Ενα πρωινό του Φεβρουαρίου του 1979 ο Solwind, ένας μικρός αμερικανικός δορυφόρος με κωδικό σκάφους P78-1, εκτοξεύθηκε με πύραυλο SM-65F Atlas (της πρώτης γενιάς διηπειρωτικών βαλλιστικών πυραύλων των ΗΠΑ) χωρίς τυμπανοκρουσίες σε χαμηλή γήινη τροχιά. Κεντρικός στόχος της διαστημικής αποστολής ήταν η παρατήρηση της ηλιακής ατμόσφαιρας, γνωστής περισσότερο ως ηλιακό στέμμα.
Μέσα στα επόμενα έξι χρόνια ο εξελιγμένος, για εκείνη την εποχή, στεμματογράφος του Solwind άλλαξε ριζικά τον τρόπο με τον οποίο οι επιστήμονες παρατηρούσαν το ηλιακό στέμμα και τα παροδικά ηλιακά φαινόμενα. Η διαστημική αποστολή σχεδιάστηκε σε μια περίοδο κατά την οποία η ηλιακή φυσική περνούσε από τις παρατηρήσεις με τηλεσκόπια στην επιφάνεια της Γης και σποραδικές παρατηρήσεις από σύντομες υποτροχιακές πτήσεις πυραύλων, σε μακρόχρονες συνεχείς παρατηρήσεις από το Διάστημα.
Τα μυστήρια του Ηλίου
Ο στεμματογράφος είναι τύπος τηλεσκοπίου με σκίαστρο που, προσαρμοσμένο σε βραχίονα, εξέχει μπροστά του και αποκρύπτει τη φωτόσφαιρα, τον εκτυφλωτικό δίσκο του Ηλίου, επιτρέποντας την παρατήρηση του ηλιακού στέμματος. Το στέμμα είναι ένα εκατομμύριο φορές αμυδρότερο από τη φωτόσφαιρα κι έτσι είναι αόρατο για τους ανθρώπους στην επιφάνεια της Γης, εκτός από τη σύντομη διάρκεια μιας έκλειψης. Τότε η Σελήνη μπαίνει μεταξύ Ηλίου και Γης, σκεπάζει τον ηλιακό δίσκο και μας φανερώνει το στέμμα. Ως αυτόπτης μάρτυρας δύο εκλείψεων, μπορώ να πω ότι όσο εντυπωσιακό είναι το σκοτάδι που γεννιέται από την έκλειψη, άλλο τόσο εντυπωσιακή, ή και περισσότερο, είναι η εμφάνιση ενός μέχρι πρότινος αόρατου φωτοστέφανου γύρω από τον σκοτεινιασμένο ηλιακό δίσκο.
Το σκίαστρο ενός στεμματογράφου παίζει τον ρόλο της Σελήνης και επιτρέπει αδιάκοπη παρατήρηση του στέμματος, αρκεί, προφανώς, ο δορυφόρος να κοιτάζει πάντα προς τον Ηλιο – κάτι που επιτυγχάνεται όταν το επίπεδο της τροχιάς του δορυφόρου είναι κάθετο στη νοητή ευθεία που συνδέει τη Γη με τον Ηλιο.
Σήμερα γνωρίζουμε πλέον ότι το ηλιακό στέμμα αποτελείται από πλάσμα, δηλαδή ιονισμένη ύλη – πρακτικά κυρίως από ηλεκτρόνια, πρωτόνια και, σε μικρότερη συγκέντρωση, σωμάτια άλφα, δηλαδή άτομα ηλίου που τους λείπουν όλα τα ηλεκτρόνια. Η θερμοκρασία του στέμματος είναι εντυπωσιακά υψηλή, αγγίζοντας συνήθως τον ένα έως τρία εκατομμύρια βαθμούς Κελσίου. Αυτό το χαρακτηριστικό του είναι ένα από τα μεγαλύτερα μυστήρια της αστροφυσικής, καθώς το στέμμα είναι πολύ πιο ζεστό από τη φωτόσφαιρα (την επιφάνεια του Ηλίου, με θερμοκρασία περίπου 6.000 βαθμούς Κελσίου), παρόλο που βρίσκεται πιο μακριά από τον πυρήνα του Ηλίου. Θα περίμενε κανείς η θερμοκρασία του στέμματος, που βρίσκεται πιο μακριά από την πηγή της ενέργειας, να είναι χαμηλότερη από αυτή της φωτόσφαιρας, που βρίσκεται πιο κοντά. Οπως η θερμοκρασία πέφτει καθώς απομακρυνόμαστε από μια φωτιά.
