Obsah > Aktuality > Kosmonautické zajímavosti - nepilotované lety > 3. čtvrtletí 2000

KOSMONAUTICKÉ ZAJÍMAVOSTI - NEPILOTOVANÉ LETY

(3. čtvrtletí 2000)

H-2A

Organizace NASDA se snaží dodržet plánovaný termín prvního startu své nové rakety H-2A. Po úspěšné zkoušce 1. stupně rakety (GTV-1) v délce 10 s, uskutečněné na kosmodromu Tanegašima koncem června se další zkouška konala počátkem července. Také druhá statická zkouška urychlovacího stupně SRB-A o hmotnosti 65 000 kg v horizontální poloze se zdařila. Při počáteční zkoušce se u tohoto urychlovacího stupně projevil problém s vnitřní erozí trysky v okolí kritického průřezu. Zdá se, že tento problém je již vyřešen. Na rozdíl od urychlovacího stupně rakety H-2, jehož plášť je tvořen čtyřmi ocelovými segmenty, je komora SRB-A z jednoho dílu kompozitního materiálu na bázi uhlíkových vláken.

Současně se zmíněnými zkouškami probíhaly i zkušební zážehy 2. stupně rakety H-2A. Ve středisku Kakuda v Sendai byly uskutečněny 4. a 8. 9. dva zkušební zážehy kryogenního motoru LE-5B druhého stupně rakety. V obou případech motor úspěšně pracoval po dobu 50 s.

Naopak zprávy, týkající se programu raketoplánu Hope, nejsou v současnosti příliš nadějné. Na 50. kongresu IAF (L+K 76 (2000) č. 2, s.104) sice NASDA ještě informovala, že by se první let raketoplánu mohl uskutečnit v roce 2004. NASDA, která zatím na vývoj raketoplánu vynaložila 240 mil. USD, začíná uvažovat buď o případném dalším odkladu, či dokonce o zrušení tohoto programu.

Delta 3

Dne 16. 8. zveřejnila firma Boeing oficiální zprávu o příčinách neúspěchu 2. startu rakety Delta 3 v květnu 1999. Zkrácenou versi této zprávy lze nalézt na adrese http://www.boeing.com/defense-space/space/delta3/d3_report.pdf. Jak již bylo informováno v L+K 76 (1999) č. 17, s. 1149 na základě předběžné informace, neúspěch letu se přičítá prasknutí sváru spalovací komory motoru RL-10B-2 druhého stupně.

Raketa Delta 3 je přechodovou fází k finální variantě Delta 4, která bude sloužit jako stavebnicový systém nosiče EELV. Prvním stupněm rakety Delta 3 je upravený první stupeň předchozí verse Delta 2. Spodní nádrž na kapalný kyslík má původní průměr 2,44 m jako Delta 2. Horní nádrž na kerosin má průměr rozšířený na 4 m, odpovídající průměru 2. stupně. Stupeň je osazen motorem RS-27A o tahu 930 kN, doplněným dvěma řídícími motory. Konstrukce prvního stupně byla zesílena, aby unesla 9 urychlovacích motorů GEM-46 na TPL o průměru 1,17 m a s tahem 640 kN. Motory mají spalovací komory vyrobené z kompozitního materiálu na bázi uhlíkových vláken, spojených epoxydovou pryskyřicí. Proto se označují GEM (Graphite-Epoxy Motors). Tři z těchto návěsných urychlovacích motorů jsou vybaveny systémem řízení vektoru tahu pro zlepšení řízení rakety v první fázi letu. Druhý stupeň je odvozený ze stupně Centaur s jedním kryogenním motorem RL-10B-2 s výsuvným expansním nástavcem výtokové trysky, který se do pracovní konfigurace vysouvá až po oddělení stupně. Pro řízení letu nese raketa inerciální řídící systém RIFCA (Redundant Inertial Flight Control Assembly) využívající vícenásobně zálohovaný systém prstencových laserových gyroskopů a akcelerometrů pro určování souřadnic polohy a složek rychlosti podél všech tří os. Užitečné zatížení o hmotnosti 4348 kg bylo umístěno pod aerodynamický kryt o průměru 4 m ještě v  budově pro montáž užitečného zatížení a pak přemístěno na startovní rampu 17B na Cape Canaveral Air Station k finální integraci s raketou. Užitečným zatížením je maketa DM F-3, simulující hmotnost a vibrační charakteristiky telekomunikační družice HS-601, jako typického užitečného zatížení pro tento typ rakety. Na oběžné dráze bude tato maketa sloužit pro USAF jako kalibrační cíl pro určení konzistence radarových a optických pozorování kosmických objektů. Proto má maketa, která je tvořena dvěma disky spojenými válcovou centrální částí výšky 1,7 m a průměru 2 m, na střední části namalovány střídavě černé a bílé pruhy a na discích střídající se bílé a černé trojúhelníky. Maketa též nese reflexní plochy, dovolující odraz laserového záření jak v optické, tak v infračervené oblasti vlnových délek.

Třetí zkušební start rakety Delta 3 se nakonec s úspěchem uskutečnil 23. 8., asi 15 měsíců po neúspěšném 2. pokusu o start v loňském roce. Start proběhl nominálně. Po startu v T+0 (11.05 UT) po současném zážehu motoru RS-27A prvního stupně a šesti motory GEM-46 dosáhla raketa rychlosti zvuku v T+33,1 s a maximálního dynamického zatížení v T+42,7 s. Po 77 s letu došlo k dohoření 6 GEM a v T+79 s zážehu zbývajících tří GEM, po čemž následovalo oddělování vyhořelých GEM po trojicích v T+80,5 s a v T+81,5 s. Po dohoření posledních GEM v T+156,2 s a jejich odhození o 3 s později došlo k odhození aerodynamického krytu v T+226,5 s. V T+260,4 s skončil práci motor 1.stupně RS-27A a po oddělení 1. a 2. stupně v T+269 s následoval v T+302,5 s první zážeh 2. stupně v délce 548 s. Restart 2. stupně se uskutečnil v T+21 min 55,5 s letu a jeho práce trvala 2 min a 43,3 s. Pak byl stupeň uveden do rotace a v T+36 min 18,5 s se od něj oddělila maketa DM F-3 (viz http://www.floridatoday.com/journal/dmf3.htm). Maketa se dostala na dráhu přechodovou ke geostacionární o výšce 190 - 20655 km se sklonem 27,6° , i když se před startem očekávalo, že dráha bude vyšší, v apogeu asi o 5 000 km.

