Prof. Hanna Rothkaehl: "Każdego dnia zadziwiam się pięknem Wszechświata"

– To bajkowy świat, który wciąż kryje wiele tajemnic i niespodzianek – mówi o księżycach Jowisza prof. Hanna Rothkaehl z Centrum Badań Kosmicznych PAN, która zaangażowana jest w dwie brawurowe misje kosmiczne: JUICE oraz Comet Interceptor. – Nasze wyobrażenia o obiektach w Układzie Słonecznym są jeszcze niekompletne, a rzeczywistość jest dużo bogatsza, niż możemy to sobie wyobrazić.

Ewa Podsiadły-Natorska: Przed panią misja JUICE, o której już teraz mówi się, że będzie przełomowa. Co jest jej celem?

Prof. Hanna Rothkaehl: JUICE to flagowa misja ESA, czyli Europejskiej Agencji Kosmicznej, której celem jest Jowisz, a w szczególności jego cztery duże, lodowe księżyce odkryte przez Galileusza. I choć wiemy o ich istnieniu już od bardzo dawna, to dopiero ostatnie lata, dzięki obserwacjom z sond NASA, przyniosły nam informacje o niezwykłych własnościach naturalnych satelitów Jowisza.

Czego się o nich dowiedzieliśmy?

Dzięki sondom NASA mogliśmy odkryć ich różnorodność, ekstremalne, niespotykane na Ziemi warunki, a jednocześnie podobne do ziemskich struktury takie jak oceany, pokrywy lodowe czy gejzery. Można powiedzieć, że to wręcz bajkowy świat, który wciąż kryje wiele tajemnic i niespodzianek. Jest to miejsce w naszym układzie planetarnym brane pod uwagę, jeśli chodzi o eksplorację kosmosu oraz poszukiwania zbiorników wodnych i ewentualnych źródeł życia. Misja JUICE, która ma wystartować w kwietniu 2023 roku z kosmodromu w Gujanie Francuskiej, ma zbadać układ Jowisza. Bo w przypadku tego gazowego olbrzyma można już mówić o własnym, podobnym do Słonecznego, układzie ciał niebieskich.

Jak długo potrwa podróż sondy JUICE do układu Jowisza?

7,5 roku. Po ok. 5 latach badań sonda zakończy misję kontrolowanym spadkiem na Ganimedesa, jednego z tzw. księżyców galileuszowych.

Proszę opowiedzieć o budowie tej sondy.

Na pokładzie sondy JUICE znajduje się kilka przyrządów diagnostycznych. Ja, wraz z zespołem badawczym z Centrum Badań Kosmicznych Polskiej Akademii Nauk, mieliśmy przyjemność współtworzyć jeden z nich – RPWI, którego zadaniem jest diagnozowanie pól elektromagnetycznych i opisywanie właściwości struktur plazmowych Jowisza oraz tych istniejących wokół jego księżyców. Misja z pewnością przyniesie wiele nowych odkryć, które potwierdzą nam jeszcze raz, że nasze wyobrażenia o obiektach w Układzie Słonecznym są jeszcze niekompletne, a rzeczywistość jest dużo bogatsza, niż możemy to sobie obecnie wyobrazić.

Dalsza część artykułu pod materiałem wideo

Jest pani zaangażowana również w misję Comet Interceptor.

Tak, to inna, równie niezwykła misja, w której mam szczęście brać udział. Jest to misja "łapania komety", czyli Comet Interceptor. Mam w niej szczególnie odpowiedzialną rolę, ponieważ kieruję międzynarodowym zespołem badaczy, którego zadaniem jest skonstruowanie dwóch instrumentów umieszczonych na dwóch z trzech satelitów Comet Interceptora. Instrumenty te są przeznaczone do diagnostyki właściwości środowiska plazmowego wokół komety, a także do opisania jego ewolucji w trakcie podróży przez Układ Słoneczny. Instrument DFP nazwany został od jego zadań badawczych: Pył, Pola i Plazma (Dust, Field and Plasma). Składa się z kilku niezależnych instrumentów-podzespołów badawczych.

