Aldebaran bulletin

Týdeník věnovaný aktualitám a novinkám z fyziky a astronomie.
Vydavatel: AGA (Aldebaran Group for Astrophysics)
Číslo 26 (vyšlo 26. června, ročník 18 (2020)
© Copyright Aldebaran Group for Astrophysics
Publikování nebo šíření obsahu je zakázáno.
ISSN: 1214-1674,
Email: bulletin@aldebaran.cz

Hledej

Tady Sokol, vracím se domů!

Petr Kulhánek

Ty tam jsou doby, kdy kosmonautika byla výsadou jen dvou soupeřících velmocí. Dnes vypouštějí užitečné sondy jak soukromé společnosti, tak národní agentury různých zemí. Jedním z velkých hráčů na poli kosmonautiky je japonská kosmická agentura JAXAJAXA – Japan Aerospace eXploration Agency, japonská kosmická agentura, která vznikla v roce 2003 sloučením tří institucí: ISAS (Institute of Space and Astronautical Science), NAL (the National Aerospace Laboratory of Japan)a NASDA (National Space Development Agency of Japan). Ke svým letům agentura využívá kosmodrom USC (Uchinoura Space Center). V současnosti používá JAXA nosnou raketu H-IIA. JAXA využívá Tanegašimské kosmické středisko (na ostrově Tanegašima, 115 km jižně od ostrova Kjúšú).. V bulletinu AB 45/2005 jsme informovali o sondě HajabusaHajabusa – anglicky Hayabusa, malá japonská robotická sonda, které se 26. listopadu 2005 podařilo odebrat vzorek horniny z povrchu planetky Itokawa. Sonda startovala 3. května 2003 a její součástí bylo miniaturní přistávací pouzdro Minerva. Návrat sondy byl plánován na rok 2007. Nakonec se k Zemi vrátila až 13. června 2010, když návratové pouzdro úspěšně přistálo v Austrálii. Hajabusa znamená v japonštině sokol. Původní název sondy byl MUSES C. Sonda má svého následovníka s názvem Hajabusa 2. (česky toto japonské slovo znamená sokol), která odebrala vzorky z planetkyPlanetka – nesprávně asteroid, malé těleso o rozměrech maximálně stovek kilometrů na samostatné dráze kolem Slunce. Nejvíce planetek se nachází v tzv. Hlavním pásu mezi drahami Marsu a Jupiteru. Obdobná tělesa jsou i v Kuiperově pásu za drahou Neptunu. ItokawaItokawa – blízkozemní planetka typu Apollo s katalogovým číslem 25143. Je pojmenována podle Hideo Itokawy, otce japonského kosmického programu. Planetka byla objevena v roce 1998 v rámci projektu LINEAR. Rozměry planetky jsou 540×270×210 m, rotační perioda je 12,32 h, albedo 0,53 a průměrná teplota na povrchu činí 206 K.. Po mnoha záludnostech daleké cesty je v roce 2010 dopravila zpět na Zemi. O pouhé čtyři roky později odstartovala sonda stejného jména – Hajabusa 2Hajabusa 2 – japonská sonda, která zkoumala blízkozemní planetku Ryugu. Startovala v roce 2014, u planetky pracovala v letech 2018 a 2019. Odebrala povrchové vzorky, vytvořila na planetce kráter, z něhož odebrala podpovrchový materiál. Sonda se s návratovým pouzdrem vrátí k Zemi na konci roku 2020. Název sondy vychází z japonského označení pro sokola stěhovavého. Sonda je následovnicí sondy Hajabusa, která zkoumala planetku Itokawa., která přistála na planetce RyuguRyugu – blízkozemní uhlíkatá planetka o průměru 880 metrů. Patří do tzv. Apollónovy skupiny. Její dráha zasahuje do blízkosti Země, proto se řadí mezi potenciálně nebezpečné planetky. Objevena byla v roce 1999 v programu LINEAR. Pojmenována je podle podmořského paláce z japonské mytologie. (čti rjúgú), odebrala vzorky a v současnosti se vrací domů. Pokud půjde vše podle plánu, přistane na Zemi letos v listopadu či v prosinci. V dnešním bulletinu se s touto unikátní sondou – Sokolem druhým – seznámíme podrobněji.

Hajabusa – iontový motor

Hajabusa – iontový motor. Zdroj: JAXA

JAXA – Japan Aerospace eXploration Agency, japonská kosmická agentura, která vznikla v roce 2003 sloučením tří institucí: ISAS (Institute of Space and Astronautical Science), NAL (the National Aerospace Laboratory of Japan)a NASDA (National Space Development Agency of Japan). Ke svým letům agentura využívá kosmodrom USC (Uchinoura Space Center). V současnosti používá JAXA nosnou raketu H-IIA. JAXA využívá Tanegašimské kosmické středisko (na ostrově Tanegašima, 115 km jižně od ostrova Kjúšú).

