Obsah > Aktuality > Kosmonautické zajímavosti - nepilotované lety > 2. čtvrtletí 2001

KOSMONAUTICKÉ ZAJÍMAVOSTI - NEPILOTOVANÉ LETY

(2. čtvrtletí 2001)

Delta 4

Dne 6. 5. se na zkušebním stavu B-2 ve Stennisově kosmickém středisku NASA uskutečnila čtvrtá a poslední plánovaná zkouška integrovaného CBC (Common Booster Core) se zabudovaným kryogenním raketovým motorem RS-68, určeným pro budoucí raketu Delta 4 společnosti Boeing. Při zkoušce pracoval motor 5 min a 3 s, což je téměř doba po kterou bude motor pracovat při skutečném letu. Při zkoušce avionika stupně sledovala letový profil nejsilnější varianty Delta 4 Heavy. Mimo to na sousedním stavu B1B byly prováděny zkoušky s jiným exemplářem motoru RS-68 v délce 425 s. Další zkoušky motoru byly uskutečněny 4. 5. ve Výzkumné laboratoři USAF v Kalifornii, kde motor pracoval na 889 s. Firma Boeing se tedy domnívá, že stupeň CBC je již připraven k prvnímu zkušebnímu letu.

Dne 25. 6. dorazila speciální nákladní loď Delta Mariner se stupněm CBC do Port Canaveral ze Stennisova střediska ve státě Missisipi po cestě dlouhé 850 mil. V přístavu Port Canaveral byl stupeň umístěn na transportér a dopraven do montážní haly, kde bude raketa integrována v horizontální poloze. To je u raket Delta novinkou, neboť dosud byla jejich montáž prováděna v horizontální poloze. Poté bude raketa vyvezena na startovní rampu a vztyčena k nové startovní věži, kde se bude ověřovat, zda jsou stupeň a konstrukce věže kompatibilní. Tyto technické zkoušky potrvají do konce srpna. Pak bude stupeň převezen na základnu Vandenberg, kde se celá procedura bude opakovat.

Během června se ve Stennisově kosmickém středisku uskutečnily tři přejímací zkušební zážehy letového motoru RS-68 určeného pro první letový model rakety Delta 4. Série těchto zkušebních zážehů byla dokončena 23. 6. a podle prohlášení firmy Boeing bylo při ní dosaženo všech plánovaných cílů. Lze tedy očekávat, že v září dorazí na Cape Canaveral první letový stupeň CBC rakety Delta 4. Ten bude připravován k prvnímu startu na březen 2002, kdy ponese maketu družice. Asi v květnu 2002 by měla vzlétnout další Delta 4 Medium s družicí DSCS-3 pro USAF. Na říjen 2002 by měl být připraven vzlet další rakety Delta 4 Medium k prvnímu komerčnímu letu s brazilskou telekomunikační družicí Estrela do Sul 1. Konečně v prosinci roku 2002 se uvažuje o prvním startu težké varianty Delta 4 Heavy s užitečným zatížením USAF.

Kritickým pro vývoj rakety Delta 4 byly problémy s vodíkovým turbočerpadlem v loňském roce, které opozdily průběh zkoušek motoru RS.68 na zkušebním stavu. V průběhu jedné zkoušky, kdy motor běžel na 101% nominálného výkonu, došlo k prasknutí a rozlomení jedné lopatky turbočerpadla. Rozbor dat přitom ukázal, že během zkoušky vznikly rezonanční vibrace konstrukce turbočerpadla. Bylo tedy rozhodnuto provést konstrukční změny lopatek turbíny a to tak, že čelní a odtokové hrany lopatek byly zesíleny, aby se tak snížilo v těchto místech působící napětí. Tím se sníží i možnost vzniku trhlin v těchto místech lopatek. Dosvadní úspěšný průběh zkoušek nakonec ukázal, že provedené změny přispěly ke zvýšení odolnosti lopatek a nakonec i zpoždění programu zkoušek nebylo tak kritické, i když se USAF obávalo větších skluzů a uvažovalo dokonce, že by družice DSCS mohla být vypuštěna konkurenční raketou Atlas 5. To by ostatně bylo i v rámci koncepce programu zdokonalených nosičů na jedno použití EELV, která počítá se vzájemnou zastupitelností raket Delta 4 a Atlas 5. Program EELV má za cíl nejen zvýšit nosnou kapacitu jednorázově použitelných raket, ale též zredukovat cenu za vynášení 1 kg na oběžnou dráhu, která je v současnosti minimálně 20 000 USD/kg. Hovoří se dokonce o 50% cenové redukci u tohoto programu.