Η αδιάλειπτη παρατήρηση είναι απαραίτητη για την κατανόηση των ιδιοτήτων του στέμματος και ακόμη περισσότερο για την ανίχνευση και παρακολούθηση των ηλιακών εκρήξεων, που είναι γνωστές ως στεμματικές εκτινάξεις μάζας (coronal mass ejections, CMEs). Η σημαντικότερη προσφορά του Solwing στην επιστήμη ήταν οι πρώτες μακροχρόνιες παρατηρήσεις στεμματικών εκτινάξεων, που οδήγησαν για πρώτη φορά στην εξαγωγή στατιστικών συμπερασμάτων. Κατέγραψε περισσότερες από 1.200 εκτινάξεις στα έξι χρόνια της λειτουργίας του και επέτρεψε την κατανόηση της σχέσης συχνότητας εκτινάξεων με την ηλιακή δραστηριότητα. Η συστηματική χαρτογράφηση της έναρξης, της επιτάχυνσης και της διάδοσής τους στο κατώτερο στέμμα βοήθησε να εδραιωθεί η αντίληψη πως οι στεμματικές εκτινάξεις μάζας είναι θεμελιώδεις, μεγάλης κλίμακας εκπομπές πλάσματος και μαγνητικού πεδίου από τον Ηλιο και δεν είναι σπάνιες ανωμαλίες, αλλά τακτική ηλιακή πηγή διαστημικού καιρού.
Δορυφορική συνεργασία
Ενα άλλο σημαντικό κεφάλαιο της ζωής του Solwind ήταν η στενή συνεργασία του με τους δύο γερμανικούς δορυφόρους Helios 1 και Helios 2, που αποτελεί έναν από τους σημαντικότερους σταθμούς στην ιστορία της ηλιοφυσικής. Δεν ήταν συνεργασία με την έννοια της απευθείας επικοινωνίας μεταξύ των σκαφών, αλλά ταυτόχρονη παρατήρηση των ίδιων φαινομένων. Η επιτυχία αυτής της συνεργασίας βασίστηκε στον συνδυασμό δύο διαφορετικών μεθόδων παρατήρησης, της τηλεπισκόπησης και των επιτόπιων μετρήσεων. Ο Solwind, που βρισκόταν σε τροχιά γύρω από τη Γη και διέθετε στεμματογράφο, μπορούσε να βλέπει από μακριά τις στεμματικές εκτινάξεις μάζας καθώς απομακρύνονταν από τον Ηλιο, δημιουργώντας εικόνες της δομής τους. Οι Helios 1 και Helios 2 κινούνταν σε ελλειπτικές τροχιές γύρω από τον Ηλιο, που έφερναν τα σκάφη πολύ κοντά σε αυτόν (πιο κοντά και από την τροχιά του Ερμή). Δεν είχαν κάμερες για να βλέπουν τις εκτινάξεις, αλλά διέθεταν όργανα που μετρούσαν επιτόπου τη μαγνητική ροή, την πυκνότητα και την ταχύτητα του πλάσματος των εκτινάξεων καθώς αυτό περνούσε από πάνω τους.
Το πολυτιμότερο στοιχείο της συνεργασίας ήταν ο «τετραγωνισμός» του Ηλίου και των τριών δορυφόρων, όταν τα σκάφη Helios βρίσκονταν σε γωνία 90 μοιρών σε σχέση με τη γραμμή Γης – Ηλίου. Σε αυτόν τον συνδυασμό, ο Solwind κατέγραφε εκτίναξη μάζας να κατευθύνεται προς έναν από τους Helios, κι έτσι οι επιστήμονες μπορούσαν να δουν με τον Solwind το σχήμα και την ταχύτητα του νέφους πλάσματος της εκτίναξης, και λίγες ώρες αργότερα να λαμβάνουν μετρήσεις από τον Helios για το τι ακριβώς περιείχε αυτό το σύννεφο (τις ιδιότητες του πλάσματος και την ένταση του μαγνητικού του πεδίου). Αποδεικνύοντας ότι η συνεχής παρακολούθηση του ηλιακού στέμματος μπορεί να ανιχνεύσει εγκαίρως τις δυνητικά γεωαποτελεσματικές στεμματικές εκτινάξεις μάζας, ο Solwind έθεσε τα θεμέλια για μεταγενέστερα προγράμματα πρόγνωσης του διαστημικού καιρού.
