Uniwersytet Jagielloński przygotowuje misję kosmiczną HYADES, która ma pomóc w badaniu pochodzenia wody na Ziemi. W rozmowie z Radiem Kraków dr Michał Drahus z Obserwatorium Astronomicznego UJ wyjaśniał, że specjalny teleskop zostanie zaprojektowany do wykrywania nawet śladowych ilości wody w kosmosie oraz badania jej składu izotopowego. Projekt wpisze się także w działalność nowo powołanego Międzyuczelnianego Centrum Ekosystemu Kosmicznego.
HYADES i kosmiczny ekosystem
Międzyuczelniane Centrum Ekosystemu Kosmicznego zostało powołane kilka dni temu. W jego skład weszły m.in. Uniwersytet Jagielloński, AGH, SGH, Politechnika Łódzka i Warszawska Akademia Wychowania Fizycznego.
Dr Michał Drahus zaznacza, że misja HYADES nie została uruchomiona dopiero przy okazji powstania centrum. Przygotowania trwają już od trzech lat. Nowa inicjatywa może jednak wzmocnić kosmiczne ambicje Uniwersytetu Jagiellońskiego i stworzyć lepsze warunki dla kolejnych projektów.
Jak tłumaczył gość Radia Kraków, HYADES będzie realizowana niezależnie, ale naturalnie wpisze się w obecną politykę kosmiczną uczelni.
Skąd wzięła się woda na Ziemi?
Jednym z najważniejszych celów misji jest sprawdzenie hipotezy, że wodę na Ziemię mogły dostarczyć komety. Teleskop HYADES ma obserwować wiele takich obiektów i badać skład izotopowy znajdującej się w nich wody.
Kluczowy będzie stosunek deuteru do wodoru. Naukowcy chcą porównać skład izotopowy wody w kometach ze składem izotopowym ziemskich oceanów. Jeśli okaże się podobny, może to wzmocnić hipotezę o kometarnym pochodzeniu części wody na naszej planecie.
Nie tylko komety
HYADES ma badać nie tylko komety, ale także bardziej egzotyczne obiekty. Chodzi m.in. o ciała, które przybywają do Układu Słonecznego z innych układów planetarnych.
Do tej pory poznano zaledwie kilka takich obiektów. Jednym z najbardziej znanych była Oumuamua, która wywołała ogromne zainteresowanie naukowców i opinii publicznej. Dr Drahus przypominał, że niektórzy badacze – lub komentatorzy – wysuwali nawet hipotezy o jej sztucznym pochodzeniu.
Więcej takich odkryć może przynieść nowy przegląd nieba prowadzony przez obserwatorium Very Rubin. Dla misji HYADES oznacza to szansę na badanie obiektów o fundamentalnym znaczeniu dla astronomii planetarnej.
Dlaczego teleskop w kosmosie?
Teleskopy kosmiczne dają obrazy znacznie ostrzejsze niż instrumenty naziemne. Powód jest prosty: obserwacjom prowadzonym z Ziemi przeszkadza atmosfera.
Dr Drahus tłumaczył, że powietrze faluje i rozmywa obrazy kosmosu. Ten efekt każdy może zauważyć gołym okiem, patrząc na mrugające gwiazdy. Dla astronomii to poważna przeszkoda.
Najlepiej kosmos obserwuje się z kosmosu
– podkreślał naukowiec.
HYADES ma więc prowadzić obserwacje sponad atmosfery, co pozwoli uniknąć problemu rozmycia obrazu i zwiększy precyzję pomiarów.
Jak HYADES będzie szukał wody?
Misja nie będzie obserwować cząsteczek wody bezpośrednio. Teleskop ma badać atomy wodoru i deuteru, które uwalniają się w otoczkach kometarnych, gdy promieniowanie ultrafioletowe Słońca rozbija molekuły wody.
Na tej podstawie naukowcy będą mogli wnioskować o składzie pierwotnych cząsteczek wody. Chodzi o rozróżnienie między zwykłą wodą H2O a tzw. wodą półciężką HDO.
To właśnie ta analiza pozwoli ustalać stosunek deuteru do wodoru w badanych obiektach, a następnie porównywać go z tym, co znamy z ziemskich oceanów.