Nové kosmické nosiče

Ve dnech 17. – 18. 5. uspořádala organizace Euroconsult 3. světové setkání o kosmické dopravě. Zástupce společnosti Arianespace zde propagoval názor, že je důležitější mít jeden spolehlivý nosič spíše než mít zastupitelné nosiče. Společnosti Boeing a ILS se však domnívají, že záložní nosič je nezbytný. V současné době vyvíjené nové nosiče Delta 4 společnosti Boeing a Atlas 5 společnosti Lockheed Martin poprvé vzlétnou v roce 2002. V témž roce by měla být ke startu připravena i raketa Ariane 5 s novým kryogenním stupněm ESC-A. Na rozdíl od konkurenční Delty 4 ponese raketa Atlas 5 (série 401) již při svém prvním startu komerční telekomunikační družici Eutelsat, o které předpokládali manažéři Boeingu, že jí získají pro svou Deltu 4. Jelikož jde o první start nové rakety, dostala společnost Eutelsat od Lockheed Martin podstatnou cenovou slevu.

Setkání bylo i příležitostí představit nové projekty nosných raket. Čína připravuje další varianty nosiče CZ-3B. Zvětšením nosnosti bude možné dopravit na dráhu přechodovou ke geostacionární (GTO) z původních 5100 kg až 5600 kg s aerodynamickým krytem o průměru 4,2 m. Nový těžký čínský nosič, který je ve stádiu studií, bude poháněn kombinací H2O2 a kerosínu a bude mít nosnost až 7000 kg na GTO.

Ukrajinská společnost Južnoje prezentovala své připravované kosmické nosiče. Zenit-2M bude připraven v roce 2003. Cyklon-4, vypouštěný buď z brazilského kosmodromu Alcantara nebo z Floridy, bude k dispozici v roce 2004. Varianty Dněpr-M a Dněpr-2 jsou plánované na léta 2002 a 2003. Nová třída nosičů Maják je připravována na období 2005-2006. Maják-12 o hmotnosti 130 000 kg by měl vynést 1500 kg na polární dráhu a Maják-23 o hmotnosti 230 000 kg buď 6500 kg na polární dráhu nebo 3000kg na GTO.

Aerosalón Le Bouget

Společnost Arianespace se pochlubila, že na letošním aerosalónu v Le Bourget získala dalších 8 nových kontraktů na vypuštění komerčních družic. Jde o tři družice společnosti PanAmSat (Galaxy 12, PAS Light 2 a 3) v létech 2002/2003, o družici Inmarsat 4, vypuštění kometární sondy Rosetta organizace ESA v roce 2003 a vypuštění francouzské vojenské telekomunikační družice Syracuse III v roce 2003. Poslední dva kontrakty nebyly zveřejněny. Společnost Arianespace také plánuje budoucí snížení ceny za vynesení 1 kg užitečného zatížení. Předpokládá, že varianta Ariane-5 Plus by měla vynášet na 12 000 kg na GTO, přičemž by se současné startovní náklady neměly zvyšovat. Důležité ovšem je, aby vývojové náklady, zejména restartovatelného kryogenního motoru Vinci pro horní stupeň ESC-B, nepřesáhly hranici, kterou stanovila organizace ESA v roce 1999. To bohužel už není tak jisté a již nyní dochází ve vývoji motoru Vinci, který měl být k dispozici v roce 2005, k ročnímu skluzu díky problémům s financováním.