Jakie nadzieje pokłada pani w tej misji?

Misja Comet Interceptor jest szalona i brawurowa, a ponadto niesie wiele wyzwań naukowych oraz technologicznych. Start przewidziany jest na rok 2029. Sonda po osiągnieciu miejsca w przestrzeni okołoziemskiej, gdzie siły grawitacyjne nie będą na tyle aktywne, aby zmieniać orbitę głównego satelity (na pokładzie którego będą umieszczone dwa małe satelity), będzie oczekiwać na znalezienie takiej komety, która po raz pierwszy dotarła do Układu Słonecznego bądź jest w nim stosunkowo krótko. Wtedy nastąpi etap podróży do tej komety, separacji trzech statków kosmicznych i maksymalnego zbliżenia do komety nawet na odległość ok. 400 km. Badania te pozwolą nam lepiej zrozumieć i opisać ewolucję oraz wczesne etapy formowania się systemu słonecznego, a także własności i strukturę komet.

Powierzono pani stanowisko szefowej jednej ze stacji LOFAR – europejskiego teleskopu do badania struktur wszechświata i najbliższego otoczenia Ziemi. Opowiedzmy o nim.

Międzynarodowy teleskop LOFAR jest europejską innowacyjną infrastrukturą badawczą, której celem jest badanie kosmosu w zakresie promieniowania radiowego. Z 52. stacji europejskich aż trzy znajdują się w Polsce, przy czym jedna z nich jest własnością CBK PAN i mieści się na terenie naszego Obserwatorium Astrogeodynamicznego w Borówcu pod Poznaniem. Dzięki wspólnym obserwacjom możemy tworzyć mapy wszechświata, odkrywać nowe struktury galaktyczne, gwiazdy, opisywać budowę i stan Słońca, wiatru słonecznego czy plazmowego otoczenia Ziemi. Metody obserwacyjne wykorzystywane w interferometrii pozwalają także na podróż w czasie i tworzenie map Wszechświata w początkowych chwilach po wielkim wybuchu, kiedy materia nie utworzyła jeszcze neutralnych atomów.

Nad czym obecnie pracujecie?

Nad wytworzeniem dodatkowego instrumentarium, które pozwoli na tworzenie serwisów pogody kosmicznej dostępnych tak, jak to jest obecnie możliwe dla prognoz i serwisów meteorologicznych. Badania przeprowadzone za pomocą radioteleskopów rozmieszonych na Ziemi są niezwykle cennym uzupełnieniem badań prowadzonych w przestrzeni kosmicznej. I tak zarówno w przypadku misji JUICE, jak i Comet Interceptor będziemy przeprowadzać wspólne kampanie obserwacyjne. Daje nam to jako zespołowi polskiemu niezwykłe możliwości i unikatową szansę wśród międzynarodowej społeczności badawczej.

Wielu ludzi fascynuje kosmos, mnie również. A w pani od jak dawna jest to zamiłowanie?

Moje zainteresowania astronomią i kosmosem zaczęły się już w szkole podstawowej, ale nawet w najśmielszych marzeniach nie podejrzewałam, że będę miała szansę na oglądanie Wszechświata w czasie i w przestrzeni, odkrywanie jego zagadek od najdalszych krańców do warstw atmosfery oraz współudział w tworzeniu nowych instrumentów i platform informacyjnych pogody kosmicznej. I choć już wiele lat działam na tym polu, to każdego dnia zadziwiam się i jestem pełna zachwytu nad pięknem struktur Wszechświata, naszego układu planetarnego Słońca oraz ziemskiej atmosfery. Każde nowe odkrycie pozwala nam lepiej poznać bogactwo i złożoność przyrody oraz nasze w niej miejsce.

Hanna Rothkaehl jest nominowana w plebiscycie #Wszechmocne w kategorii nauka.