20. septembra 1966, NASA je lansirala sondu 'Surveyor 2' na Mesec u misiji 'Atlas-Centaur 7'. Raketa je uzletela s rampe Cape Canaveral 36A, a II stepen 'Centaur D' bio je odgovoran za postavljanje sonde na trajektoriju ka našem satelitu. Ubrzo nakon toga, 'Centaur' se izgubio u svemiru. Mislili smo da je zauvek izgubljen, ali čini se da se ove godine vratio u blizinu Zemlje i postao privremeni satelit naše planete. Prošlog septembra teleskop Pan-STARRS, smešten na otoku Maui (Havaji) i poznat po otkrivanju brojnih asteroida u blizini Zemlje (NEO), objavio je novo otkriće: asteroid 2020 SO. Kao i u slučaju većine sličnih otkrića, radilo se o malom asteroidu prečnika samo nekoliko metara koji je, ostavljajući po strani mogućnost da pogodi Zemlju u bliskoj budućnosti, bio potpuno neinteresantan. Ali analiza njegove orbite je brzo privukla pažnju. 2020 SO je kružio oko Sunca po orbiti gotovo sličnoj Zemljinoj. Ova vrsta orbite je malo verovatna za asteroid zbog njene ogromne nestabilnosti, jer bi gravitacija naše planete vrlo brzo istisnula takav objekt (bila bi samo malo stabilnija da se asteroid nalazio na jednoj od Lagranžovih tačaka L3, L4ili L5Zemljine orbite, ali dostizanje tih tačaka je vrlo teško).
Lansiranje rakete 'Atlas-Centaur 7' sa sondom 'Surveyor 2'. Trebalo je da to bude drugo meko sletanje Amera na Mesec. Danas je slanje lunarne sonde od par stotina kila pravi povod za TV emisiju, a 'Surveyor 2' je imao skoro 1 tonu!
Iz iskustva iz sličnih slučajeva, stručnjaci su zaključili da je najjednostavnije objašnjenje da se radi o veštačkom predmetu. To ne bi bilo iznenađenje, jer je već otkriveno nekoliko brodova i delova raketa lansiranih pre nekoliko decenija. Zbog svoje orbite, bilo je najverovatnije je 2020 SO povezan s nekom lunarnom misijom. Suprotno onome što mnogi ljudi veruju, putanje leta prema Mesecu obično nisu hiperbolične, već najčešće vrlo eliptične orbite. Ali, da, razlika u energetskom smislu od stvarne trajektorije bega od Zemlje gotovo je zanemariva, pa svaki gravitacioni poremećaj – obično zahvaljujući Mesecu – omogućuje tim objektima da završe u hiperboličkoj putanji bega u odnosu na Zemlju s preostalom brzinom u beskonačnosti gotovo nula. Drugim rečima, solarna orbita praktično je jednaka Zemljinoj.
Orbita asteroida 2020 SO.
Ali jedno je pretpostaviti da je to veštački objekt, a sasvim drugo identifikovati o čemu se radi. Kao što znamo iz slučaja uzletnog stepena lunarnog modula 'Snoopy'[1] 'Apolla 10', nije lako utvrditi o kojem se objektu radi. Ostali objekti, poput III stepena S-IVB rakete 'Saturn V' misije 'Apolla 12', lakše su identifikovani zahvaljujući većim dimenzijama. U slučaju 2020 SO, posmatranja su ukazivala na asteroid veličine oko osam metara, premalog za stepen S-IVB, koji je duži od 17 metara i prečnika 6,6 metara. Traženje potencijalnih kandidata od strane stručnjaka poput Davidea Farnocchije iz JPL-a rezultiralo je zaključkom da je 2020 SO verovatno bio stepen 'Centaur' koji je lansirao sondu 'Surveyor 2', iako treba naglasiti da to nije sigurno. Zakoni nebeske mehanike pretvaraju se u nelinearni haotični pakao kada je uključeno više od dva tela.
Raketa 'Atlas-Centaur 7' i delovi lunarne sonde 'Surveyor 2'.
