Zmniejszenie kosztów i zarazem maksymalizacja rezultatów: takie intencje miała agencja kosmiczna NASA tworząc program Discovery w 1992 roku. Do dnia dzisiejszego 11 misji kosmicznych zakończyło się sukcesem, 2 są planowane, 2 są w trakcie realizacji, a tylko jedna misja kosmiczna – CONTOUR – spaliła na panewce. Największą zaletą tego programu jest dawanie szansy mniejszym zespołom naukowym i badanie układu słonecznego przy stosunkowo niedużych kosztach; misje z tego programu różnią się od misji flagowych Stanów Zjednoczonych przede wszystkim ceną, ale też czasem potrzebnym na przygotowanie oraz tym, że służą bardzo konkretnym celom naukowym.

NASA

Logo programu Discovery.

Początek

W latach 60. i 70. misje kosmiczne były astronomicznie drogie i czasochłonne. Realizacja niektórych projektów mogła trwać – i nieraz trwała – przez dziesięć, a nawet dwadzieścia lat; fakt, że często przekraczały one własne budżety, powodował dalsze opóźnienia. Projekty te wchodziły ponadto w skład ogromnych i scentralizowanych przedsięwzięć. Po zimnej wojnie budżet NASA znacznie się uszczuplił, tymczasem środowisko naukowe domagało się regularniejszych startów misji, aby móc reagować na nowe odkrycia.

Program Discovery był rewolucyjny pod wieloma względami. Wyróżniał się chociażby tym, że decydujący głos oddano zespołom naukowym, co po zimnej wojnie wcale nie było oczywiste. Hasło „Faster, Better, Cheaper”, które zaczęło dominować w latach 90-tych, jest odzwierciedleniem etosu tego programu, stawiającego na skrócony czas przygotowań misji, wysoką jakość badań i – co najważniejsze – ograniczony budżet.

Wybór misji przebiega na zasadzie konkursu. Amerykańskie instytucje naukowe i uniwersyteckie wysyłają propozycje misji, które obejmują badania układu słonecznego. Choć początkowo koncentrowano się na samym układzie słonecznym, dyrekcja zezwalała również na misje, których celem było obserwowanie i odkrywanie pozasłonecznych układów planetarnych. (W niniejszym artykule pojawią się tylko niektóre ze wspomnianych misji – aby dowiedzieć się więcej o pozostałych, kliknij w ten link.)

Misje

Istniejące wcześniej programy określały z góry cele i zadania misji, po czym poszukiwały wykonawców do ich realizacji i obsługi. Program Discovery jest pod tym względem zgoła inny, ponieważ misje są wyłaniane spośród grona projektów opracowanych i zaproponowanych przez niezależnych naukowców. Program kieruje się też nową filozofią, jeśli chodzi o zarządzanie misjami: misje są zarządzane przez tak zwanego Principal Investigator, czyli badacza głównego; schemat taki panuje od czasów 1. i 2. misji.

NEAR Shoemaker

Pierwszą misją z programu była sonda NEAR Shoemaker, która rozpoczęła badania w 1996 roku. Sonda miała dotrzeć do planetoidy 433 Eros i przez rok badać jej właściwości fizyczne, skład mineralny, morfologię, wewnętrzny rozkład masy oraz pole magnetyczne. Poruszając się po trajektorii awaryjnej, sonda minęła Erosa 23 grudnia 1998 roku, od razu rozpoczynając fotografowanie jego powierzchni. 14 lutego 1999 roku weszła na orbitę planetoidy i – choć stało się to rok później, niż zakładał plan – było to koniec końców wielkie osiągnięcie. Po upływie niemal okrągłego roku (w trakcie którego wciąż trwały badania) NEAR po raz dotknął pierwszy powierzchni Erosa. Co ciekawe, sonda utrzymała się tam przez dwa tygodnie i przez ten czas bez przerwy dostarczała danych. 28 lutego misja się zakończyło. Okazało się wtedy, że mimo niewielkich komplikacji sonda spełniła swoje zadanie i, co więcej, pozyskano dziesięciokrotnie więcej danych, niż pierwotnie planowano. Dane (na które składa się chociażby 160 000 obrazów czy odczytów z spektrometru bliskiej podczerwieni) wykazały, że planetoida 433 Eros nie posiada pola magnetycznego.

NASA

Wizja artysty, sondy z misji kosmicznej NEAR.

CONTOUR

Jedynym przedsięwzięciem z programu Discovery, które zakończyło się całkowitym niepowodzeniem, była misja CONTOUR. W 2002 roku wystartowała jako szósta z kolei sonda z programu, a jej zadaniem był przelot obok co najmniej dwóch komet w celu sporządzenia map topograficznych i opisania ich składów chemicznych. Misja rozpoczęła się prawidłowo. Po 45 dniach spędzonych przez sondę na orbicie okołoziemskiej kontrolerzy wykonali sekwencję 23 manewrów orbitalnych, której zwieńczeniem było odpalenie głównego silnika. Sonda znajdowała się wtedy poza zasięgiem łączności radiowej i w chwili, gdy silniki zostały włączone, odebrano ostatni sygnał. Później łączność się urwała. Misję uznano za nieudaną.