Z Aerosalónu též přichází i ruský návrh na zvýšení nosnosti rakety Ariane 5 s použitím mnohonásobně použitelného stupně Bajkal. Stupeň Bajkal používá jako KPL kombinace kapalný kyslík-kerosin, tah motoru je 1, 96 MN a má vzletovou hmotnost 130 400 kg. Části kerosinu je pak použito jako paliva pro proudový motor, který po vysunutí křídla dopraví stupeň ze vzdálenosti až 410 km k letišti na místě startu. Zde pak prázdný stupeň o hmotnosti 17 800 kg přistává na podvozku jako letadlo rychlostí 280 km/hod na přistávací vzdálenosti do 1200 m.

Společnosti Boeing a japonská MELCO (Mitsubishi Electric Corporation) se na Aerosalónu dohodly o širší spolupráci zejména v oblastech kosmické navigace, kosmických telekomunikací a služeb v oblasti vypouštění družic. Dohoda zahrnuje i předběžnou objednávku 6 raketových nosičů Delta. Dohoda je výsledkem předchozí asi pětileté spolupráce společností Boeing a MELCO a zájmem společnosti MELCO o nejaponského dodavatele služeb v oblasti vypouštění družic.

Další zprávy z Aerosalónu naznačují, že v důsledku již nasycené poptávky po telekomunikačních družicích jeden či dva ze současných pěti hlavních družicových dodavatelů do dvou let zaniknou. V nejbližší době je velmi pravděpodobnou fúze družicových divizí společností Lockheed Martin Corp. a Loral Space & Communications. Zbývající tři další významní dodavatelé družic jsou francouzská společnost Alcatel Space, francouzsko-německo-britské konsorcium Astrium Co. a Boeing Satellite Systems.

X-37, X-40A

Dne 19. 5. se v Drydenově leteckém výzkumném středisku v Edwards v Kalifornii uskutečnil poslední sedmý volný let makety X-40A, při kterém se dokončily zkoušky avioniky a řídícího systému budoucího demonstrátoru X-37. Demonstrátor X-37 je nepilotovaný kosmický prostředek, schopný autonomních operací v kosmickém prostoru po dobu 21 dní. Je určený ke zkouškám technologiím které přispějí ke snížení nákladů na kosmickou dopravu. Experimenty budou uloženy v nákladovém prostoru o rozměrech 2,1 m×1,2 m. Pro bezpečný návrat je X-37 opatřen novým systémem tepelné ochrany. Podle vyjádření manažerů Boeing Phantom Work práce na dokončení prvního letového exempláře X-37 probíhají dobře. Zkoušky v aerodynamickém tunelu v rozmezí rychlostí od M=10 do podzvukových rychlostí byly v průběhu května dokončeny na 93%. Též zkoušky tepelné ochrany v aerodynamickém tunelu s obloukovým zdrojem plazmatu byly úspěšně dokončeny. Co se týče kompozitní konstrukce trupu a křídel X-37, asi 85% dílů kompozitů na bázi uhlíkových vláken již bylo vyrobeno. Konečná montáž X-37, který má délku 8,2 m a rozpětí 4,5 m, proběhne v závodě společnosti Boeing v Palmdale.

První zkoušky s X-37, kdy bude demonstrátor zavěšený pod křídlem B-52 a bude zkoušen podzvukový přistávací manévr, jsou plánovány na rok 2002. Orbitální zkoušky by se měly uskutečnit v roce 2004.

SLI

Organizace NASA vyhlásila nový program SLI (Space Launch Initiative) vývoje kosmických nosných prostředků již v roce 2000 a slibuje si od tohoto programu, že podnítí vznik nového vícenásobně použitelného prostředku, schopného uspokojit jak vládní tak komerční požadavky na vynášení užitečných zatížení do kosmického prostoru. Tato iniciativa navazuje na předchozí programy, od kterých se toho asi očekávalo příliš – tj. realizace náhrady raketoplánů. Od těchto cílů se v SLI poněkud ustupuje - jak známo, NASA v rámci SLI ustoupila od dalšího financování náročných programů jako X-33 a X-34.

