Podróż na Księżyc – od marzeń futurystów do realizacji

Księżyc przed epoką nowożytną

Jak starożytni Grecy odkryli Księżyc na nowo

Największy obiekt na nocnym niebie był zawsze przedmiotem fascynacji człowieka. Prawdopodobnie już w paleolicie pozwalał orientować się w czasie (przypuszczalnie najstarszy zachowany kalendarz księżycowy pochodzi sprzed ok. 30 tysięcy lat). W wielu kulturach był też czczony jako bóstwo lub uważany za miejsce, do którego wędrują dusze zmarłych. Jednak dopiero starożytni Grecy podeszli do naszego satelity nieco inaczej, z właściwym sobie zdroworozsądkowym zacięciem.

Anaksagoras, matematyk i filozof z V w. p.n.e. jako pierwszy stwierdził, że Słońce jest kawałkiem skały (rozgrzanej do czerwoności), a Księżyc tylko odbija światło słoneczne. Podobno został uwięziony, bo twierdził, że Słońce nie jest bóstwem, ale możliwe, że motywacja jego uwięzienia miała podłoże polityczne. (por. Filonik J., 2014: s. 26) Ponad sto lat później grecki astronom Arystarch z Samos jako pierwszy obliczył odległość między Słońcem i Księżycem, był też zwolennikiem heliocentrycznego modelu Układu Słonecznego na setki lat przed Kopernikiem. W 150 r. p.n.e. kolejny grecki uczony, Seleukos z Seleucji skojarzył pływy syzygijne z działaniem Księżyca.

W II w. n.e. Lukian, zhellenizowany satyryk syryjski napisał pierwszy fikcyjny utwór o podróży na Księżyc. Jako pierwszy opisał też „kosmitów” – mieszkańców Księżyca i Słońca, prowadzących między sobą wojnę. Chociaż był to utwór satyryczny, to zalicza się dziś do pionierów literatury science fiction.

Badania księżyca w średniowieczu

Księżyc miał wielorakie znaczenie praktyczne i obrzędowe dla ludzi średniowiecza. Na jego podstawie ustalano daty ważnych świąt. Obserwacja pływów miała znaczenie dla żeglugi morskiej, połowów, rolnictwa czy praktyk medycznych. Hildegarda z Bingen doradza np. puszczanie krwi gdy przybywa Księżyca.

Z astronomicznego punktu widzenia Księżyc był zaliczany do planet – czyli ciał niebieskich wędrujących po nocnym niebie, w przeciwieństwie do gwiazd, które miały stałe miejsca i przesuwały się z całym firmamentem.

Wielu uczonych interesowało się Księżycem, jego wędrówkami, przewidywaniem zaćmień i wpływem na życie na ziemi. Jednak badania samego ciała niebieskiego, wykraczające poza to co już opisali starożytni były niemożliwe do czasu wynalezienia teleskopu.

Nowożytna nauka i marzenia o Księżycu

Pierwszy futurysta

W 1609 roku Galileusz skonstruował teleskop. Nie było to pierwsze urządzenie tego typu i nie było najdoskonalsze, ale pozwoliło po raz pierwszy zobaczyć góry i kratery na powierzchni srebrnego globu. Dotąd uważano, że jego powierzchnia jest gładka i dlatego odbija światło Słońca. Po raz pierwszy Księżyc wydawał się być na wyciągnięcie ręki. W II połowie stulecia zrozumiano, że do dokładniejszych obserwacji potrzebny jest teleskop zwierciadlany. Po kilku próbach w 1668 roku funkcjonalny teleskop zwierciadlany skonstruował Izaak Newton. (Hoskin M., 2007: s. 118-119)

Te obserwacje rozpaliły wyobraźnię XVII-wiecznych uczonych. Gdański astronom Jan Heweliusz sporządził nawet atlas Księżyca. Po raz pierwszy zaczęto poważnie myśleć o podróży na Księżyc. W czasach podboju kolonialnego, rozwoju floty, a także nauki i techniki wydawało się to całkiem prawdopodobne.

Pomysł o podróży na Księżyc był szczególnie interesujący dla towarzystwa skupionego wokół Gresham College. Należał do niego m.in. John Wilkins. Jeszcze przed powstaniem teleskopu zwierciadlanego, w 1640 roku opublikował drugie wydanie swoich teoretycznych rozważań o podróży na srebrny glob pt. „Odkrycie świata na Księżycu”. Przedstawiał w nim wiele różnych wehikułów potencjalnie zdolnych oderwać się od (jak to określał) magnetycznego wpływu Ziemi i przejść w sferę przyciągania Księżyca. (Hoskin M.: s. 136) Niektóre jego pomysły były zupełnie nierealne np. wykorzystanie ptaków jako siły pociągowej. Inne były całkiem sensowne – jak odwołanie do siły grawitacyjnej czy rozważania na temat obecności wody na Księżycu.

Jako ciekawostkę dodam, że swoje pomysły na temat podróży kosmicznej i życia na Księżycu snuł też Cyrano de Bergerac – historyczny pierwowzór bohatera sztuki Edmonda Rostanda. Jednak, jak wiele podobnych tekstów z tego czasu, była to satyra, nie rozważania futurystyczne.