Mniejszy satelita kontra Hubble i Webb
Czy takiej wiedzy nie dostarczają już wielkie teleskopy kosmiczne, takie jak Hubble albo Webb? Dr Drahus odpowiada, że nie w takim zakresie.
HYADES ma być kilkaset razy czulszy od teleskopu Hubble’a w konkretnym typie obserwacji, ponieważ zostanie zaprojektowany wyłącznie do tego zadania. Hubble i Webb to instrumenty potężne, ale uniwersalne. HYADES ma być narzędziem specjalnego przeznaczenia.
Chodzi o to, by zbudować teleskop specjalnego przeznaczenia i w tym jednym zastosowaniu dokonać prawdziwej rewolucji naukowej
– wyjaśnia dr Drahus.
To właśnie wyspecjalizowanie ma sprawić, że znacznie tańszy satelita będzie mógł w swojej niszy konkurować z wielkimi i bardzo drogimi obserwatoriami kosmicznymi.
Co oznacza nazwa HYADES?
HYADES to skrót od angielskiej nazwy Hydrogen and Deuterium Surveyor, czyli przeglądu wodoru i deuteru. Nazwa dobrze oddaje cel misji: obserwowanie tych pierwiastków po to, by zdobywać wiedzę o wodzie w kosmosie.
Za projekt odpowiada Uniwersytet Jagielloński, ale nie wszystkie elementy będą budowane od podstaw na uczelni. Bardziej standardowe komponenty, takie jak układ optyczny teleskopu czy platforma satelitarna, mają zostać zakupione w firmach albo pozyskane we współpracy z Centrum Badań Kosmicznych PAN.
SOLARIS jako przewaga Uniwersytetu Jagiellońskiego
Szczególna rola UJ wynika z dostępu do Synchrotronu SOLARIS. Misja będzie prowadzić obserwacje w dalekim ultrafiolecie, a do przygotowania i kalibracji aparatury potrzebne jest silne, dobrze skalibrowane źródło światła w tym zakresie.
Okazało się, że takie źródło już znajduje się na uniwersyteckim podwórku. To właśnie SOLARIS daje UJ wyjątkowe warunki do przygotowania aparatury kosmicznej pracującej w dalekim ultrafiolecie.
Dr Drahus przyznaje, że znaczenie tego zaplecza w pełni uświadomiono sobie dopiero po rozpoczęciu przygotowań do projektu i po otrzymaniu grantu.
Po co uniwersytetowi misja kosmiczna?
W rozmowie padło także pytanie o sens prowadzenia misji kosmicznej przez uniwersytet. Dr Drahus odpowiedział, że uniwersytety są miejscem, w którym wielka ciekawość ludzkości spotyka się z wielkimi tajemnicami świata – kosmosu, człowieka, życia, matematyki czy chemii.
Jego zdaniem nauka nie musi być uzasadniana wyłącznie krótkoterminowymi korzyściami gospodarczymi. Takie korzyści mogą się pojawiać, ale nie one są najważniejsze.
Nauka nie ma być opłacalna krótkoterminowo. Jest jednym ze szczytowych wyrazów aktywności człowieka
– mówił dr Drahus.
W tym sensie misja HYADES jest nie tylko projektem technologicznym, ale także wyrazem podstawowej ciekawości poznawczej.
Kiedy HYADES poleci w kosmos?
Prace nad misją trwają od trzech lat. Na początku lipca naukowcy mają testować kolejny wariant prototypu najbardziej innowacyjnego komponentu satelity – atomowego filtra gazowego.
To właśnie ten element ma stanowić o wyjątkowości HYADES. Pozostałe komponenty będą bardziej standardowe.
Zespół ma nadzieję, że satelita poleci w kosmos w 2028 roku.
UJ w nowym kosmicznym centrum
Misja HYADES wpisze się w działalność Międzyuczelnianego Centrum Ekosystemu Kosmicznego, ale – jak podkreśla dr Drahus – projekt był zdefiniowany wcześniej i na razie nie wymaga zmiany założeń.
Nowe centrum łączy uczelnie o bardzo różnych profilach. AWF może zajmować się np. zdrowiem i treningiem astronautów, uczelnie techniczne – komponentami i technologiami, a Uniwersytet Jagielloński, jak mówi rozmówca Radia Kraków, powinien reprezentować przede wszystkim silne badania podstawowe.
Wierzę, że UJ będzie stał na straży nauki
– podsumowuje dr Drahus.