Keturių tonų „Falcon 9“ pakopa trenksis į Mėnulį: po smūgio liks iki 30 metrų krateris

Rugpjūčio 5-osios rytą į Mėnulio paviršių turėtų smogti maždaug keturias tonas sverianti „SpaceX“ raketos „Falcon 9“ viršutinė pakopa. Ji skries beveik 8800 kilometrų per valandą greičiu, todėl susidūrimo energija prilygs maždaug trijų tonų trotilo sprogimui. Smūgio vietoje gali atsiverti iki 30 metrų skersmens ir maždaug penkių metrų gylio krateris.

Žemei, žmonėms ar šiuo metu Mėnulyje veikiančiai įrangai šis susidūrimas tiesioginio pavojaus nekelia. Tačiau astronomams tai bus reta proga iš anksto pasiruošti tiksliai numatytam kosminės nuolaužos smūgiui. Mokslininkai tikisi užfiksuoti trumpą šviesos blyksnį, stebėti virš paviršiaus pakilusį dulkių debesį ir vėliau palyginti vietovės nuotraukas prieš susidūrimą bei po jo.

Dabartiniais skaičiavimais, raketos pakopa į Mėnulį trenksis rugpjūčio 5 dieną apie 6.35 val. pasauliniu laiku, arba maždaug 9.35 val. Lietuvos laiku. Tikslus laikas ir vieta dar gali šiek tiek pasikeisti, nes objektas toliau stebimas ir jo trajektorija tikslinama.

Tai ne visa raketa, o po skrydžio likusi jos dalis

Į Mėnulį skrenda ne veikianti raketa ir ne sugedęs kosminis laivas su įgula. Tai panaudota „Falcon 9“ viršutinė pakopa, kataloguose žymima numeriu 2025-010D. Ji į kosmosą pakilo 2025 metų sausio 15 dieną, kai „SpaceX“ viena raketa iškėlė du privačius Mėnulio aparatus – bendrovės „Firefly Aerospace“ nusileidimo modulį „Blue Ghost-1“ ir Japonijos įmonės „ispace“ aparatą „Hakuto-R Resilience“.

Atlikusi pagrindinę užduotį pakopa liko labai ištęstoje orbitoje aplink Žemę, kertančioje Mėnulio kelią. Ji neturėjo galimybės pati pakeisti krypties ar saugiai nusileisti, todėl daugiau nei metus skriejo veikiama Žemės, Mėnulio, Saulės ir kitų dangaus kūnų traukos. Galiausiai jos orbita pasikeitė taip, kad susidūrimas su Mėnuliu tapo beveik neišvengiamas.

Objekto trajektoriją apskaičiavo astronomas Billas Gray’us, kuriantis dangaus kūnų ir kosminių objektų orbitų nustatymo programinę įrangą. Pakopa nuo paleidimo stebėta daugybę kartų, tačiau galutinę smūgio vietą nustatyti sudėtinga. Nors pagrindinį jos judėjimą lemia gravitacija, rezultatui įtakos turi net Saulės spinduliuotės slėgis ir tai, kaip netaisyklingai pakopa vartosi erdvėje.

Šiuo metu numatoma, kad maždaug 12 metrų ilgio ir keturių metrų skersmens konstrukcija į paviršių smogs 2,43 kilometro per sekundę greičiu. Susidūrimo vieta prognozuojama ties Mėnulio disko kraštu, netoli Einšteino kraterio.

Smūgis Mėnulio nesuskaldys, tačiau išmes daugiau nei milijoną kilogramų grunto

Skambus pranešimas apie keturias tonas sveriančio objekto kritimą gali sudaryti įspūdį, kad Mėnuliui gresia didžiulė katastrofa. Iš tiesų kosminiu mastu tai nėra ypač galingas susidūrimas. Mėnulio paviršių nuolat pasiekia įvairaus dydžio meteoroidai, o jo krateriai liudija apie milijardus metų trukusius gerokai stipresnius smūgius.

Vis dėlto „Falcon 9“ pakopa yra gerokai masyvesnė už daugumą kasdien Mėnulį pasiekiančių smulkių kosminių kūnų. Skaičiavimai rodo, kad smūgio energija sieks apie 11,8 gigadžaulio. Tikėtina, kad paviršiuje liks maždaug 20–30 metrų skersmens krateris, o aplink jį maždaug 70 metrų plote nusės šviežiai išmestos uolienos ir dulkės.