Úspěšný start rakety Delta 3 je velice důležitý pro firmu Boeing, která, jak známo, již pro raketu Delta 3 získala řadu rezervovaných startů (hlavně ovšem od firmy Hughes, jejíž sekci výroby telekomunikačních družic společnost Boeing zakoupila – i když tento obchod čeká ještě na schválení od amerického antimonopolního úřadu).

Dalším krokem společnosti Boeing v přípravách na zahájení letů rakety Delta 4 bylo i dokončení montážní haly pro integraci tohoto nosiče. Hala, nazývaná Horizontal Integration Facility se nachází v blízkosti bývalého startovního komplexu 37, používaného raketami Saturn 1. Po zahájení provozu v této hale, což bude někdy počátkem příštího roku, sem budou dopravovány z výrobního závodu ve městě Decatur (Alabama) jednotlivé díly nosiče Delta 4 a sestavovány v horizontální poloze. Experti Boeingu se domnívají, že integrace v horizontální poloze ušetří jak čas montáže, tak i finanční náklady. Je třeba podotknout, že tento postup montáže nosných raket používají Rusové již řadu let. Do vertikální polohy bude raketa Delta 4 umístěna až na startovní rampě.

Ariane 5

Celkově šestý a v pořadí druhý komerční start rakety Ariane 506 (let 130) v letošním roce byl očekáván s jistým zájmem, neboť se měl uskutečnit 25. 7., ale pak byl odložen. Důvodem odkladu bylo zjištění jistých anomálií při dlouhodobých zkouškách řídících motorů 2. stupně rakety na zkušebním stavu a tak nějakou dobu trvalo, než se nabyla jistota, že řídící systém 2. stupně rakety, již připravované v Kourou ke startu, bude spolehlivý. Proto byl let Ariane 506 předstižen srpnovým startem rakety Ariane 4 s číslem letu 131 a počátkem září další Ariane 4 s letovým číslem 132. Start Ariane 506, určený konečně na 14. září, byl tedy 132. letem raket Ariane i když mu bylo ponecháno původní číslo.

Poslední významnou předstartovní operací bylo vyvezení rakety z montážní budovy do startovní zóny komplexu ELA 3 dne 13. 9. Převoz na kolejovém transportéru trval asi hodinu. Asi 5 hodin před startem bylo zahájeno plnění kryogenního stupně rakety kapalným kyslíkem a poté i kapalným vodíkem, 2 hod před startem začala operace vychlazování motoru Vulcain 1. stupně. V T-7 min začíná synchronizovaná předstartovní sekvence řízená počítačem z řídícího sálu Jupiter v Kourou. Během této fáze operací jsou prováděny kontroly systémů rakety při jejich současném převádění do letových konfigurací. V T-2 min jsou nádrže natlakovány. V T-37 s je zahájena automatická zážehová sekvence, následovaná převedením řízení dalších operací palubním počítačem rakety. V T-30 s začíná stříkat voda do šachet odvádějících výtokové plyny z hlavního motoru a urychlovacích stupňů. V T-18 s se odsávají případné zbytky vodíku, které unikly do šachty při vychlazování motoru Vulcain a spalují se. V T-9 s byly odblokovány hlavní a záložní inerciální řídící plošiny a o dalších 6 s později byly přepnuty do letové konfigurace. Zážeh motoru Vulcain se uskutečnil v T-0 s a v průběhu následujících 3 vteřin kontroloval počítač jeho funkci. V T+7,5 s došlo k zážehu urychlovacích stupňů a tudíž i startu rakety (22.54 UT). Asi 5 s po startu raketa stoupala vertikálně, potom se začala natáčet do letového kursu směrem k východu. Poté po dobu práce obou urychlovacích stupňů řídící počítač udržoval raketu v tomto kurzu tak, aby hlavní osa rakety byla rovnoběžná s vektorem rychlosti. Tím jsou minimalizována aerodynamická zatížení při přechodu rychlosti zvuku. V T+2 min 25 s byly odhozeny oba urychlovací stupně ve výšce asi 73 km. Oba stupně dopadly do Atlantského oceánu asi 400 km od pobřeží. V T+3 min 22 s i aerodynamický kryt, který v první letové fázi chránil dvě telekomunikační družice, a to Astra 2B na vnější straně adapteru SYLDA 5 a GE-7 v jeho vnitřku. V T+8 min 34 s zachytila letící raketu sledovací stanice v Natalu (Brazílie). V T+9 min 57 s skončil práci motor Vulcain a v T+10 min 3 s se oddělil již nepotřebný první stupeň rakety. Ten pokračoval ve vzestupném letu s apogeem ve výšce 1000 km a dopadl do Tichého oceánu v blízkosti ostrovů Galapagos. Zážeh 2. stupně se uskutečnil v T+10 min 10 s. Funkci 2. stupně postupně sledovaly stanice na ostrově Ascension (Atlantský oceán) a v Malindi (Keňa). V T+27 min 17 s dokončil 2. stupeň svou činnost navedením soustavy obou družic o hmotnosti 5298 kg spolu s adaptérem SYLDA 5 (hmotnost 671 kg) na dráhu přechodovou ke geostacionární o výšce 559,9 – 35 926 km a sklonu 6,99o. Od adapteru SYLDA 5 se nejprve oddělila družice Astra 2B (T+28 min 42 s), pak se od adaptéru oddělil 2. stupeň rakety a nakonec byla z adaptéru volněna družice GE-7.