Dne 17. 5. udělila NASA 22 firmám, společnostem i universitám kontrakty na vývoj v celkové hodnotě 767 mil. USD. Nejvíce, 136 mil. USD, získala společnost Boeing a dále společnost Kistler Aerospace 135 mil. USD na letové demonstrace rakety Kistler K-1. Kontrakt ve výši 115 mil. USD byl udělen firmám Pratt&Whitney a Aerojet na společný vývoj motoru pro vícenásobně použitelný urychlovací stupeň. NASA však stále očekává, že SLI přece jen nakonec vyústí v tzv. Program druhé generace vícenásobně použitelného dopravního prostředku, tj. spolehlivé a levné alternativy současného kosmického raketoplánu. NASA předpokládá, že v průběhu trvání programu SLI vyniknou alespoň dva návrhy takového prostředku a kolem roku 2006 by mělo dojít k výběru vítězného návrhu tak, aby se první zkušební let mohl uskutečnit kolem 2010.

X-43A

O přípravách prvního hypersonického letu X-43A jsme se již zmínili v L+K 77 (2001), č. 11, s. 718. Těleso X-43A bylo upevněno k upravenému prvnímu stupni rakety Pegasus. Úpravy stupně spočívaly zejména k přidání tepelného ochranného systému kompozitní konstrukce stupně, který má tuto konstrukci chránit před aerodynamickým zahříváním při hypersonickém letu v nižších atmosférických výškách. Nadto stupeň dostal nový řídící systém a avioniku. Před prvním samostatným letem X-43A se v průběhu května nejprve uskutečnilo poletování B-52 se zavěšeným X-43A spojeným s raketou Pegasus s cílem zkoušet letové systémy a datum prvního samostatného letu bylo určeno na 2.6. V ten den vzlétl upravený B-52 organizace NASA nad Tichý oceán a ve výšce 7800 m asi ve 20.43 UT byla soustava Pegasus+X-43A odhozena. Po asi 5 s trvajícím pádu byl zažehnut motor stupně Pegasus, který měl těleso X-43A dopravit do výšky 28 500 m, kde mělo dojít k odpoutání a samostatnému letu tohoto tělesa. Letový plán předpokládal asi třísekundový přímý let po zážehu motoru a pak mělo být zahájeno zvyšování výšky. Rychlost 1 M měla být dosažena již 7 s po zážehu stupně. Jak však bylo vidět z videozáznamu startu pořízeného z doprovodného stíhacího letounu F-18, asi po 8 s letu se od zadní části stupně Pegasus oddělil úlomek snad řídící aerodynamické plochy. Ihned potom ztratil stupeň stabilitu, začal se přetáčet doleva a v důsledku aerodynamických napětí došlo k dalšímu oddělování částí stupně. V tom okamžiku bylo zřejmé, že je let ztracen a bylo rozhodnuto vyslat signál k odpálení náloží bezpečnostního systému, který raketu zničil a její trosky dopadly do Tichého oceánu. Ihned po nehodě jmenovala NASA pětičlennou vyšetřovací komisi vedenou R. Hughesem z Marshallova letového střediska, který v tomto středisku řídí projektový a vývojový úřad v rámci ředitelství pro kosmickou dopravu.

Neúspěšný start stupně Pegasus vedl i k odložení startu rakety Pegasus s družicí HESSI (High Energy Solar Spectroscopic Imager) pro studium slunečních protuberancí, která byla připravována na Cape Canaveral. I když raketa Pegasus pro družici HESSI je jiná než upravený první stupeň použitý pro let X-43A, rozhodlo vedení NASA, že start HESSI bude odložen do doby, až budou příčiny havárie prvního stupně rakety Pegasus úplně jasné. Je třeba znovu poznamenat, že pro let X-43A byl použit speciálně upravený první stupeň rakety Pegasus s novou avionikou, který vlastně za letu nebyl nikdy zkoušen.

