Czy Chiny staną się naukową potęgą w kosmosie?

Gdy w 1999 roku bezzałogowa kapsuła testowa Shenzhou 1 rozpoczynała chiński program załogowy, aspiracją Chin była próba dogonienia technologicznego Stanów Zjednoczonych i Rosji. Kolejne misje kosmiczne demonstrowały postęp technologiczny Państwa Środka, a od kilku lat nikt już nie ma wątpliwości, że celem Chin jest stanie na pozycji lidera w badaniach w kosmosie. Czy taki stan rzeczy utrzyma się jednak w nadchodzącej dekadzie i co może stanąć temu na przeszkodzie?

Najpierw technologia, potem nauka


Chiny powoli budowały swoją pozycję w przemyśle kosmicznym. Swojego pierwszego sztucznego satelitę grającego muzykę patriotyczną z niskiej orbity okołoziemskiej wysłały w 1970 roku. Nikt wtedy nie rysował jednak dalekosiężnych planów i nie myślał o naukowej eksploracji z przestrzeni kosmicznej. Dopiero po zakończeniu Kulturalnej Rewolucji w 1976 roku, Chiny zaczęły budować swoją obecność w kosmosie. W 2003 roku wysłały swojego pierwszego astronautę na orbitę. W 2007 stały się krajem posiadającym orbiter okrążający Księżyc.

Jednak przez te kilka dekad chińskie misje pokazywały raczej tylko zdolność technologiczną, udowadniając jedynie, że kraj ten potrafi wysyłać orbitery i ludzi w kosmos, cele naukowe były realizowana niejako przy okazji. Dopiero od kilku ostatnich lat Chiny coraz wyraźniej wkraczają w świat nauki. Jednym z pierwszych zwiastunów zmian była misja lądownika Change 3, który w 2013 roku wykonał miękkie lądowanie na Srebrzystym Globie. Z lądownika wyjechał łazik, który dostarczył danych radarowych spod powierzchni naszego naturalnego satelity w niespotykanej dotąd rozdzielczości. Misja księżycowa wylądowała w niezbadanym obszarze i odkryła złożoną historię erupcji wulkanicznych, które występowały 2 miliardy lat temu, a więc dość niedawno w skali historii całego Układu Słonecznego. Rezultaty misji spotkały się wtedy z uznaniem planetologów na całym świecie.

Do tej pory Chińczycy wysłali też dwie testowe stacje kosmiczne. Obie misje to przygotowania pod stałą prezencję Chińczyków na orbicie, ale ostatnia misja Tiangong-2, która rozpoczęła się we wrześniu 2016 roku zawierała już wiele sprzętu naukowego. W ostatnich dwóch latach z Chin startowały łącznie cztery misje naukowe, w tym słynny satelita komunikacji kwantowej, o którego wynikach pisaliśmy niedawno.

Chiny już nowym liderem?


Na początku tego tysiąclecia Chińskiej Akademii Nauk udało się przekonać rząd do zwiększenia naukowego znaczenia misji kosmicznych finansowanych ze środków państwowych. Obecne spektakularne rezultaty chińskiego programu kosmicznego zawdzięczamy pięcioletniemu programowi strategicznego finansowania, które rozpoczęło się w 2011 roku i zasiliło budżet agencji kwotą 510 milionów dolarów.

Z perspektywy czasu decyzja władz okazała się strzałem w dziesiątkę. Wyniki przyszły bardzo szybko, a pierwszym dużym i głośnym sukcesem była warta 100 milionów dolarów misja Eksperymentów Kwantowych w Kosmicznej Skali QUESS. Wysłany w 2016 roku statek bada wykorzystanie zjawiska splątania kwantowego w ultrabezpiecznej komunikacji kwantowej. Miesiąc temu pisaliśmy o tym eksperymencie. Spotkał się on z bardzo sporym publicznym zainteresowaniem na całym świecie. Już wkrótce w prasie naukowej może pojawić się wynik kolejnego eksperymentu - transmisji kwantowej pomiędzy Wiedniem i Pekinem.

Kolejnym dużym sukcesem może okazać się misja wartego 300 milionów dolarów satelity DAMPE, który dzięki swym zaawansowanym detektorom zmierzy promieniowanie kosmiczne wysokich energii. Dane z badania mogą wyjaśnić zaskakującą liczność elektronów i pozytonów wysokich energii wychwyconych przez urządzenie AMS zamontowane na pokładzie Międzynarodowej Stacji Kosmicznej. Bardziej czuły na cząstki pochodzące z pulsarów i ciemnej materii detektor będzie rewelacyjnym uzupełnieniem danych od Amerykanów.

Co w najbliższych latach?