X-33

Ve čtvrtek 10. 8. zveřejnila NASA se společností Lockheed Martin dlouho očekávanou zprávu o příčinách vzniku trhliny v kompozitní nádrži na kapalný vodík demonstrátoru X-33 , objevené po tlakové zkoušce v Marshallově kosmickém letovém středisku v listopadu loňského roku. Nádrž je tvořena vnější a vnitřní vrstvou kompozitního materiálu na bázi uhlíkových vláken. Mezi těmito vrstvami je třetí vrstva izolačního materiálu. Při prohlídce nádrže po zkoušce byla zjištěna trhlina ve vnější vrstvě. Rozbor ukázal na tři hlavní příčiny, které k prasknutí nádrže přispěly. První příčinou byla přítomnost většího množství mikrotrhlin ve vnitřní vrstvě nádrže, než se předpokládalo. Těmito mikrotrhlinami molekuly vodíku difundovaly do vnitřní izolační vrstvy. Podobně vnější vrstvou pronikaly do izolační vrstvy i molekuly dusíku, kterým byla nádrž během tlakové zkoušky ofukována. Dusík pronikal z vnějšího okolí nádrže vlivem rozdílu teplot a tlaků mezi vnějškem nádrže a jejím vnitřkem na teplotě kapalného vodíku. Po skončení zkoušky a vyprázdnění nádrže teplota uvnitř nádrže začala stoupat a tím se začala zahřívat i směs vodíku a dusíku, která během zkoušky pronikla do střední izolační vrstvy. Protože při výrobě nádrže vnější vrstva nepřilnula dobře k izolační vrstvě, rostoucí tlak v izolační vrstvě způsobil prasknutí vnější kompozitní vrstvy nádrže. Na základě komplikací s technologií výroby velkých kompozitních nádrží na kapalný vodík se společnost Lockheed Martin rozhodla pro prototyp X-33 vyvinout těžší hliníkové nádrže. Do konce roku se však zváží, bude-li se znovu pokračovat ve vývoji kompozitních nádržích. Je to však velmi pravděpodobné, neboť Venture Star bez vylehčených nádrží nebude moci létat. Problém s nádržemi však není jediným zdržením ve vývoji demonstrátoru X-33 (viz L+K 76 (2000) č. 9, s. 584). Na příkladě vodíkové nádrže je vidět, že použití a zvládnutí nových technologií se nedá tak přesně naplánovat.

I když NASA společně s Lockheed Martin investovaly do vývoje X-33 na 1,1 mld USD, NASA by chtěla získat pro projekt další finanční podporu, neboť stále předpokládá, že kosmická loď VentureStar, která by měla vzniknout jako další krok po dokončení vývoje demonstrátoru X-33, dovolí podstatně snížit náklady na dopravu užitečného zatížení do kosmického prostoru. Také příprava lodi VentureStar ke startu by měla činit několik dní na rozdíl od tříměsíční přípravy raketoplánu k letu.

Jinak v současné době je v závodě společnosti Lockheed Martin v Palmdale asi 75% demonstrátoru X-33 již smontováno a asi 95% součástí již bylo dodáno Přesto se předpokládá, že by se první zkušební let demonstrátoru mohl uskutečnit až v roce 2003, což je zpoždění asi čtyř let proti původním plánům. Zpoždění je dáno také tím, že bylo rozhodnuto uskutečnit řadu zkoušek funkce demonstrátoru na zemi ještě před prvním letem.

Také již čtyři roky trvající zkušební program X-34, který pro NASA provádí společnost OSC, dozná patrně restrukturalizace. Půjde zřejmě o značné a drahé modifikace avioniky tří zkušebních exemplářů demonstrátoru X-34, které společnost OSC vyrobila. První volné bezmotorové lety X-34 se uskuteční snad na jaře 2001, ale první motorový let se neuskuteční před rokem 2002. V současné době se předpokládá uskutečnění pouhých 6 motorových letů místo původně předpokládaných 27. Také maximální rychlost, kterou X-34 dosáhne, byla snížena z 8 M na 2,5 M.

Co se týče demonstrátoru X-43 (Hyper-X), jeho první let by se mohl uskutečnit již na podzim tr.

Cape Canaveral Air Station - 50 let

Kosmické a raketové museum letectva USA (Air Force Space and Missile Museum) na Cape Canaveral Air Station uspořádalo o víkendu 23.- 25. 7. 2000 speciální návštěvní dny u příležitosti prvního startu rakety k výzkumu kosmického prostoru z tohoto kosmodromu. Historický start uskutečnila dvoustupňová raketa Bumper 8 dne 24. 7. 1950.

Muzeum má výstavní prostory jak vnitřní tak venkovní. Je zde možné vidět vystavených asi 55 typů různých vojenských střel a kosmických raket. Muzeum pečuje také o startovní rampu, ze které v roce 1958 startovala první americká družice Explorer 1. Rampa byla vybudována v roce 1956 a do roku 1963, kdy byla dezaktivována, z ní bylo uskutečněno na 36 startů. Po několika letech se stala součástí muzea a tak se zachovala řada originálních částí této startovní rampy, jako je původní řídící sál. a další zařízení.

Běžně je návštěva Kosmického muzea možná pouze v rámci placeného návštěvního okruhu, organizovaného Kennedyho kosmickým střediskem. V tyto návštěvní dny však bylo možné shlédnout muzeum bezplatně.

Světový kosmický týden

Na návrh třetí konference UNISPACE z července 1999 byl na generálním shromáždění členských států OSN v prosinci 1999 rezolucí č 54/68 deklarován týden od 4. 10. do 10. 10. jako Světový kosmický týden. V průběhu tohoto týdne by se na ”mezinárodní úrovni měly připomínat příspěvky kosmické vědy a technologie pro zlepšení životních podmínek lidstva”. Začátek týdne má připomenout vypuštění první umělé družice Země a poslední den byl zvolen tak, aby připomněl výročí podepsání Smlouvy o mírovém využívání kosmického prostoru v roce 1967. Tématem letošního Kosmického týdne je ”Kosmické milénium”.

K akcím v průběhu Kosmického týdne se hodlá připojit i Čína. Ve vojenském muzeu čínské lidové revoluce v Bejingu bude uspořádána od 28. 9. do 6. 10. výstava o čínském kosmickém programu, kde bude též vystaven inženýrský model čínské kosmické lodi Shen Zhou (podobná replika čínské kosmické lodi byla od 21. 8. vystavena ve vědeckém muzeu v Hong Kongu). Předpokládá se, že na podzim tr., při příležitosti oslav 50. výročí založení ČLR,

se uskuteční druhý nepilotovaný let čínské kosmické lodi Shen Zhou, při kterém by měla loď na dráze vykonat určité manévry.