Kepler

Kosmiczny Teleskop Keplera rozpoczął swoją działalność badawczą 13 maja 2009 roku. Jak pierwotnie zakładano, miał spędzić 3,5 roku monitorując ok. 100 000 gwiazd ciągu głównego. Obiektem zainteresowania naukowców były jednak nie same gwiazdy, a ich towarzysze – teleskop miał za zadanie wykrywanie tranzytów planetarnych, tj. momentów, w których egzoplaneta przechodzi przez tarczę gwiazd, powodując spadek obserwowanej jasności. Kepler poszukiwał planet znajdujących się w tak zwanej ekosferze (tj. krążącej w takiej odległości od macierzystej gwiazdy, która dopuszczałaby istnienie wody w stanie ciekłym) i mających od połowy do dwukrotności masy naszej Ziemi. Mieliśmy dzięki niemu poznać kształty i rozmiary orbit takich planet, a poza tym m.in. oszacować liczbę planet w układach podwójnych.

Teleskop Keplera odkrył pierwsze pięć egzoplanet już w pierwszych tygodniach pracy; w kwietniu następnego roku ogłoszono kolejne wyniki. Obserwując 156 000 gwiazd przez siedem miesięcy, wykrył pierwszy potwierdzony układ planetarny z więcej niż jedną planetą tranzytującą tę samą gwiazdę – mowa tu o Kepler-9. W trakcie swojej służby odkrył jeszcze chociażby Kepler-16b, planetę krążącą wokół układu dwóch gwiazd. W 2012 roku, kiedy jego praca miała się zakończyć, misja została przedłużona do roku 2016. Badania z użyciem teleskopu, ciągle przedłużane ze względu na niebywały sukces projektu, formalnie trwały aż do 2018 roku. Przez ten długi okres Kepler sprawdzał się celująco i można by długo wymieniać jego zasługi. Jednym z rezultatów jego obserwacji jest odkrycie co najmniej 2600 potwierdzonych egzoplanet. Można bezpiecznie stwierdzić, że to największy sukces całości programu Discovery.

NASA

Kosmiczny Teleskop Keplera na wizji artysty.

Discovery Mission of Opportunity

Discovery Missions of Opportunity to misje, które również wchodzą w skład programu Discovery. W ich ramach realizowane są znacznie tańsze przedsięwzięcia (koszty nie mogą przekraczać 35 milionów dolarów amerykańskich). Nie obejmują one budowy nowych sond kosmicznych – dotyczą za to wkładu USA w wyposażenie sond innych agencji, takich jak ESA, na pokładzie których znajduje się amerykańska aparatura naukowa. Misje „Opportunity” biorą ponadto pod uwagę modyfikację już istniejących sond kosmicznych, które spełniły już swoją pierwotną funkcję, aby mogły służyć nowemu celowi. Przykładem takiej „konwersji” może być umieszczenie instrumentu ASPERA-3 na pokładzie sondy z misji kosmicznej Mars Express, która została wystrzelona w 2003 roku przez Europejską Agencje Kosmiczną (była to pierwsza w historii tej agencji misja planetarna).

Mars Exploration Program (MEP)

W tym samym czasie co omawiany program działał też inny – Mars Exploration Program. Celami tego programu było m.in. stwierdzenie, czy na Marsie kiedyś powstało życie, a także scharakteryzowanie geologii i atmosfery Czerwonej Planety. W latach 2000. NASA stworzyła program Mars Scout, który był w pewnym sensie odpowiednikiem programu Discovery. I w tym przypadku misje były wybierane spośród kandydatów zgłaszanych przez naukowców z Stanów Zjednoczonych. Różnicą natomiast był cel, gdyż program Mars Scout koncentrował się na Marsie.

Co ciekawe, po zaaprobowaniu zaledwie dwóch misji (a konkretnie: statku kosmicznego Phoenix oraz misji MAVEN), zarząd NASA ogłosił, że Mars Scout zostanie wchłonięty przez program Discovery. Połączenie dwóch inicjatyw spowodowało istotną zmianę w regulaminie programu: zniesiono dotychczasowe embargo na misje dotyczące czwartej planety układu słonecznego.

„Naprawdę nie wiem, jak Mars wypadnie w programie Discovery, ale na pewno jest wiele koncepcji niezwiązanych z marsjańskimi badaniami. Sądzę, że jeśli pomysł związany z Marsem ma najwyższą wartość naukową, będzie na poważnie brany pod uwagę, szczególnie mając na uwadze to, że nie ma innej drogi do odbycia się małych misji lecących na Marsa”

odpowiada Dr. Phil Christensen, zaangażowany w niektóre propozycje misji z ubiegłych lat, w wywiadzie dla Spaceflight Now.

Korekta – Alex Rymarski