Miniaturní raketový motorek pro mikrodružice

Společnost TRW vyvinula tzv. Mikroelektromechanický system (MEMS) miniraketových motorků pro použití na mikrodružicích do hmotností kolem 25 kg. Jde o systém komůrek, vyleptaných metodou výroby elektronických obvodů do silikonové podložky (viz též L+K 75 (1999) č. 17, s. 1114). V těchto komůrkách je TPL. Na jedné straně komůrky je zažehovač a druhá strana je překrytá blánou, která při zážehu praskne. Zažeh jedné komůrky dává jednotku impulsu pohonného systému. Velikost celkového impulsu je pak dána počtem současně zažehnutých komůrek. Výhodou tohoto systému je to, že zde nejsou pohyblivé součásti, lze použít různé PL a lze jej snadno zabudovat do konstrukce družice. Tento systém byl poprvé vyzkoušen při letu sondážní rakety Scorpius startující ze základny ve White Sands dne 15. 5. Systém byl v průběhu letu sondážní rakety zažehnut 20× ve vteřinových intervalech a podle prohlášení zástupců firmy TRW osvědčil svou funkčnost.

Cena X

V současné době je v soutěži o Cenu X přihlášeno 20 soukromých týmů, nepodporovaných ze státních financí. Tým, kterému se podaří vytvořit vícenásobně použitelný dopravní prostředek, schopný vynést 3 osoby na suborbitální dráhu s výškou 100 km a zpět, získá Cenu X ve výši 10 mil. USD. Podmínkou vícenásobného použití soutěžního prostředku je zopakování letu během dvoutýdenního intervalu.

Jeden z kanadských projektů, zvaný da Vinci, byl v prototypu představen na letecké výstavě Toronto Aviation & Aircraft Show v květnu 2001. Projekt da Vinci předpokládá, že raketa o hmotnosti asi 2500 kg bude vynesena balónem do výšky 40 km. Zde bude zažehnut motor rakety, pracující s kombinací kapalný kyslík – kerosin o tahu 50 kN, který by měl dopravit raketu do výšky 120 km. Mezi 7,6 – 3 km by se měl rozevřít parafoil a raketa by měla řízeně přistát někde v západní Kanadě.

Další kanadský tým, zvaný Canadian Arrow, vystavoval svůj prototyp rakety pro Cenu X v průběhu června na Airshow v Ontariu a na Mezinárodní letecké výstavě v Ontariu. Raketa připomíná repliku německé V2, v její horní části je však kabina pro tři pasažéry. Letová verze by měla zahájit testy koncem tohoto roku a počátkem 2002 tak, aby se pokus o získání Ceny X mohl uskutečnit v létě 2003. Tým již zahájil jednání s kanadskými úřady o získání povolení k uskutečnění startu v oblasti severní Manitoby.

O získání Ceny X dále usilují společnosti Kelly Space and Technology, Pioneer Rocketplane Inc., Scaled Composites Inc. z USA, Starchaser Industries z Anglie a další týmy z Ruska, Německa a Argentiny.

Vytvoří se kolem Země prstenec z "kosmického smetí" ?

Pokud se nefunkční družice a zbytky raket nachází ve výškách 400 – 500 km, je jisté, že díky atmosférickému brždění vstoupí tato tělesa časem do atmosféry, kde shoří.

Pro objekty nacházející se nad atmosférou je situace jiná, taková tělesa zde mohou zůstat po dlouhou dobu. Už teď se ukazuje, že se objekty, tvořící tzv. «kosmické smetí» koncentrují do prstencových oblastí ve výškách kolem 800 km a 1500 km. Třetí oblast koncentrace kosmického smetí je v okolí geostacionární dráhy. Kosmické úlomky většího průměru než 20 cm jsou registrovány a katalogizovány, takže pro kosmické aparáty nepředstavují takové nebezpečí jako úlomky menší než 20 cm. Počet registrovaných úlomků se pohybuje kolem asi 8500. Odhaduje se, že asi polovina vznikla destrukcí horních stupňů nosných raket, astronomové zaregistrovali na 150 explozí v kosmickém prostoru.