Mikrodružice

Francouzská kosmická agentura CNES přišla s iniciativou nového typu spolupráce v oblasti výzkumu kosmického prostoru zejména s rozvojovými zeměmi. CNES navrhuje těmto zemím, které by o takový výzkum měly zájem, aby se zúčastnily projektů soustav mikrodružic, vyvíjených společně. CNES by jednak vyrobila mikrodružice a dále by zabezpečovala práci mezinárodního týmu v některém ze svých zařízení. Návrh CNES vychází z toho, že se stále více a více zemí zajímá o použití mikrodružic (o hmotnostech mezi 10 - 100 kg) pro jejich cenovou dostupnost a relativně krátké výrobní lhůty. Též náklady na jejich vypouštění jsou ještě přijatelné. Např. Ariane 5 může jako přídavné zatížení vynášet na dráhu přechodovou ke geostacionární až 8 mikrodružic o hmotnosti 125 kg každá za cenu 1 mil. USD za kus. Stejně společnost Starsem nabízí vypuštění maximálně 4 mikrodružic o hmotnosti 125 kg/kus na raketě Sojuz-U též za 1 mil. USD/kus. Také budoucí americké nosiče EELV (Atlas 5 a Delta 4) nabízí vynášení až 6 mikrodružic jako přidruženého zatížení za ceny 1-2 mil. USD/kus. Pro dosažení speciální dráhy by bylo možné využít nějakého malého nosiče, např. Rokot (cena 15 000 USD/kg) nebo Dněpr (10 000 - 20 000 USD/kg).

Iniciativa CNES přirozeně vychází z toho, že se myšlenka snadného a levného přístupu do kosmického prostoru osvědčila zejména díky aktivitám společnosti SSTL (Surrey Satellite Technology Limited), patřící Universitě v Surrey a navazující tak na zkušenosti a vývojovou práci v oblasti mikrodružic na této univerzitě. Také DLR s družicemi Tubsat učinila dobré zkušenosti.

V této souvislosti je třeba též připomenout, že i u nás se již před lety začalo s využitím mikrodružic pro vědecký výzkum magnetosféry Země. Jde o úspěšné družice Magion (viz internetová adresa: http://www.ufa.cas.cz/html/magion/mt.html), vyvíjené v Ústavu fyziky atmosféry AV ČR, které svými hmotnostmi od 15 kg do 64 kg patří právě do kategorie mikrodružic.

Technické problémy družic typu HS-601

Dne 27. 8. náhle přestala pracovat mexická geostacionární telekomunikační družice Solidaridad 1, neboť selhal i její záložní centrální řídící procesor. Služby, které tato družice zajišťovala, tj. zejména přenos TV signálů a telekomunikační služby některých společností byly přeneseny na jiné družice. Družice Solidaridad 1, model HS-601 společnosti Hughes Space & Communications Co., byla vypuštěná 19. 11. 1993 a předpokládalo se, že bude pracovat do roku 2007. Ovšem již v roce 1999 došlo k poruše družice, a tak byla v současné době využívána pouze na 45% maximální kapacity.

Selhání družice nese podobné příznaky jako selhání minimálně čtyř družic stejného modelu (jde o družice Galaxy 4, 7 či DBS-1), na kterých selhaly centrální řídící procesory. Jde o procesory vyrobené do poloviny roku 1997 a procesory této série jsou ještě asi na dalších 25 telekomunikačních družicích, které jsou v současné době v operační službě. O příčinách selhání procesorů na družicích HS-601 již bylo informováno v L+K 74 (1998), č. 22, s. 1765 - v napájecím obvodu procesorů jsou chybně navržené spínače, jejichž kontakty po čase přestávají spínat.

Iridium, Globalstar a Orbcomm

Problém sítě telekomunikačních družic Iridium je stále nejasný. I když se o systém Iridium zajímala investiční banka Castle Harlan Inc. z New Yorku, která jej chtěla za pouhých 50 mil. USD, nakonec od koupi ustoupila na základě ekonomické analýzy, která jim ukázala, že by tato investice těžko přinesla nějaký zisk. Společnost Motorola, která stále udržuje omezený provoz sítě družicových mobilních telefonů Iridium na vlastní náklady (stojí jí to několik mil. USD měsíčně), patrně požádá soud, který vyřizuje úpadek firmy Iridium, o povolení systém odstranit z oběžné dráhy. Při jednání u soudu koncem července však Motorola ještě souhlasila s prodloužením udržování systému do 9. 8. V průběhu srpna začala Motorola omezovat již tak omezený provoz systému a dokončovala plán řízeného sestupu družic z oběžné dráhy do zemské atmosféry. Dne 5. 9. se objevila další nabídka společnosti CMC International na zakoupení systému Iridium za 30 mil. USD, ale další podrobnosti zatím nebyly k dispozici. Dne 31. 8. zastavila Motorola provoz družicového sytému Iridium, ale k odstranění družic z oběžné dráhy zatím nepřistoupila.

Finanční problémy začíná mít i společnost Globalstar. I když její systém 48 družic, zajišťujících přímé telefonní spojení pracuje celkem dobře, nepodařilo se společnosti zatím získat dostatečný počet abonentů. Projevuje se v tom i komerční neúspěch společnosti Iridium. I když cena mobilního družicového telefonu systému Globalstar byla již snížena na 700 USD (Iridium 3000 USD) a cena za minutový hovor se pohybuje v rozmezí 0,73 - 3 USD podle místa volání (Iridium 2 - 4 USD/min), společnost za půl roku komerční aktivity získala asi jen 13 000 klientů. K tomu, aby se příjmy a náklady vyrovnaly, bylo by potřeba alespoň půl milionu abonentů.

I když Globalstar nabízí své služby v 30 zemích na 6 kontinentech, není to ještě úplně globální systém. Možnost spojení totiž záleží na uzlových pozemních přijímacích stanicích, které zachycují hovory, přenášené družicemi. Družice totiž mezi sebou nemohou komunikovat. Uzlové pozemní stanice ještě chybí v oblasti Jižní Ameriky a části Asie.

Vzhledem k počínající napnuté finanční situaci, nebyla společnost Orbcomm v srpnu schopná zaplatit bankám splátku ve výši 12 mil. USD a během léta byla nucená propustit asi 200 zaměstnanců. Společnost sice doufala, že se jí podaří k posílení svého finančního postavení získat dalšího finančního partnera. Akcie společnosti Orbcomm zatím vlastní společnosti Teleglobe Inc. a Orbital Science Corp. Nakonec však společnost Orbcomm požádala dobrovolně soud o umožnění soudem řízené finanční restrukturalizace, což jí dovoluje odklad placení jejích splátek a dluhů. Společnost Teleglobe Inc., vlastnící 68% akcií Orbcommu, zatím poskytla úvěr, který zabezpečí na několik měsíců provozovat službu přenosu dat a zpráv v síti družic Orbcomm.