Hajabusa – anglicky Hayabusa, malá japonská robotická sonda, které se 26. listopadu 2005 podařilo odebrat vzorek horniny z povrchu planetky Itokawa. Sonda startovala 3. května 2003 a její součástí bylo miniaturní přistávací pouzdro Minerva. Návrat sondy byl plánován na rok 2007. Nakonec se k Zemi vrátila až 13. června 2010, když návratové pouzdro úspěšně přistálo v Austrálii. Hajabusa znamená v japonštině sokol. Původní název sondy byl MUSES C. Sonda má svého následovníka s názvem Hajabusa 2.

Hajabusa 2 – japonská sonda, která zkoumala blízkozemní planetku Ryugu. Startovala v roce 2014, u planetky pracovala v letech 2018 a 2019. Odebrala povrchové vzorky, vytvořila na planetce kráter, z něhož odebrala podpovrchový materiál. Sonda se s návratovým pouzdrem vrátí k Zemi na konci roku 2020. Název sondy vychází z japonského označení pro sokola stěhovavého. Sonda je následovnicí sondy Hajabusa, která zkoumala planetku Itokawa.

Itokawa – blízkozemní planetka typu Apollo s katalogovým číslem 25143. Je pojmenována podle Hideo Itokawy, otce japonského kosmického programu. Planetka byla objevena v roce 1998 v rámci projektu LINEAR. Rozměry planetky jsou 540×270×210 m, rotační perioda je 12,32 h, albedo 0,53 a průměrná teplota na povrchu činí 206 K.

Ryugu – blízkozemní uhlíkatá planetka o průměru 880 metrů. Patří do tzv. Apollónovy skupiny. Její dráha zasahuje do blízkosti Země, proto se řadí mezi potenciálně nebezpečné planetky. Objevena byla v roce 1999 v programu LINEAR. Pojmenována je podle podmořského paláce z japonské mytologie.

Sokol první

Japonská mise Hajabusa (česky Sokol stěhovavý, anglicky Hayabusa) se jednou provždy zapsala do dějin kosmonautiky prvním odběrem vzorků z malé planetky a jejich dovezením zpět na Zemi. Hajabusa se sice potýkala s řadou problémů, ale cíl mise splněn byl. Se svou velikostí 1,5 metru a hmotností půl tuny se Hajabusa řadila k menším robotickým sondám, ale její význam byl značný. Testovala nové technologie, mezi něž například patřily iontové motory nebo vozítko pohybující se po povrchu přískoky. Detailně jsme o této sondě psali v bulletinu AB 45/2005.

Mise Hajabusa se původně jmenovala MUSES-C (MU Space Engineering Spacecraft). Po úspěšném startu byla přejmenována podle sokola stěhovavého, který vyjadřuje její poslání – doletět někam a vrátit se zpět. Sonda využívala k pohybu a manévrování iontové motory, v nichž byl xenonXenon – plynný chemický prvek, patřící mezi vzácné plyny. Je bezbarvý, bez chuti a zápachu, nereaktivní. Chemické sloučeniny tvoří pouze vzácně s fluorem, chlorem a kyslíkem. Xenon objevil William Ramsay v roce 1898. Využívá se v xenonových výbojkách. ionizován mikrovlnným výbojem. Šlo o první iontový motor tohoto druhu využitý pro kosmický let. V původním plánu bylo přistání malého robotického vozítka (roveru) na povrchu planetky ItokawaItokawa – blízkozemní planetka typu Apollo s katalogovým číslem 25143. Je pojmenována podle Hideo Itokawy, otce japonského kosmického programu. Planetka byla objevena v roce 1998 v rámci projektu LINEAR. Rozměry planetky jsou 540×270×210 m, rotační perioda je 12,32 h, albedo 0,53 a průměrná teplota na povrchu činí 206 K.. Rover dostal název MINERVA (MIcro-Nano Experimental Robot Vehicle for the Asteroid). MINERVA měla hmotnost pouhých 0,5 kg a velikost cca 10 cm. Rover měl využívat extrémně nízkou gravitaci planetky a pohybovat se po povrchu přískoky způsobenými reakcí na změny otáčení setrvačníkových kol uvnitř zařízení. Díky chybě výškoměru se ale přistání nepodařilo a rover odletěl do kosmického prostoru. Sondu doprovázela celá řada problémů: panely slunečních baterií byly poškozeny plazmoidemPlazmoid – kompaktní plazmový útvar, někdy nazývaný plazmový oblak, zhustek, shluk, cluster. Plazmoid s sebou může unášet tzv. vmrznuté magnetické pole. letícím ze Slunce, takže výkon iontových motorů nebyl stoprocentní. Selhalo také vystřelení tantalových pelet, které měly dopadnout na povrch planetky a vytvořit prachový oblak, z něhož by odběrové zařízení získalo materiál pro další výzkum. Přesto odběrové pouzdro nashromáždilo zhruba 1 500 zrnek prachu s rozměry do deseti mikrometrů. Dalším problémem byl výpadek komunikace způsobený chybou pozemské přijímací stanice. Bohužel k tomuto výpadku došlo právě při prvním přistávacím manévru vlastní sondy. Teprve ze zpětné analýzy dat se ukázalo, že sonda skutečně přistála a že byla 30 minut na povrchu planetky.