Pod pretpostavkom da je to tačno, prisetimo se da je 'Surveyor 2' lansirala misija 'Atlas-Centaur 7' – koja je, uprkos broju, bila druga operativna misija 'Atlas-Centaura' – pomoću rakete 'Atlas-LV3C Centaur-D'. Atlas-LV3C Centaur-D je koristila prvi stepen zasnovan na 'Atlasovoj' interkontinentalnoj balističkoj raketi na kerozin i tečni kiseonik i drugi stepen 'Centaur D' od 9,6 metara dužine i 3,05 metra promera, veličina koja se bolje uklapa u procenjene dimenzije 2020 SO. 'Surveyori' su, zajedno s 'Rangerom' i 'Lunar Orbiterom', bile sonde koje su trebale da otvore put misijama 'Apollo' sa posadom. Napokon, kad je Kennedy 1961. predložio da NASA pošalje misiju s posadom na Mesec prije 1970, o Mesecu smo znali manje nego što danas znamo o Marsu. 'Surveyor 2' je planirao da sleti u područje Sinus Medii nakon uspeha 'Surveyora 1', koji je 2. jula 1966. postao prva američka sonda koja je sletila meko, otprilike šest meseci nakon sovjetske 'Lune 9' (E-6 №13). Međutim, dan nakon lansiranja, 'Surveyor 2' je počeo da skreće s kursa zbok kvara na jednom trasteru i 22. septembra kontakt s brodom je izgubljen. Sledećeg dana je udario u Mesec u blizini kratera Kopernik brzinom od 2,6 km/s, ostavljajući lep svež krater na Mesečevoj površini.
Dvomotorni stepen 'Centaur-D' koji je lansirao 'Surveyor 2'.
Dodatni stepen 'Centaur-D' lunarne sonde.
S druge strane, treba imati na umu da je stepen 'Centaur' jedan od velikih junaka iz senke američkog kosmičkog programa. Taj kriogeni stepen baziran na tečnom vodoniku i kiseoniku lansirao je veliki deo svemirskih sondi u SAD. Trenutno se koristi u ansamblu s raketom 'Atlas V' i nastaviće svoju dugu karijeru u decenijama koja dolaze kao gornji stepen rakete 'Vulcan'. Stepen 'Centaur' je rođen 1957. godine zahvaljujući predlogu Vazdugoplovnih snaga Sjedinjenih Država (USAF) i kompanije 'General Dynamics'/'Convair'. Snažna podrška kriogenim gorivima, u to vreme vrlo rizična odluka, pokazala se presudnom u garanciji američkih kosmičkih uspeha u sledećim decenijama. Jednako važan kao i sam stepen, bio je dizajn i razvoj motora RL10 kompanije 'Pratt i Whitney Aircraft'.
Na sajtu doslovce piše ovako:
LOx/LH2 propellant rocket stage.
Status: Study 1968. Thrust: 131.22 kN (29,500 lbf). Gross mass: 16,258 kg (35,842 lb). Unfuelled mass: 2,631 kg (5,800 lb). Specific impulse: 444 s. Burn time: 470 s. Height: 9.60 m (31.40 ft). Diameter: 3.05 m (10.00 ft). Span: 3.05 m (10.00 ft).
Cost $ : 20.300 milion. No Engines: 2.
Motor RL10. Imao jevisinu od 4,15 m (sa mlaznicom), prečnik 2,15 m i 'suvu' težinu od 301 kg. Drugi stepen 'Saturna I? je imao četiri ovakva vrlo slična motora.
Vodonik je najefikasnije hemijsko gorivo od svih onih koja mogu da se koriste sigurno (izuzimajući motore na bazi fluora i njihove varijante), ali rad s njim je noćna mora zbog vrlo niskih temperatura koje zahtevaju i njihove neugodne tendencije da posvuda cure (razlog je što se radi o najmanjim molekulima). Upotreba na prvom ili drugom stepenu je komplikovana, ali upotreba na dodatnom stepenu koji mora da se uključuje nekoliko puta, čak i u bestežinskom stanju, predstavljao je kasnih 50-ih veliki tehnološki izazov. Nakon formiranja Nase 1958. godine, 1. jula 1959, NASA je preuzela razvoj programa 'Centaur'. Prvi let 'Centaura' izveden je 8. maja 1962, godinu dana kasnije od planiranog, ali stepen je eksplodirao 54 sekunde nakon poletanja. Kao rezultat, u Nasinom centru Lewis je sproveden havarijski program za testiranje 'Centaura' radi uklanjanja nedostataka u konstrukciji stepena. Tek 27. novembra 1963. godine, sistem 'Atlas-Centaur' je izvršio svoj prvi uspešan let. Prva operativna verzija stepena 'Centaur' zvala se 'Centaur D'.