Deep Space 1

Sonda Deep Space 1, vypuštěná v říjnu 1998, byla určená ke zkoušení nových kosmických technologií. Primární cíl mise byl splněn již v září 1999, i když v průběhu letu se porouchalo hvězdné čidlo sondy, nutné k její orientaci. Technikům se však podařilo přeprogramovat sondu tak, aby k orientaci používala místo čidla palubní optické kamery. Vzhledem k tomu, že jinak je sonda v pořádku a zejména její iontový motor stále pracuje, prodloužila NASA misi sondy do září 2001, kdy by se měla setkat s kometou Borrelly. K 15. 8. pracoval iontový motor sondy již více než 200 dnů a předpokládá se, že bude pracovat až do konce mise, tj. kolem 583 dní. I když motor má malý tah (spotřebuje asi 100 g xenonu za den chodu), má asi 10krát větší specifický impuls ve srovnání s chemickými raketovými motory. Předpokládá se, že na konci mise vzroste rychlost sondy Deep Space 1 díky práci iontového motoru asi o 11 000 km/hod.

Sonda Deep Space 1 je první sondou s iontovým motorem jako primární pohonnou jednotkou v kosmickém prostoru. Iontové motory se sice již dříve používaly na některých komunikačních družicích, ale jen k jemným manévrům pro udržování pozice na geostacionární dráze. Předchozí rekord v délce práce měl experimentální motor Space Electric Rocket Test 2, vypuštěný na oběžnou dráhu kolem Země v roce 1970, kde pracoval 161 dní. Replika iontového motoru, užitého na sondě, je stále zkoušená ve vakuové komoře JPL, kde již pracovala asi 500 dní a do konce tohoto roku by měla dokončit pracovní cyklus v délce 625 dní. Proto jsou technici z JPL přesvědčeni, že i motor sondy bude pracovat do konce prodloužené mise.

Stardust

Sonda Stardust pokračuje ve svém letu ke kometě Wild-2, se kterou by se měla setkat 2. 1. 2004 po urychlení průletem kolem Země v lednu příštího roku. Pro přibližování ke kometě a jejím snímkování je sonda vybavena kamerou. Před několika měsíci však technici z JPL zjistili při porovnávání navigačních snímků vybraných souhvězdí získaných kamerou sondy, že jsou některé části snímků rozmazané. Technici interpretovali toto rozmazání jako důsledek nějaké nečistoty, která se usadila na některých dílech optiky kamery. Technici z JPL se snažili odstranit nečistoty tím, že zapnuli malé zahřívací tělísko, umístěné na okénku, chránícím optiku kamery. Během týdne se v okolí okénka zvýšila teplota z -35° C na +8° C. Poté byla nasnímána kontrolní žárovka umístěná sice před optikou kamery, ale uvnitř sondy. Dne 4. 9. konečně dorazily ze sondy závěrečné snímky, které ukazovaly, že se ostrost snímků se zahříváním zlepšuje. Ještě budou provedeny kontrolní navigační snímky některých souhvězdí. Co je příčinou znečistění optiky není jasné. Pro cíl mise, sběr kometárního prachu, není znečištění příliš významné. To by mělo vliv jen na snímky komety (Stardust Status Report - September 6, 2000).

Mars

Dne 27. 7. oznámil Dr. E. Weiler, zástupce administrátora NASA z Úřadu pro kosmickou vědu, že se NASA rozhodla vyslat v roce 2003 na povrch Marsu další pohyblivé vozítko (rover) o hmotnosti asi 150 kg. NASA ovšem uvažovala o zdvojení této mise a nakonec již 9. 8. Dr. Weiler znovu informoval novináře o tom, že v roce 2003 poletí nakonec k Marsu dva identické rovery. Obě sondy budou vypuštěny raketami Delta 2 a to 22. 5. a 4. 6. 2003 a po 7,5 měsíci letu by měly 2. a 20. 1. 2004 na povrchu Marsu přistát s využitím techniky, použité při přistání Pathfinderu: Po zbrždění padákem v atmosféře se nafouknou nafukovací amortizátory (airbagy), které zabezpečí měkké přistání na povrchu planety. Po přistání se airbagy uvolní a přistávací modul se zaujme vertikální polohu k uvolnění roveru. Celá mise každého roveru by měla trvat asi 90 marsových dnů. Alternativou bylo vyslání orbitální sondy k Marsu v roce 2003, ale zřejmě možnost dalšího zkoumání povrchu Marsu i vzhledem k stále aktuálním úvahám o existenci podzemní, případně i povrchové vody na Marsu byla při volbě mezi orbitální a přistávací misí dominantní (A. Ducrocq z Air et Cosmos ovšem podotýká, že jedním z faktorů pro toto rozhodnutí organizace NASA může být i konkurenční program Mars Express organizace ESA, předpokládající vysazení roveru Beagle 2 na povrch planety v témže roce).

Připomeňme však, že již v příštím roce odstartuje k Marsu další orbitální sonda NASA, dosud připravovaná pod názvem Mars Surveyor 2001. Koncem října probíhaly zkoušky této sondy ve vakuové komoře u jejího výrobce, společnosti Lockheed Martin Astronautics v Denveru (Colorado). Ovšem pro řadu pracovníků NASA má rok 2001 speciální význam, neboť jim připomíná (a snad i některým čtenářům L+K) známý román A. C. Clarka: 2001: Kosmická odysea (2001: Space Odyssey), podle kterého pak byl natočen neméně známý Kubrickův film. Proto 28. 9. oznámil ředitel programu NASA pro výzkum Marsu Scott Hubbard, že mise orbitální sondy k Marsu v roce 2001 ponese název 2001 Mars Odyssey (NASA News 00-155). S. Hubbard dodal, že Arthur C. Clarke s tímto pojmenováním vřele souhlasil.