Kromě přistání roveru bylo plánováno i „přistání“ samotné sondy Hajabusa na povrchu planetky. Nemělo jít o skutečné přistání, ale o pouhý dotek povrchu a okamžité vzdálení sondy od planetky. Vzhledem k problémům s komunikací nakonec sonda při prvním pokusu zůstala neplánovaně na povrchu přibližně 30 minut a při druhém pokusu asi minutu. I přes různé výpadky a problémy převažují pozitiva mise. Poprvé se podařilo použít iontový motor s mikrovlnným výbojem, poprvé sonda přistála na planetce a opět se od ní vzdálila a poprvé byly dopraveny odebrané vzorky bez poškození (k poškození přistávacího pouzdra došlo u sondy StardustStardust – sonda NASA vypuštěná 6. února 1999. Za pomoci aerogelu sbírala prachové částice a páry z ohonu komety Wild 2, fotografovala jádro komety a provedla předběžný rozbor kometárního prachu. K návratu vzorků na Zemi došlo v návratovém pouzdře 15. ledna 2006. Vlastní sonda pokračovala v letu pod názvem Stardust NExT ke kometě Tempel 1.) na Zemi. Stručný časový průběh mise: 2003: start, 2005: přistání a odběr vzorků u planetky ItokawaItokawa – blízkozemní planetka typu Apollo s katalogovým číslem 25143. Je pojmenována podle Hideo Itokawy, otce japonského kosmického programu. Planetka byla objevena v roce 1998 v rámci projektu LINEAR. Rozměry planetky jsou 540×270×210 m, rotační perioda je 12,32 h, albedo 0,53 a průměrná teplota na povrchu činí 206 K.; 2010: návrat sondy k Zemi a přistání návratového pouzdra v Austrálii ve vojenském prostoru Woohera. Při přistání působilo na pouzdro zrychlení 25 G.

Návrat japonské sondy Hajabusa do atmosféry Země dne 13. června 2010. Video bylo pořízeno na palubě letecké laboratoře DC-8 Airborne Science Laboratory, kterou provozuje americká NASA. Dobře jsou patrné úlomky hořící v atmosféře. Vpravo dole od úlomků je návratové pouzdro s tepelným šítem. Zdroj: NASA/JAXA.

Sokol druhý

S jídlem roste chuť, a tak odborníci z japonské kosmické agentury JAXAJAXA – Japan Aerospace eXploration Agency, japonská kosmická agentura, která vznikla v roce 2003 sloučením tří institucí: ISAS (Institute of Space and Astronautical Science), NAL (the National Aerospace Laboratory of Japan)a NASDA (National Space Development Agency of Japan). Ke svým letům agentura využívá kosmodrom USC (Uchinoura Space Center). V současnosti používá JAXA nosnou raketu H-IIA. JAXA využívá Tanegašimské kosmické středisko (na ostrově Tanegašima, 115 km jižně od ostrova Kjúšú). začali plánovat start další sondy s podobnými úkoly, jako měla Hajabusa. Předchozí mise umožnila poučit se z chyb, takže Hajabusa 2 fungovala, až na několik drobností, bez větších problémů. Byly zdokonaleny iontové motory, vylepšena navigační technologie, sonda byla osazena kvalitnějšími anténami a pro měření výšky nad povrchem byly využity jiné algoritmy. Celá mise stála v přepočtu přibližně 4 miliardy korun, což není nikterak závratná částka.

Hajabusa 2 startovala v prosinci 2014 a k planetce RyuguRyugu – blízkozemní uhlíkatá planetka o průměru 880 metrů. Patří do tzv. Apollónovy skupiny. Její dráha zasahuje do blízkosti Země, proto se řadí mezi potenciálně nebezpečné planetky. Objevena byla v roce 1999 v programu LINEAR. Pojmenována je podle podmořského paláce z japonské mytologie. doletěla v červnu 2018. V první fázi zakotvila dvacet kilometrů od planetky a mapovala její povrch. V září se sonda přiblížila k planetce a z výšky pouhých 55 metrů nad povrchem vypustila první dva ze čtyř roverůRover – automatické vozítko schopné vlastního pohybu určené k výzkumu těles slunenčí soustavy. Rovery využívá především NASA k výzkumu Marsu. (byly označeny 1A, 1B). Na rozdíl od předchozí mise fungovala tato výzkumná vozítka bez problémů. Na počátku října 2018 byl vypuštěn další rover MASCOT (Mobile Asteroid Surface Scout), který pracoval dle plánu 16 hodin. Vypuštění posledního roveru (Rover 2) se nezdařilo, proto byl alespoň nasměrován na oběžnou dráhu, kde se částečně zapojil do prováděných měření.