Το άδοξο τέλος ενός πρωτοπόρου
Το τέλος του Solwind ήταν ταυτοχρόνως άδοξο και μοναδικό στην ιστορία της Διαστημικής. Στις 13 Σεπτεμβρίου 1985 η ζωή του τερματίστηκε από τον πύραυλο ASM-135 ASAT («αεροεκτοξευόμενος αντιδορυφορικός πύραυλος»), που εκτοξεύθηκε από το μαχητικό αεροσκάφος F-15 με την επωνυμία «Celestial Eagle» με πιλότο τον επισμηναγό Ουίλμπερτ Πίρσον. Ο πύραυλος κατέστρεψε τον δορυφόρο μόνο μέσω της πρόσκρουσης, δηλαδή χωρίς τη χρήση εκρηκτικών. Πρόκειται για την πρώτη και τελευταία καταστροφή δορυφόρου από αεροσκάφος.
Η εκτέλεση του Solwind δεν ήταν η πρώτη εσκεμμένη καταστροφή δορυφόρου. Την πρωτιά, όπως και σε πολλά άλλα διαστημικά επιτεύγματα, είχε η Σοβιετική Ενωση, που το 1968 στο πλαίσιο του προγράμματος Istrebitel Sputnikov («καταστροφέας δορυφόρων») κατέστρεψε επιτυχώς τον «δορυφόρο-θύμα» Kosmos 248 με έναν «δορυφόρο-κυνηγό», τον Kosmos 252. Η τεχνολογία καθοδήγησης πυραύλων εκείνη την εποχή δεν ήταν αρκετά ακριβής για απευθείας σύγκρουση («hit-to-kill»), οπότε η εκτέλεση του Kosmos 248 έγινε με έναν σχετικά πρωτόγονο τρόπο: μέσω έκρηξης. Ο κυνηγός πλησίασε το θύμα, πυροδότησε τα εκρηκτικά του και κατέστρεψε τον Kosmos 248 μέσω των θραυσμάτων της έκρηξης. Επιπλέον, η συγκεκριμένη καταστροφή δορυφόρου έγινε μελετημένα και προσχεδιασμένα. Ο Kosmos 248 δεν ήταν ενεργός επιχειρησιακός δορυφόρος. Εκτοξεύθηκε στο πλαίσιο εσωτερικού στρατιωτικού προγράμματος με αποκλειστικό σκοπό να καταστραφεί από άλλον δορυφόρο-κυνηγό, γι’ αυτό και δεν θεωρήθηκε διεθνώς ως κατάρριψη (ενεργού) δορυφόρου.
Κατά συνέπεια, η πρώτη επιτυχής επίθεση με αντι-δορυφορικό όπλο σε λειτουργικό δορυφόρο με πραγματική λειτουργία θεωρείται διεθνώς η κατάρριψη του Solwind, με δεύτερη αυτήν στον κινεζικό μετεωρολογικό δορυφόρο Fengyun-1C το 2007 – δύο δεκαετίες αργότερα. Η κατάρριψη του Solwind αποτέλεσε αντικείμενο έντονης αντιπαράθεσης μεταξύ της επιστημονικής κοινότητας και του υπουργείου Αμυνας των ΗΠΑ, κυρίως επειδή η επιστημονική κοινότητα στερήθηκε ένα όργανο που εξακολουθούσε να παρέχει πολύτιμες συνεχείς παρατηρήσεις του στέμματος. Αν και μεταγενέστερες αποστολές αντικατέστησαν και ξεπέρασαν κατά πολύ τις δυνατότητες του Solwind, η αιφνίδια απώλεια διέκοψε τη συνέχεια των δεδομένων και ανέδειξε την εξάρτηση των επιστημονικών υποδομών από γεωπολιτικές αποφάσεις.