Shodou okolností se spolu s rozhodnutím organizace NASA vyslat dva rovery na povrch Marsu objevují i názory, že experimenty, umístěné na sondách Viking, které přistály na Marsu v roce 1976, vlastně živé mikroorganismy na povrchu této planety zjistily. Dr. G. V. Levin byl jedním z vědeckých pracovníků, kteří navrhovali pro sondu Viking tzv. Labeled Release (LR) Experiment, jehož úkolem bylo zjistit přítomnost mikroorganizmů prostřednictvím jejich metabolizmu, tj. oxidaci přidaných živin ke vzorku marsovské půdy na CO2. I když měl LR experiment kladné výsledky, byly tyto výsledky interpretovány spíše jako důsledek speciálních chemických reakcí marsovské půdy, než že by byly biologického původu. Předpokládalo se, že marsovská půda obsahuje silné oxidační činidlo, snad H2O2 nebo jeho deriváty. Hlavním důvodem proti biologické interpretaci LR experimentu byl negativní výsledek dalšího testu GCMS (gas chromatograph mass-spectrometer), který měl prokázat přítomnost organických látek na Marsu. Podle pozdějších analýz se však experiment GCMS neukázal dostatečně přesný, takže nemusel přítomnost organických látek zaregistrovat. Dr. Levin si proto myslí, že LR experiment vlastně přítomnost života na Marsu dokázal, pouze výsledky nebyly správně interpretovány. Proto navrhuje modifikaci LR experimentu, kterou by na povrch Marsu měla vynést některá z dalších sond. Detailnější informace o experimentech pro hledání života na Marsu, umístěných na sondách Viking a o jejich výsledcích lze nalézt v článcích Dr. A. Vítka: ”Hledání života” (L+K 51 (1975), č. 19, s. 732) a ”Na povrchu Rudé planety” (L+K 53 (1977), č. 8, s. 295). Oba články neztratily na zajímavosti ani nyní a Dr. Vítek v nich konstatoval, že pravděpodobnost existence života na Marsu byla na základě provedených experimentů sond Viking asi 50% .

Na druhé straně však pracovníci JPL studovali v laboratoři chování simulované marsovské horniny v podmínkách, panujících na povrchu Marsu. Marsova řídká atmosféra totiž není schopná zadržet intenzivní ultrafialové záření, které v ní produkuje množství iontů kyslíku, rozkládajících organické molekuly. To je podle specialistů JPL důvod, proč sondy Viking nenalezly v povrchové vrstvě stopy po organických látkách. Bylo zjištěno, že ultrafialové záření vytváří na povrchu Marsu peroxidy či superoxidy, které byly zřejmě zaregistrovány sondami Viking. Z toho vyplývá, že pokud případný život na Marsu existuje, musí být schován v určité hloubce pod povrchem tak, aby byl chráněn před ionty kyslíku. Další výzkum se soustředí na studium hloubkové distribuce těchto kyslíkových iontů a tudíž i na odhad podpovrchové tloušťky horniny, pod kterou by se mohly nacházet organické molekuly. Dosavadní výsledky studia simulované marsovské horniny za současných atmosférických podmínek byly publikovány v časopise Science z 15. 9.

Jistým znamením o tom, že NASA skutečně uvažuje o budoucí pilotované misi k Marsu, je skutečnost, že na sondách, které v příštích letech poletí k této planetě, budou umístěna čidla na měření radiace v atmosféře Marsu. Tím se zjistí, jak bude nutné chránit posádky v přistávacích modulech na povrchu Marsu. Tuto informaci potvrdil i J. Connolly z Johnsonova kosmického střediska NASA. Planeta Mars není totiž obklopena vlastním magnetickým polem, které by chránilo povrch planety před energetickými částicemi slunečního větru, jako je tomu u Země, bude tudíž třeba astronauty na povrchu Marsu nějak před těmito částicemi chránit. Chemici z College of William and Mary ve Virginii spolu s pracovníky Langleyova výzkumného střediska organizace NASA navrhují vypalovat ze směsi polyethylenu a marsovských povrchových hornin cihly, které by plnily funkci radiačního štítu budoucí marsovské základny. K výrobě experimentálních cihel používají výzkumníci pozemské horniny z lomu v Minnesotě, o kterých se tvrdí, že se svým složením podobají měsíčním horninám. Chemické analýzy marsovských povrchových hornin totiž ukazují, že marsovské a měsíční horniny si jsou podobné.

K pilotovanému průzkumu Marsu chce přispět i Marsovská společnost (Mars Society). Za finančního přispění televizní společnosti Discovery Channel vybudovala společnost během tohoto léta v oblasti impaktního kráteru na kanadském ostrově Devon Island experimentální stanici, tzv. Flashline Mars Arctic Research Station. Podle názoru odborníků jsou v této arktické oblasti geologické podmínky, podobné těm, se kterými by se měli setkat průzkumníci na planetě Mars. Podle představ Marsovské společnosti bude stanice sloužit k přípravě astronautů k průzkumu planety. Informace o výstavbě stanice lze nalézt na internetové stránce společnosti Discovery Channel: http://www.discovery.com, kam lze též posílat dotazy pro členy arktické expedice a ptát se na jejich budoucí plány. Předpokládá se, že během příštího léta bude na stanici vyslána expedice v délce asi 8 týdnů.

Již řadu let se uvažuje o využití balónů k výzkumu Marsu. Dne 24. 8. uskutečnila společnost Pioneer Astronautics spolu s JPL experimentální automatické nafouknutí horkovzdušného balónu o objemu 0,4 m3 ve výšce 30 km, kde je tlak 10 mbar a teplota -50° C, což jsou podmínky podobné podmínkám na Marsu. Balón má tmavý povrch, aby se vnitřní plynné médium zahřívalo slunečním zářením. Jako pracovní látka byl použit metanol, jehož molekulová váha je nižší než CO2, který tvoří 95% atmosféry Marsu. Pokus s nafouknutím balónu, sledovaný TV kamerou, se zdařil a balón se během minuty naplnil plynem, vzniklým vypařením metanolu. Hlavním řešitelem projektu horkovzdušného balónu pro průzkum Marsu společnosti Pioneer Astronautics je Dr. R. Zubrin, který je též předsedou Marsovské společnosti.