Vědecko-technický podvýbor Výboru OSN pro mírové využití kosmického prostoru se zabýval problematikou stále rostoucího znečisťování kosmického prostoru v blízkosti Země. Ve své zprávě (viz: http://www.oosa.unvienna.org/isis/pub/sdtechrep1/index.html) poukazuje podvýbor na nutnost zavést všeobecně platné standardy pro kosmické lety v tom smyslu, že by všechny nosné rakety a vypouštěné družice měly být konstruovány tak, aby po skončení funkce byl zajištěn jejich návrat do hustých vrstev atmosféry. Naneštěstí nelze v nejbližší době taková opatření zajistit, neboť by to vedlo ke zvýšení nákladů. Jelikož se však situace ve znečisťování kosmického prostoru stále zhoršuje, bude stejně nezbytné k takovým opatřením přistoupit.

Nový australský kosmodrom

Australská federální vláda se rozhodla podpořit výstavbu nového kosmodromu, který bude vybudován na australském ostrově Christmas Island ve východním Indickém oceánu. Výstavbu kosmodromu a jeho provoz bude zabezpečovat tzv. Asijské Pacifické kosmické středisko APSC (Asia Pacific Space Centre), které je mezinárodním konsorciem, kde je řada ruských partnerů jako Ruská kosmická agentura, společnost Eněrgija či Centrální specializovaná konstrukční kancelář Samara. Konsorcium APSC již v březnu tr. získalo souhlas ruské vlády s tím, že připravovaný kosmodrom bude vybaven adaptovaným a vyzkoušeným ruským vypouštěcím systémem. Odtud by měla být vypouštěna upravená ruská raketa Aurora. Jde o tří až čtyřstupňový nosič, vycházející ze známé rakety Sojuz, která má za sebou na 1650 startů. První stupeň tvoří čtyři urychlovací stupně pracující s kombinací kapalný kyslík-kerosin pohánějící motory RD-107A. Urychlovací stupně jsou zavěšeny na centrální či druhý stupeň s motorem NK-33. Nádrže centrálního stupně jsou prodlouženy tak, aby mohly nést dalších 50 000 kg KPL. Třetí stupeň, zvaný Blok-E, je osazen motorem RD-0124. Jako horní (čtvrtý) stupeň se bude používat stupeň Blok-DM, nazývaný též Korvet. Korvet nese jako KPL kombinaci kapalný kyslík-kerosin pro motor 11D58M z NPO Voroněž. Stupeň je schopen vynášet všechny známé družicové modely, které se vejdou pod aerodynamický kryt o vnějším průměru 4,1 m. V třístupňové variantě lze raketou Aurora vynášet užitečná zatížení do hmotnosti 12 000 kg na nízké oběžné dráhy se sklony mezi 10° a 110°. Ve čtyřstupňové variantě lze na GTO se sklonem 11° dopravit 4500 kg nebo 2000 kg přímo na geostacionární dráhu.

Dne 23. 5. podepsala australská vláda s Ruskou kosmickou agenturou a s konsorciem APSC dohodu, podle které přispěje Austrálie na výstavbu kosmodromu částkou 51 mil. USD. První komerční start z nového kosmodromu se plánuje na poslední čtvrtletí roku 2003.

Konkurence však má k projektu výstavby kosmodromu řadu komentářů. Projekt se zdá být finančně riskantní, neboť není jasné, zda odpovídá podmínkám trhu. Nadto je kosmodrom na dosti odlehlém místě, na skalnatém ostrově bude k tomu všemu ještě třeba vybudovat přístav. Co se týče vývoje rakety Aurora, kritizuje se (viz Air et Cosmos č. 1798) použití motorů NK-33, vyvinutých a vyrobených pro lunární raketu N1, které od té doby ležely ve skladech.