XIX wiek – tak blisko a tak daleko

W XIX wieku astronomia i technologie bardzo się rozwinęły. Po raz pierwszy ludzie oderwali się od ziemi, korzystając z wielkich balonów. Do połowy XIX wieku uważano, że właśnie taki sposób poruszania się w powietrzu będzie przyszłością ludzkości. Co innego zaproponowali Jules Verne i Felix Nadar. W 1862 założyli stowarzyszenie na rzecz podróży powietrznych maszynami cięższymi od powietrza. Nadar stał się też inspiracją dla słynnego autora pierwszych powieści science fiction. Verne umieścił go, pod zmienionym nazwiskiem, w swojej książce „Z Ziemi na Księżyc”, wydanej w 1865 roku. Verne jako pierwszy opisał bardziej realistyczny środek transportu międzyplanetarnego. Bohaterowie zostają wystrzeleni w stronę Księżyca w ogromnym pocisku, gdzie mają zapewniony dopływ tlenu i odprowadzanie dwutlenku węgla. Dziś wiemy, że nawet gdyby siła armaty była w stanie pokonać grawitację, to przeciążenie nie pozwoliłoby przeżyć pasażerom. Tym niemniej Verne i Nadar jako pierwsi zrozumieli, że opuszczenie pola grawitacyjnego ziemi wymaga czegoś więcej niż balona lub statku ciągniętego przez stado łabędzi.

Tematu nie ominął również angielski autor – G. H. Wells. Jego powieść „Pierwsi ludzie na Księżycu” z 1900 roku, nie jest jednak realistyczna. Dla autora wyprawa w kosmos jest okazją do rozważań o społeczeństwie. A może zainteresuje cię także ten artykuł na temat szalonych radzieckich projektów inżynieryjnych?

Pierwszy krok w kosmos

Próby i odkrycia

Realizacja podróży na Księżyc była możliwa dzięki dynamicznemu rozwojowi technologii. Na przełomie XIX i XX wzrosło zainteresowanie możliwością realizacji lotów kosmicznych. Rosyjski uczony (zresztą polskiego pochodzenia) Konstantin Ciołkowski był autorem pierwszych teoretycznych projektów pojazdów z napędem rakietowym. Po 1918 roku został jednym z pionierów kosmonautyki w ZSRR. Przeprowadzał liczne eksperymenty z zakresu aerodynamiki, a zaproponowane przez niego zasady działania rakiet są wykorzystywane do dziś. Był też typowym dla swojej epoki optymistą, który rozwój technologiczny i podbój kosmosu kojarzył z doprowadzeniem do perfekcji gatunku ludzkiego.

W tym samym czasie swoje eksperymenty z rakietami przeprowadzał amerykański fizyk i inżynier Robert H. Goddard. Jego wkład w astronautykę to przede wszystkim zastąpienie paliwa stałego ciekłym.

Na rozwój tej dziedziny miały wpływ badania prowadzone przez naukowców III Rzeszy. Pociski V-2 rozwijane od lat 30-tych i stanowiące tzw. broń odwetową, były pierwszymi funkcjonalnymi rakietowymi pociskami balistycznymi. Jako pierwsza w historii konstrukcja przekroczyły linię Karmana, a więc 100 km od powierzchni Ziemi. Badania nad V-2 miały znaczenie nie tylko dla wojska. Naukowcy III Rzeszy faktycznie mieli pracować nad programem kosmicznym. Po zakończeniu wojny część tych ludzi, mimo współpracy z nazistowskim rządem, została przejęta przez amerykański program kosmiczny. Jest to jedno z najmroczniejszych i najbardziej kontrowersyjnych posunięć w historii astronautyki zachodniej. Chociaż z czysto logicznego punktu widzenia było oczywiste.

Lot Gagarina i reakcja USA

Zimna wojna miała swoje dobre strony. Wysiłek, który prawdopodobnie zostałby skierowany na wzajemne wyniszczenie, został wykorzystany do wzajemnego „prężenia muskułów” między ZSRR i USA. Każde z imperiów miało swoją wizję pokonywania ograniczeń przez geniusz człowieka. Przy okazji prezentując przeciwnikowi swoją przewagę technologiczną.

Z badaniami nad wysyłaniem ludzi w kosmos wiąże się wiele mrocznych i kontrowersyjnych historii. Była to dziedzina wówczas szczególnie niebezpieczna i zupełnie nie poznana. Poświęcono wiele zwierząt, zginęło też wielu ludzi m.in. przez pożary w pomieszczeniach wypełnionych tlenem. Jednak na tym etapie było oczywiste, że w pewnym momencie się uda.

W 1957 roku Sowieci wystrzelili w kosmos pierwszy Sputnik. Amerykanie nie byli na to przygotowani i odpowiedzieli z opóźnieniem. Zaczęli rozwijać program kosmiczny dopiero w 1958 roku. Ten tzw. Project Mercury miał prowadzić do pierwszego lotu załogowego po orbicie. Wydawało się, że do kolejnych etapów jeszcze daleka droga. Nikt nie wierzył, że ZSRR może mieć środki i technologię zdolną wyprzedzić USA w lotach załogowych. Tymczasem 12 kwietnia 1961 roku świat obiegła sensacyjna wiadomość. Radziecki pilot – Jurij Gagarin jako pierwszy człowiek odbył lot w przestrzeni kosmicznej. W bloku wschodnim, przede wszystkim w ZSRR stał się bohaterem. Dla Amerykanów był to jednak sygnał, że są do tyłu w wyścigu kosmicznym.

25 maja 1961 roku prezydent J.F. Kennedy poprosił w Kongresie o uzyskanie dodatkowych kilku miliardów dolarów na program kosmiczny. Dwa tygodnie wcześniej pierwszy Amerykanin - Alan Shepard – poleciał poza linię Karmana. Lot trwał 15 minut, bez orbitowania.