Rentgenová observatoř Chandra

Ke značnému překvapení astronomů zaregistrovala rentgenová observatoř Chandra erupci rentgenového záření z lehkého hvězdného objektu LP944-20, tzv. hnědého trpaslíka (NASA News 00-103). Objekt LP944-20 je asi 500 mil. let starý, o hmotnosti asi 60krát větší než Jupiter (asi 6% hmotnosti Slunce) a s průměrem asi 0,1 slunečního průměru. Nachází se v souhvězdí Fornax na jižní obloze a je jedním z nejstudovanějších hnědých trpaslíků, neboť se nachází asi 16 světelných let od Země. Během prvních devíti hodin pozorování aktivita hvězdy byla nepatrná, ale pak došlo k záblesku, jehož intenzita v průběhu dalších dvou hodin opět poklesla. Uvolněná energie odpovídá malé sluneční protuberanci. Předpokládá se, že rentgenové záření bylo odezvou na značné deformace magnetického pole trpaslíka. Takové deformace magnetického pole mohou patrně vznikat v turbulentním proudění horkého vodivého materiálu pod povrchem hvězdy. Uvolnění neboli relaxace deformací magnetického pole zahřeje atmosféru náhle na miliony stupňů, což může přivodit i záblesk rentgenového záření. V období klidu však hvězda v rentgenovém spektru nezáří, což svědčí o tom, že její atmosféra není teplejší než asi 2500° C. Objekt LP 944-20 byl pozorován po dobu 12 hod již 15. 12. 1999, ale výsledky pozorování byly publikovány v časopise Astrophysical Journals Letters z 20. 7. 2000.

Hnědí trpaslíci mají příliš malou hmotnost nato, aby v nich probíhaly významné jaderné reakce. Jejich primárním zdrojem energie je gravitační smršťování. Proto jejich zářivost je malá, asi jen 0,1 sluneční zářivosti. Jsou středem zájmu astronomů, neboť jejich chování není zatím zcela jasné.

Pozorování observatoře Chandra přispívají i ke studiu černých děr. V centru galaxie M82, vzdálené od Země na 600 světelných let, byla objevena černá díra o hmotnosti asi 500násobku našeho Slunce a o objemu Měsíce. Tato černá díra je zajímavá tím, že má spíše střední hmotnost na rozdíl od supermasivních černých děr, obvykle pozorovaných v jádrech galaxií. Zatím nebylo jisté, zda černé díry této hmotnostní kategorie existují (NASA News 00-140).

Úspěšná činnost rentgenové observatoře Chandra již trvá přes rok - observatoř byla vypuštěna v červenci 1999.

HST

Ještě před dvěma lety se zdálo, že hnědí trpaslíci jsou nepříliš často se vyskytujícími kosmickými objekty. Jejich hmotnosti se pohybují mezi hmotnostmi hvězd a velkých planet. Jelikož nemají dostatek vodíku, nutného k termonukleární přeměně na helium, nezáří tak intenzivně jako hvězdy. Pozorování pomocí Hubbleova teleskopu ukázala, že hnědí trpaslíci nacházejí spíše o samotě než na drahách kolem jiných hvězd. Jejich vznik se tedy více podobá vzniku hvězd než vzniku planet. Řada hnědých trpaslíků byla nalezena při měření jasnosti a teploty hvězd ve hvězdné skupině IC 348 v souhvězdí Persea. Skupina je ještě mladá, a tak hnědí trpaslíci jsou zde jasnější než jinde. Měřením teploty hvězd ve skupině se zde podařilo objevit na 30 hnědých trpaslíků. Zdá se tedy, že hnědí trpaslíci nejsou tak vzácní, jak se původně myslelo.

HST přispívá i ke studiu komet, jak o tom svědčí i případ komety LINEAR. Ta byla objevena v září loňského roku v rámci programu Lincoln Near Earth Asteroid Research (ze jména programu byl odvozen i název komety) a astronomové předpokládali, že bude atrakcí letošního léta. Nakonec však byla kometa méně zářivější, než se očekávalo. Pro astronomy se však průlet komety kolem Slunce stal zajímavějším, než se očekávalo. V období mezi 5. - 7. 7. bylo pozorováno zjasnění objektu a když se jas komety vrátil k normálu, ve chvostu komety byl pozorován úlomek jádra. O týden později, 14. 7. sledovala kometu observatoř Chandra, která zaregistrovala rentgenové záření kyslíkových a dusíkových iontů. Analýza dat ukázala, že příčinou rentgenového záření jsou srážky částic slunečního větru s ionizovanými plyny chvostu komety. Toto pozorování tak přispělo k objasnění příčin rentgenového záření atmosfér komet a ukázalo, že pomocí observatoře Chandra lze studovat i chemické složení slunečního větru.

Kometa prolétla v nejmenší vzdálenosti od Slunce dne 26. 7. a pozemská pozorování nebyla schopná v oblaku prachu zjistit stopy jádra komety. Na první pohled se tedy zdálo, že se jádro komety při průletu kolem Slunce rozpadlo na prach. Astronomové z Ústavu pro kosmický teleskop však rychle přeprogramovali HST a zkusili nalézt zbytky jádra. Snímky z HST ukázaly asi 6 úlomků v oblaku kometárního prachu. Tyto úlomky, které se nyní chovají jako minikomety, jsou podle některých astronomů snad stavební bloky, ze kterých bylo jádro komety složeno. Z pozorovaného rozpadu jádra komety se soudí, že kometa LINEAR navštívila poprvé vnitřní oblast sluneční soustavy poté, co cestovala z oblasti tzv. Oortova kometárního oblaku ve vzdálenosti asi 1 světelného roku. Rozpad komety však není nic neobvyklého. Odhaduje se, že asi 20 - 30% komet se úplně rozpadne po průletu kolem Slunce.

Pomocí infračervené kamery HST lze studovat povrchové složení malých kosmických těles naší sluneční soustavy či jader komet. Například pozorování objektu 8405 Asbolus, což je shluk prachu a ledu o délce 80 km mezi Saturnem a Uranem prokázalo, že se na jeho povrchu nachází pozoruhodná koncentrace prvků. Zobrazení rozložení změřených koncentrací připomíná svým profilem čerstvý impaktní kráter. Opticky není možné tento kráter vidět, neboť jde o malý a vzdálený objekt.

NEAR Shoemaker

Shrnutí získaných vědeckých výsledků z půlročního výzkumu asteroidu Eros sondou NEAR Shoemaker bylo publikováno ve čtyřech článcích ve speciální sekci časopisu Science (22. 9. 2000) č. 5487, s. 2085 - 2105. Od 14. 2. získala sonda na 103 300 snímků povrchu asteroidu a prováděla měření chemického složení jeho povrchu ze vzdáleností mezi 35 a 350 km. Asteroid tvaru burského oříšku má maximální délku 33,6 km. Jde o homogenní těleso a nikoliv o shluk menších úlomků. Složení je podobné chondritům, známým z meteoritů. Jeho povrch je pokryt řadou kráterů, z nichž největší má průměr 5,5 km, a množstvím brázd. Sedlovitá prohlubeň má délku 10 km. Zbrázděný povrch svědčí o pohnuté minulosti asteroidu, který je zřejmě úlomkem z většího tělesa.