Faze lansiranja misije 'Atlas-Centaur 7' sa 'Surveyorom 2'.
Projektovana trajektorija 'Surveyora 2' ka Mesecu.
Sedamdesetih godina prošlog stoleća, 'Centaur' je kombinovan sa USAF-ovom raketom 'Titan III' radi lansiranja mitskih svemirskih sondi poput 'Vikinga' i 'Voyagera'. Brend 'Centaur' je bio toliko uspešan i popularan da je novi kriogeni stepen dizajniran za upotrebu sa spejs šatlovima poneo isto ime unatoč tome što je imao prilično drugačiji dizajn. Taj stepen 'Centaur G'/'Centaur G-Prime' trebali su, među ostalima, da lansiraju sonde 'Magellan', 'Ulysses' ili 'Galileo', ali nesreća 'Challengera' naterala je neke glavešine u Nasi da dovedu u pitanje mudrost stavljanja rakete sa nekoliko tona vodonika u prtljažni prostor broda s posadom, a kao rezultat toga 'Centaur G' je otkazan i zamenjen znatno neefikasnijim gornjim stepenom Inertial Upper Stage na čvrsto gorivo, ali sigurnijim (promena zbog koje sonda 'Galileo' nije mogla da putuje direktno do Jupitera). Verzija 'Centaura' je koristila USAF raketu 'Titan IV', koju je vojska razvila upravo kako bi ublažila otkazivanje misija šatlova iz baze Vandenberg, varijanta kojom je lansirana sonda 'Cassini-Huygens' 1997. Uz malo sreće, sledeće godine će 'Atlas V Centaur' lansirati prvi brod 'Starliner' s posadom, novo dostignuće u dugoj karijeri ovog stepena.
Stepen 'Centaur D-1' iz 70-ih.
Evolucija stepena 'Centaur' do 90-ih.
Stepen 'Centaur G' lansira sondu 'Galileo'. Ovaj stepen je za 18 godina lansirao i 18 vojnih satelita.
Bilo kako bilo, činjenica je da je 2020 SO sada blizu naše planete. Od novembra ove godine do marta 2021. biće privremeni Zemljin satelit i pratiće dve orbite pre nego što ponovno pobegne od Zemljine gravitacije. 1. decembra će proći na oko 50.000 kilometara od Zemlje, što je minimalna udaljenost koju će doseći u ovoj novoj fazi svog putovanja. Tokom ovih dana zemaljske opservatorije će iskoristiti priliku da analiziraju spektar ovog neobičnog asteroida, što će potvrditi da je to stari relikt Mesečeve trke.
Stepen 'Centaur' na današnjoj raketi 'Atlas V'.
Reference:
- https://www.nasa.gov/feature/jpl/earth-may-have-captured-a-1960s-era-rocket-booster
- https://www.jpl.nasa.gov/news/news.php?release=2020-216
- https://www.lpl.arizona.edu/sites/default/files/sic/surveyor/Surveyor_II_NASA-TechnicalReport32-1086.pdf
- https://www1.grc.nasa.gov/wp-content/uploads/Centaur-Launches-1962-2012.pdf
[1] 23. maja 1969, astronauti u 'Apollu 10' su otkačili lunarni modul 'Snoopy' i krenuli ka Zemlji. Modul je ostao da suta po slobodnoj putanji oko Sunca. A onda prošlog leta teleskopi sa Havaja detektovali (posle puno lažnih alarma) da je majušni Earth crossing asteroid 2018 AV2 zapravo zaboravljeni modul.