Mars

Dlouhodobé pozorování povrchu Marsu sondou Mars Global Surveyor dovoluje zjistit změny, ke kterým případně došlo na povrchových útvarech této planety. Například srovnání snímků oblasti Lycus Sulci severně od vulkánu Olympus Mons, získaných 2. 4. 1999 a 27. 4. 2001 ukázalo, že na svazích zvlněného terénu Lycus Sulci došlo k asi osmi sesuvům prachového povrchového materiálu.

Mimo to MGS mohl sledovat i globální změny počasí na této planetě. Během dne získá sonda 12 – 13 snímků velké části povrchu Marsu, vhodných k monitorování vývoje počasí každý marsovský den. Z těchto snímků lze zjistit jak zvětšování či zmenšování marsovských polárních čepiček, ale zejména vznik a vývoj prachových bouří. Ukazuje se, že prach hraje v atmosféře Marsu podobnou roli jako voda v atmosféře Země. Prach totiž absorbuje sluneční záření a tím atmosféru planety zahřívá, což vede k dalšímu rozšiřování písečných bouří.

Většina prachových bouří začíná v období, kdy je Mars nejblíže Slunci a na severní polokouli začíná podzim. Ukazuje se však, že aktivita písečných bouři je rok od roku jiná. Zatím ještě nebylo získáno natolik materiálu, aby bylo možné předpovídat vznik marsovských písečných bouří.

Zajímavé je sledování změny velikosti polárních čepiček a mechanizmus tání námrazy. Např. když na jižní polokouli Marsu končí zima a začíná jaro, námraza postupně taje (teplota začíná stoupat nad zimních -125°C) a na pozorovaných dunách v okolí čepičky jsou vidět tmavé skvrny či pruhy, které se postupně zvětšují a prorůstají jak led odchází.

Výskyt vody na Marsu je stále aktuální otázkou. Dalším nepřímým důkazem o její přítomnosti na Marsu je výskyt kuželových útvarů v bývalých lávových polích v rovníkové oblasti Marsu. Tyto kuželové útvary jsou morfologicky stejné jako útvary nalezené na Islandu, které vznikly při kontaktu horké lávy, která se přelila přes bažinatý terén. Voda pod lávou se vypařila a přetlakem vodní páry došlo k jejímu úniku skrze horké magma. Z podobnosti těchto útvarů se tedy soudí, že v době vulkanické činnosti na Marsu, tj. asi před 10 mil. léty existovala v rovníkové oblasti Marsu podpovrchová ledová vrstva tak asi do 5 m hloubky.

Jelikož se v letošním letním období přibližuje Mars ke dráze Země nejvíce od roku 1988, je zajímavé fotografovat jeho povrch i pomocí Hubbleova kosmického teleskopu HST. Například na snímku z 26. 6., kdy se Mars nacházel asi 68 mil. km od Země, lze rozlišit detaily o velikosti 16 km. Jak již bylo zmíněno, pro toto období, kdy se Mars současně přibližuje ke Slunci, je typický výskyt prachových bouří. Na získaném snímku jsou pozorovatelné bouře v oblasti severní polární čepičky, další velká bouře se nacházela nad impaktní pánví Hellas na jižní polokouli.

V roce 2003 bude vzdálenost mezi Zemí a Marsem ještě menší než letos, bude činit 56 mil. km. To je největší přiblížení od roku 1924 a do roku 2287 nebude překonané.

Dne 13. 6. vybrala NASA ze 43 návrhů v konkursu pro mise Scout na Mars 10 projektů, které se budou dále rozpracovávat. Mise typu Scout jsou menší projekty, které ale dovolí širší vědecké komunitě účastnit se tzv. Marsovského výzkumného programu (Mars Exploration Program) organizace NASA. Jde o následujících deset návrhů:

SCIM (Sample Collection for Investigation of Mars) (Prof. Laurie Leshin): Získání vzorků plynů a prachu z atmosféry Marsu pomocí aerogelu a jejich doprava na Zemi s využitím tzv. volné návratové dráhy.