Asteroidy křižující dráhu Země

Na stránkách L+K bylo již několikrát zmíněno nebezpečí, které pro Zemi znamenají asteroidy, přibližující se do její blízkosti (L+K 72 (1996), č. 17, s.1080; 74 (1998), č.10, s. 98, č.17, s. 1392; 75 (1999), č.7, s. 445). V těchto informacích jsou popisována opatření prováděná organizacemi NASA a USAF. Také v Anglii se v tomto roce začala věnovat pozornost problematice asteroidů v blízkosti Země. V lednu tr. sestavil britský ministr pro vědu Lord Sainsbury tříčlennou komisi pro studium potenciálně nebezpečných asteroidů (PHA=Potentially Hazardeous Asteroids) v blízkosti Země (obecně se takové objekty nazývají NEO = Near Earth Objects). V září tr. zveřejnila komise svou zprávu, ve které se konstatuje, že přece jen existuje sice malé nebezpečí, že by se Země mohla s nějakým asteroidem srazit, ale i toto malé nebezpečí není pouhá science-fiction, ale je třeba jej brát vážně. Ve zprávě je dán seznam devíti těles, které od roku 1991 prolétly ve vzdálenosti menší než 800 000 km od Země. Například v květnu 1996 asteroid JA1 o průměru 300 m minul Zemi ve vzdálenosti 1,2 poloměru oběžné dráhy Měsíce. Astronomové odhadují, že existuje na tisíc objektů o průměru do 1 km, které křižují dráhu Země. Z nich je asi 271 PHA o průměru více než 150 m, které se dostávají k Zemi na vzdálenosti menší než 20 poloměrů dráhy Měsíce. Jsou nebezpečné tím, že jejich dráhy jsou chaotické, neboť dochází k jejich poruchám vlivem gravitačního působení Země nebo Marsu. Proto jedno z doporučení, které komise pro studium PHA navrhla je jejich monitorování. Na jižní polokouli by tedy měl být zkonstruován nový třímetrový teleskop speciálně na sledování těchto PHA. Z dalších doporučení je to vytvoření britského centra na obranu proti asteroidům a přirozeně i spolupráce s mezinárodní komunitou pro zmírnění následků případných budoucích impaktů. Zprávu, která navrhuje celkem 14 doporučení, je možné nalézt na adrese http://www.nearearthobjects.co.uk.

Ovšem průlet asteroidů v blízkosti Země je vždy zajímavý pro astronomy, neboť jim umožňuje jejich detailní fyzikální charakteristiky, např. jejich složení či rotační periody. Měsíc září byl z tohoto hlediska přímo astronomickou žní. Do 20. září prolétlo v blízkosti Země pět objektů, naštěstí ve vzdálenostech mezi 11 - 75 násobky poloměru měsíční orbity. Z těchto objektů dva, 2000 QW7 a 2000 RD53, které prolétly kolem Země ve vzdálenosti 12tinásobku měsíční orbity, patří právě mezi PHA.

Pioneer 10

Dne 15. 9. bylo zjištěno, že manévr z 8. 7., kterým měla být sonda Pioneer 10 natočena tak, aby její parabolická anténa mířila k Zemi, se patrně neuskutečnil. Takový manévr se provádí dvakrát za rok podle toho, ve které části své dráhy kolem Slunce se nachází Země, aby se tak optimalizoval příjem signálů sondy.V některých měsících se Země nachází mimo zorný úhel antény sondy a tak může být spojení přerušeno. Jelikož spojení se sondou se uskutečňuje jednou až dvakrát za měsíc, může brzy dojít k tomu, že bude slabý signál sondy ztracen v šumu. Řídící středisko se pokusí vyslat znovu povely k provedení manévru. Jinak se sonda nachází ve vzdálenosti asi 10 světelných hodin. Její plutoniové termoelektrické generátory stále dodávají příkon 65 W (asi 42% ze startovní hodnoty 155 W), napětí v síti drží na 27 V. Teplota sondy je -41,8° C, což se nachází v přijatelných mezích, které jsou -81° C až 360° C. Na sondě je zapnut jeden vědecký experiment pro měření koncentrace nabitých částic slunečního větru v oblasti.

(lek)

(* ) Prstencové laserové gyroskopy mají s s mechanickými gyroskopy (setrvačníky) společný jen název. V prstenci se proti sobě šíří laserové paprsky stejné fáze, které na výstupu vytváří systém interferenčních proužků. Dojde-li k otáčení prstence kolem jeho osy určitou úhlovou rychlostí, frekvence laserových paprsků pohybujících se ve směru a proti směru rotace prstence se v důsledku Dopplerova efektu vzájemně změní a systém interferenčních proužků se začne posunovat. Z posuvu proužků se tak dá odvodit složka rychlosti rotace kolem osy prstence. Použití tří prstencových laserových gyroskopů se vzájemně kolmými osami prstenců dovoluje určit vektor rotace ve třech osách. V některých konstrukcích gyroskopů byl nahrazen prstenec cívkou optického kabelu. Tím se dráha laserových paprsků v protilehlých směrech prodlouží a citlivost gyroskopu se zvětší.

Použité materiály:

Air et Cosmos (2000), č. 1756 - 1762.

NASA News: 00-119, 00-122, 00-124, 00-125, 00-129, 00-130.

Space News This Week: 7. 8., 14. 8., 28. 8., 11. 9., 18. 9.

Dále byly použity internetové informační bulletiny:

- FLORIDA Today Space Online: 072300, 072800, 073000, 080100, 080200, 081000, 081200, 081700, 082900, 090400, 091200, 092000, 092200, 093000.

- Jonathan´s Space Reports č.: 431 - 435.

Vyšlo v časopise Letectví a kosmonautika 76 (2000) č. 23, s. 1560; č. 24, s. 1628.


Na MEK byl tento článek publikován se svolením autora.

Aktualizováno: 26.10.2002

[ Obsah | Novinky v kosmonautice | Články | Obsahy L+K | Kosmonautické zajímavosti ]

Pokud není uvedeno jinak, jsou použité fotografie z NASA (viz. Using NASA Imagery) a dalších volně přístupných zdrojů.