Planetka Ryugu vyfotografovaná 30. 6. 2018

Planetka Ryugu vyfotografovaná 30. 6. 2018 v 10:21 UTC. Zdroj: JAXA

Povrch Ryugu vyfotografovaný roverem MASCOT

Povrch Ryugu vyfotografovaný roverem MASCOT. Zdroj: JAXA

Rovery ukázaly, že v místě vypuštění není povrch planetky pokryt regolitemRegolit – vrstva nezpevněného materiálu, který pokrývá celistvé podloží. Zpravidla jde o drť vzniklou dopadem drobných těles nebo jinou erozivní činností. Vrstvu regolitu najdeme na Měsíci, v některých oblastech na Zemi i na jiných tělesech Sluneční soustavy. (charakteristickou drtí úlomků), proto byl první odběr vzorků odsunut na pozdější dobu. Došlo k němu až v únoru 2019 na příhodnějším místě. Samotná sonda sestoupila k povrchu na dotek, v okamžiku doteku byl vypuštěn tantalový projektil o hmotnosti 5 g, který dopadl rychlostí 300 m/s na povrch a vyvrhl oblak částic, jež byly zachyceny do návratového pouzdra. Vzhledem k úspěšnosti akce byl druhý plánovaný odběr povrchových vzorků zrušen, obavy z ohrožení dosud úspěšné mise byly značné. Uskutečnil se až třetí odběr cílený na podpovrchové vzorky. Za tím účelem bylo nutné na povrchu vytvořit malý kráter, v němž by se obnažilo podloží. Dne 5. dubna 2019 byl dvoukilogramový měděný projektil urychlen 4,5 kilogramy plastické trhaviny na rychlost 2 km/s, kterou dopadl na povrch planetky Ryugu a vytvořil kráter o průměru 17,6 metru (včetně kráterového valu). Z kráteru pak sonda v červenci 2019 odebrala vzorky obvyklým způsobem (tedy sestup na dotek a uvolnění hornin tantalovým projektilem).

Umělecká vize odběru vzorků ze vzniklého kráteru

Umělecká vize odběru vzorků ze vzniklého kráteru. Zdroj: JAXA

Skutečné záběry doteku sondy v místě kráteru a odběru vzorků. Zdroj: JAXA

datum akce
3. 12. 2014 start sondy
27. 6 . 2018 přílet k planetce Ryugu
21. 9. 2018 vypuštění roverů 1A, 1B
2. 10. 2018 selhalo vypuštění roveru 2
3. 10. 2018 vypuštění roveru MASCOT
21. 2. 2019 první odběr vzorků
5. 4. 2019 vytvoření kráteru
11. 7. 2019 druhý odběr vzorků (z kráteru)
13. 11. 2019 opuštění planetky Ryugu
13. 5. 2020 zážeh 2. iontového motoru, návrat k Zemi

Sokol se vrací domů

Dne 13. listopadu 2019 opustila Hajabusa 2 planetku Ryugu. Bylo to po více než roce práce a manévrů u tohoto zajímavého tělesa Sluneční soustavy. Dne 13. května letošního roku byl úspěšně zažehnut druhý iontový motor (pracovat bude do září), který navede sondu na návratovou trajektorii. Návratové pouzdro by mělo přistát na padácích v australském vojenském prostoru Woomera na konci letošního roku (v listopadu nebo v prosinci). Planetka Ryugu nebyla zvolena náhodně. Jde o blízkozemní uhlíkatou planetku, u níž lze předpokládat, že je složena z původní látky, z níž vznikala Sluneční soustava. Směsice ledu, minerálů a organických molekul je svědectvím o procesech, které v okolí rodícího se Slunce probíhaly před pěti miliardami let a možná i klíčem k pochopení vzniku života na Zemi. Snad se tedy podaří bezpečný návrat sondy s pouzdrem, které obsahuje zcela unikátní studijní materiál.

Na závěr se podívejte na video pořízené při dopadu impaktoru, které
zachycuje vznik kráteru na povrchu planetky. Zdroj: JAXA

Odkazy

Valid HTML 5 Valid CSS!

Aldebaran Homepage