Κρίσιμα επιστημονικά και πολιτικά ζητήματα
Η κατάρριψη ανέδειξε δύο ακόμη κρίσιμα θέματα. Το ένα είναι ο κίνδυνος για τις διαστημικές υποδομές από μακρόβια ανθρωπογενή τροχιακά συντρίμμια. Ακόμη και μικρά θραύσματα σε χαμηλή γήινη τροχιά κινούνται με ταχύτητες αρκετών χιλιομέτρων το δευτερόλεπτο· κάθε κομμάτι μπορεί να απειλήσει άλλα διαστημικά σκάφη. Η διάλυση του Solwind παρήγαγε εκατοντάδες ανιχνεύσιμα θραύσματα και πιθανότατα πολύ περισσότερα μη ανιχνεύσιμα, αυξάνοντας για δεκαετίες τον κίνδυνο συγκρούσεων για δορυφόρους και για τον Διεθνή Διαστημικό Σταθμό. Το άλλο θέμα είναι η στρατιωτικοποίηση του Διαστήματος. Η καταστροφή ενός λειτουργικού επιστημονικού δορυφόρου εκλήφθηκε ευρέως ως επίδειξη ικανότητας διαστημικού πολέμου. Η πράξη αυτή πυροδότησε διεθνή συζήτηση για τον έλεγχο των εξοπλισμών και τον περιορισμό δοκιμών που παράγουν διαστημικά συντρίμμια. Είναι ευτύχημα το ότι συνέβαλε σε μεταγενέστερες προσπάθειες για την καθιέρωση υπεύθυνης συμπεριφοράς, συμπεριλαμβανομένων εθελοντικών περιορισμών στις καταστροφικές αντιδορυφορικές δοκιμές, παρά την επανάληψη δορυφορικών καταρρίψεων από την Κίνα το 2007, την Ινδία το 2019 και τη Ρωσία το 2021.
Κατά ειρωνικό τρόπο, η ιστορία του Solwind συνδυάζει την επιστημονική πρόοδο με ένα σημαντικό μάθημα πολιτικής. Η επιστημονική κληρονομιά του είναι σαφής: συνέβαλε καθοριστικά στην καθιέρωση της μακρόχρονης παρακολούθησης του Ηλίου με στεμματογράφους από το Διάστημα και στην πρόοδο της κατανόησης των στεμματικών εκτινάξεων μάζας και της επίδρασης των ηλιακών εκρήξεων στο γεωδιαστημικό περιβάλλον. Η επιτυχία του Solwind οδήγησε στον σχεδιασμό μεταγενέστερων αποστολών με στεμματογράφους, που αποτελούν τη ραχοκοκαλιά της επιχειρησιακής παρακολούθησης του διαστημικού καιρού. Σε πολιτικό και περιβαλλοντικό επίπεδο, η καταστροφή του δορυφόρου βοήθησε να εδραιωθεί η αντίληψη του τροχιακού περιβάλλοντος ως ενός κοινού διαρκούς αγαθού της ανθρωπότητας. Τα συντρίμμια που παράγονται από σκόπιμες καταστροφικές δοκιμές δεν εξαφανίζονται γρήγορα· παραμένουν και αυξάνουν τον κίνδυνο για δεκαετίες. Η κατανόηση αυτής της πραγματικότητας διαμόρφωσε τις μεταγενέστερες πολιτικές συζητήσεις και τις επιλογές των
διαστημικών δυνάμεων.
Τέλος, η πορεία του Solwind –από επιστημονικό εργαλείο σε ορατό θύμα μιας δοκιμής όπλου– παραμένει μια ισχυρή υπενθύμιση ότι το Διάστημα είναι ταυτόχρονα επιστημονικό όριο και ανθρώπινος χώρος υποκείμενος σε πολιτικές επιλογές. Τα δεδομένα του ζουν στα επιστημονικά άρθρα που ακολούθησαν· τα θραύσματά του, που παρέμειναν σε τροχιά για χρόνια, λειτούργησαν ως υλικό παράδειγμα του τρόπου με τον οποίο η επιστήμη, η ασφάλεια και η υπευθυνότητα διασταυρώνονται πάνω από τον πλανήτη.
Ο κ. Γιάννης Δαγκλής είναι καθηγητής Διαστημικής Φυσικής του Πανεπιστημίου Αθηνών, τακτικό μέλος της Διεθνούς Ακαδημίας Αστροναυτικής.
Επιμέλεια: Ευάνθης Χατζηβασιλείου