Po walce naukowców na następne pięć lat rząd chiński zdecydował się przeznaczyć 730 milionów dolarów na kolejne misje. W przyszłej dekadzie możemy więc spodziewać się kontynuacji naukowej polityki kosmicznej. Wśród rozwijanych misji znajduje się pierwsza chińska sonda do badań Słońca oraz satelita teledetekcyjny do badania obiegu wody na Ziemi.

Również Chińska Agencja Kosmiczna i Chińska Agencja Kosmiczna Lotów Załogowych dokłada tutaj swoje trzy grosze. W 2025 roku ma z Ziemi wystartować warty prawie pół miliarda dolarów teleskop eXTP do obserwacji promieniowania rentgenowskiego. Dzięki sondzie setki naukowców z 20 krajów zbada zachowanie materii w ekstremalnych warunkach wewnątrz gwiazd neutronowych oraz wokół czarnych dziur.

CMSA - Chińska Agencja Kosmiczna Lotów Załogowych opracowuje z kolei 15 razy bardziej czuły niż DAMPE detektor ciemnej materii, który ma zostać zainstalowany na przyszłej chińskiej stacji kosmicznej. To właśnie stała stacja kosmiczna, która ma zostać ukończona do 2022 roku będzie kluczowym projektem kraju. Jakby tego było mało są też plany wysłania wartego 730 milionów dolarów teleskopu, który miałby orbitować w pobliżu stacji. Miałby on mieć 300-krotnie większe pole widzenia od teleskopu Hubble i dzięki czemu nadawać się świetnie do przygotowywania celów pod badanie ciemnej materii oraz do szukania egzoplanet.

Warto zwrócić jeszcze uwagę na jedno pozytywne zjawisko związane z sukcesami chińskimi. Widać, że coraz bardziej kraj ten otwiera się na współpracę z instytucjami na świecie. W przeszłości każda misja kosmiczna ogłaszana była publicznie dopiero, gdy zakończyła się sukcesem. Teraz często można oglądać starty chińskich rakiet na żywo. Większość projektów prowadzonych przez CAS ma europejskich partnerów. W 2015 roku zawiązano nawet specjalne partnerstwo mające wyłonić kandydatów na przyszłe wspólne misje. Owocem tej ścisłej współpracy będzie SMILE, która ma badać interakcje między wiatrem słonecznym i ziemską magnetosferą.

Wielkim nieobecnym w tej naukowej współpracy są Stany Zjednoczone. Obecnie największa potęga kosmiczna przez ustawę z 2011 roku nie może współpracować z Chinami w sektorze kosmicznym. W przeszłości wielokrotnie Chiny dostarczały kluczowych komponentów do amerykańskich misji. Po części motywacją do rozwoju własnej stacji przez Chiny jest właśnie ten zakaz. Na pokładzie ISS działa jeden z owoców wcześniejszej kolaboracji - detektor AMS.

Przez taki stan rzeczy projekty USA i Chin często dublują się w swoich celach. W marcu NASA wybrała do dalszych prac misję STROBE-X, która jest odpowiednikiem przyszłej chińskiej misji eXTP.

Jak długo to potrwa?


Czy ta dobra passa Chińczyków będzie jeszcze trwać? Tu można być nieco sceptycznym. Na pewno martwią problemy z nową rakietą Długi Marsz 5, która miała ostatnio awarię. To ta rakieta miała jeszcze w tym roku wynieść lądownik Change 5, który miał przywieźć z Księżyca próbki gruntu. Nie pomaga też naukowa marginalizacja kraju na arenie międzynarodowej. Chiny muszą na polu pozyskiwania współpracowników do swoich misji rywalizować ze Stanami Zjednoczonymi, których prawo zabrania współpracy NASA z naukowcami i inżynierami z Chin. Również sytuacja wewnętrzna nie napawa optymizmem, gdyż chiński rząd nie rozpisał długoterminowej strategii dla sektora kosmicznego i finansowanie projektów wymagających planowania to bolączka projektantów misji.

Dla chińskich naukowców największym wyzwaniem jest przekonywanie rządu do długoterminowych inwestycji, które nie przynoszą efektów od razu. I tak Chińczycy cieszą się bezpieczeństwem w finansowaniu przez kolejne pięć lat, ale nikt nie wie jakie będą dalsze priorytety. Nadal na pierwszym planie pozostają misje typowo inżynieryjne czy eksploracyjne. Dla przykładu budżet powstającej stacji kosmicznej to prawie 15 miliardów dolarów. Można obawiać się jednak co naukowego na tej stacji się znajdzie. Nie ma przeznaczonych środków na rozwój eksperymentów, które byłyby jej wyposażeniem badawczym.

Źródło: Nature

Więcej informacji:

Na zdjęciu: Chińska astronautka Wang Yaping prezentuje ruchy żyroskopowe w środowisku mikrograwitacji. Źródło: CMSA.