Modeliuojant susidūrimą nustatyta, kad iš kraterio gali būti iškasta daugiau nei milijonas kilogramų Mėnulio grunto – maždaug 150–200 kartų daugiau už pačios raketos pakopos masę. Didžioji dalis medžiagos greitai nukris atgal, tačiau smulkiausios dalelės gali pakilti į kelių kilometrų aukštį ir virš paviršiaus išsilaikyti kelias ar net keliolika minučių.

Kai kurios dalelės gali nuskrieti labai toli nuo smūgio vietos ir suformuoti mažesnius antrinius kraterius. Tai nereiškia, kad nuo vieno susidūrimo bus apgadintas visas Mėnulis. Tačiau tokie skaičiavimai svarbūs planuojant būsimas gyvenamąsias bazes, energijos įrenginius ir tyrimų stotis, nes net toli į paviršių atsitrenkęs objektas gali paskleisti dideliu greičiu lekiančių nuolaužų.

Įspūdingą reginį plika akimi pamatyti nepavyks

Nors susidūrimas skamba kaip įvykis, kurį būtų galima stebėti tiesiog žiūrint į Mėnulį, realybė gerokai sudėtingesnė. Smūgio blyksnis greičiausiai truks trumpiau nei sekundę, o jo ryškumo mokslininkai kol kas negali patikimai numatyti. Daug kas priklausys nuo to, kokiu kampu pakopa atsitrenks ir ar po ja bus purus Mėnulio gruntas, ar kieta uoliena.

Papildomų sunkumų kelia tai, kad pakopa pataikys į Saulės apšviestą Mėnulio dalį. Iki šiol teleskopais dar nebuvo patikimai užfiksuotas nei natūralaus, nei dirbtinio objekto smūgio blyksnis apšviestame Mėnulio paviršiuje. Ryškus fonas gali visiškai paslėpti trumpą šviesos žybsnį.

Didesnių vilčių teikia dulkių debesis. Smūgio vieta bus labai arti matomo Mėnulio krašto, todėl dalis išmestų dulkių gali pakilti virš jo kontūro ir išryškėti tamsiame kosmoso fone. Vis dėlto tam reikės teleskopo, jautrios kameros ir labai tikslaus stebėjimo laiko.

Geriausias sąlygas turės dalis Šiaurės ir Pietų Amerikos stebėtojų, nes ten susidūrimo metu bus tamsu, o Mėnulis – virš horizonto. Lietuvoje tuo metu jau bus rytas, todėl paprastam stebėtojui įvykio pamatyti praktiškai nepavyks. Net dideli teleskopai gali neužfiksuoti blyksnio, jeigu jis bus silpnesnis, nei tikimasi.

Avarija taps iš anksto suplanuotu moksliniu eksperimentu

Mokslininkai negali sustabdyti pakopos ar pakeisti jos krypties, tačiau gali pasiruošti stebėjimams. Profesionalių observatorijų teleskopai bandys užfiksuoti blyksnį, dulkių judėjimą ir iš paviršiaus pakilusių medžiagų cheminius pėdsakus. Prie stebėjimų raginami prisidėti ir tinkamą įrangą turintys astronomai mėgėjai.

NASA zondas „Lunar Reconnaissance Orbiter“ fotografuos numatomą smūgio vietą prieš susidūrimą ir po jo. Tai leis nustatyti tikrąjį kraterio dydį, išmestų uolienų pasiskirstymą ir palyginti rezultatą su kompiuteriniais modeliais. Pietų Korėjos Mėnulio zondas „Danuri“, dar vadinamas „Korea Pathfinder Lunar Orbiter“, taip pat turėtų stebėti vietovę. Likus maždaug dviem minutėms iki smūgio jis praskries vos už kelių kilometrų nuo raketos pakopos trajektorijos.

Gauti duomenys padės tiksliau suprasti, kaip nedideliu kosminiu greičiu judantys dirbtiniai objektai atsitrenkia į Mėnulio gruntą. Natūralūs meteoroidai paprastai lekia daug greičiau, todėl jų poveikis paviršiui skiriasi. Šį kartą mokslininkai iš anksto gana gerai žino objekto masę, dydį, greitį ir numatomą atvykimo laiką – būtent todėl susidūrimas toks vertingas tyrėjams.

Pats Mėnulis po smūgio pastebimai nepasikeis, o Žemei nekils joks pavojus. Tačiau jo paviršiuje likęs naujas krateris taps priminimu, kad kosminės šiukšlės nėra vien Žemės orbitos problema. Daugėjant skrydžių į Mėnulį, panašių nevaldomų susidūrimų gali būti vis daugiau, todėl išmokti sekti tokius objektus svarbu dar prieš ten atsirandant nuolatinėms žmonių bazėms.