracyjnych L1 i L2, wykonując jednoczesne pomiary plazmy, pola magnetycznego i egzopowłoki Księżyca.

Chandrayaan-2 Orbiter (ISRO, Indie)

Indyjska sonda Chandrayaan-2 została wyniesiona na orbitę w 2019 roku i od tego czasu kontynuuje badania Księżyca. Jej zadaniem jest m.in. analiza składu chemicznego, topografii oraz poszukiwanie lodu wodnego, szczególnie w rejonach polarnych. Orbiter działa na wysokości około 100 km i korzysta z ośmiu zaawansowanych instrumentów, w tym kamery o rozdzielczości 30 cm/piksel.

CAPSTONE (NASA, USA)

Wystrzelony w 2022 roku mikrosatelita CAPSTONE bada nowy typ orbity – blisko prostoliniową orbitę halo (NRHO), wokół punktu równowagi grawitacyjnej układu Ziemia–Księżyc. Celem misji jest przetestowanie tej trajektorii dla przyszłej stacji kosmicznej Gateway. Misja obejmuje również demonstację autonomicznego systemu nawigacji (CAPS), pozwalającego satelicie dzięki eksperymentalnemu systemowi CAPS, komunikując się z LRO oraz naziemną siecią DSN.

Korea Pathfinder Lunar Orbiter „Danuri” (KARI, Korea Południowa)

Danuri, pierwsza misja Korei Południowej na orbitę Księżyca, rozpoczęła się w 2022 roku. Sonda wykonuje mapowanie topograficzne oraz analizuje skład powierzchni z wykorzystaniem spektrometrów i kamer. Na pokładzie znajduje się również amerykański instrument ShadowCam, który umożliwia obserwację zacienionych obszarów kraterów polarnych – kluczowych dla poszukiwania rezerwuarów lodu wodnego.

Queqiao (CNSA, Chiny)

Chiński satelita Queqiao od roku 2018 pełni funkcję przekaźnika komunikacyjnego między Ziemią a niewidoczną stroną Księżyca, wspierając misję Chang’e-4. Znajduje się na stabilnej orbicie halo wokół punktu libracyjnego EM-L2, co umożliwia jednoczesną łączność z lądownikiem po ciemnej stronie Księżyca i stacjami naziemnymi. Na pokładzie Queqiao znajduje się również radioteleskop do prowadzenia obserwacji astrofizycznych.

Queqiao-2 (CNSA, Chiny)

Najnowszy z chińskich satelitów, Queqiao-2, został wystrzelony w marcu 2024 roku. Jego zadaniem jest wsparcie nadchodzących misji Chang’e-6, 7 i 8, które będą badać południowy biegun i niewidoczną stronę Księżyca. Satelita zapewnia dwukierunkową komunikację i został umieszczony na eliptycznej orbicie okołoksiężycowej, z której może utrzymywać stały kontakt z Ziemią oraz lądownikami operującymi w trudno dostępnych rejonach.

Jakie korzyści dają nam dane z orbity Księżyca?

Misje satelitarne wokół Księżyca dostarczają ogromnej ilości danych. Mają kluczowe znaczenie nie tylko dla badań naukowych, ale także dla rozwoju technologii i planowania przyszłych misji załogowych.

Dokładne mapy powierzchni – zdjęcia i dane topograficzne pozwalają lepiej zrozumieć strukturę terenu i wyznaczać bezpieczne miejsca do lądowania.
Wykrywanie zasobów – satelity pomagają lokalizować wodę w formie lodu i analizować skład regolitu, co ma kluczowe znaczenie dla przyszłych baz.
Badania geologiczne – obserwacje pozwalają poznać historię Księżyca: ślady dawnych erupcji, uderzenia meteorytów, zmiany na przestrzeni historii.
Wsparcie technologiczne – testowanie nowych systemów nawigacji i komunikacji, długofalowe sprawdzanie wytrzymałości i wydajności materiałów oraz instrumentów.

Dane zbierane z orbity stanowią fundament naszej wiedzy o Księżycu. Dzięki nim możemy nie tylko zrozumieć jego budowę i historię, ale też lepiej ocenić potencjał środowiskowy. Obserwacje te łączą naukę z praktyką i sprawiają, że Księżyc przestaje być tajemnicą.

Przyszłość obserwacji orbitalnej Księżyca

W ciągu najbliższych lat wokół Księżyca pojawi się wiele nowych orbiterów – zarówno naukowych, jak i technologicznych. Ich zadania będą różnorodne: od poszukiwania wody, przez zapewnienie łączności, aż po wspieranie działań załogowych.

Pod koniec lutego 2025 r. miał miejsce start misji Lunar Trailblazer, niewielkiego orbitera NASA, którego głównym celem jest zbadanie rozmieszczenia i formy wody na Księżycu. Sonda ma dostarczyć kluczowych danych dla przyszłych misji operujących w rejonach bogatych w lód. Docelowa orbita ma być osiągnięta do 7 miesięcy od rozpoczęcia misji. Ostatni sygnał z sondy odebrano dzień po starcie, 27 lutego. Ze względu na problemy urządzenie pracuje w trybie niskiego zasilania, jednak zespół misji Lunar Trailblazer się nie poddaje i próbuje nawiązać komunikację.

Europejska Agencja Kosmiczna rozwija program Moonlight, którego celem jest stworzenie konstelacji satelitów zapewniających stałą łączność i nawigację wokół Księżyca. Pierwszy satelita demonstracyjny – Lunar Pathfinder, ma rozpocząć działanie już w latach 2025 – 2026.

Przygotowywane są również misje z kontynentu azjatyckiego: Chang’e 7 (Chiny) oraz Luna-26 (Rosja), których orbitery będą badały biegun południowy, szukając śladów wody i wspierając inne elementy misji powierzchniowych.

Jednym z największych projektów jest stacja Gateway – międzynarodowa konstrukcja NASA tworzona we współpracy z ESA, JAXA i CSA. Ma ona pełnić funkcję przystanku dla misji załogowych oraz platformy do badań naukowych na orbicie Księżyca, poruszając się po tzw. orbicie halo NRHO. Start pierwszych modułów zaplanowano najwcześniej na 2027 rok, jednak realizacja projektu stoi obecnie pod znakiem zapytania – zmiany w polityce kosmicznej Stanów Zjednoczonych oraz cięcia budżetowe mogą wpłynąć na harmonogram i zakres przedsięwzięcia. Mimo to Gateway nadal pozostaje centralnym elementem długoterminowej wizji eksploracji przestrzeni księżycowej.

Co dalej z orbitą Srebrnego Globu?

Obserwacja Księżyca z orbity dała nam dostęp do danych, których nigdy nie moglibyśmy zebrać z powierzchni. To właśnie dzięki satelitom możemy tworzyć dokładne mapy, odkrywać złoża lodu, planować przyszłe lądowania i uczyć się, jak działa sąsiednie ciało niebieskie w najdrobniejszych szczegółach. Ale im więcej wiemy, tym więcej pojawia się znaków zapytania. Jak zmienia się woda na powierzchni Księżyca w ciągu doby? Czy przyszłe satelity będą zdolne do samodzielnej analizy danych, bez kontaktu z Ziemią? A może najważniejsze odkrycia dopiero przed nami – ukryte w cieniu kraterów, czekające na nowe spojrzenie z orbity?