Kitty Hawk (Prof. Wendy Calvin): Tři kluzáky pro výzkum stěn údolí Valles Marineris, kam nelze vyslat přistávací sondu.

Urey (Dr. J. Plescia): Určení absolutního stáří geologických materiálů (umístěno na roveru).

MACO (Mars Atmospheric Constelation Observatory) (Prof. R. Kursinski): Systém mikrodružic na oběžné dráze Marsu bude určovat třírozměrnou strukturu atmosféry a dát nový pohled na marsovskou klimatologii.

Artemis (Prof. D. Paige): Tři malé landery a mikrorovery (dva do polárních oblastí) budou zkoumat povrch Marsu s cílem objevit povrchovou a podpovrchvou vodu, organické materiály a sledování klimatu.

MEO (Mars Enviromental Observer) (Dr. M. Janssen): Vědecká družice na dráze kolem Marsu pro sledování úlohy vody, ledu, prachu a dalších materiálů v marsovské atmosféře s cílem pochopit hydrologický cyklus.

Pascal (Dr. B. Haberle): Síť 24 meteorologických stanic na povrchu Marsu bude po dva roky sledovat vlhkost, tlak a teplotu marsovské atmosféry.

Mars Scout Radar (Dr. B. Campbell): Družice Marsu s radarem se syntetickou aperturou (SAR) pro mapování povrchové morfologie a hledání podpovrchových nálezišť vody (do 5 m hloubky).

Najády (Dr. B. Grimm): Čtyři landery by měly hledat podpovrchovou vodu.

CryoScout (Dr. F. Carsey): proud horké vody vystřikovaný do ledu polárních čepiček by měl proniknout do stametrových hloubek, čímž by bylo možné měřit složení ledu a hledání případných organických látek.

"Tvář" na Marsu

Klíčovým aspektem tzv. rozšířené mise sondy Mars Global Surveyor, která byla zahájena 1.2. 2001 je možnost snímkování vybraných zajímavých míst na povrchu Marsu. Při hlavní misi se fotografování provádělo tak, že sonda snímkovala povrch přímo pod sebou. Přitom ovšem nebylo možné vyfotografovat malé povrchové objekty, které je ovšem nutné snímkovat šikmo pod určitým úhlem odklonu od kolmice vedené ze sondy k povrchu Marsu. Možnosti snímkovat šikmo byly s úspěchem zkoušeny při fotografování místa přistání Pathfinderu, sondy Viking 1 nebo povrchových útvarů v oblasti Cydonia a bylo rozhodnuto v této snímkovací technice pokračovat při rozšířené misi. V dubnu letošního roku nastala po třech létech další příležitost vyfotografovat znovu povrchový útvar v oblasti Cydonia, který na snímku, získaném sondou Viking Orbiter, připomíná svou hrou stínů lidskou tvář. Od té doby byla tato „tvář“ na Marsu předmětem nejrůznějších spekulací, například že jde o výtvor mimozemských civilizací. Díky této popularitě byl tento útvar znovu fotografován dne 8. 4. z výšky 450 km. Sonda odklonila osu kamery o 24,8°. Získaný výsledný snímek má rozlišitelnost 2 m. Útvar byl také studován laserovým výškoměrem sondy MOLA, schopným určovat výškové rozdíly 20-30 cm a majícím horizontální rozlišitelnost 150 m. Studium výškového profilu útvaru ovšem znovu potvrdilo, že tento povrchový útvar s lidskou tváří nemá nic společného.

Všeobecně se dá říci, že povrchové útvary v oblasti Cydonia jsou zajímavé z geologického hlediska, neboť tato oblast je přechodem mezi hornatou oblastí jihu Marsu s řadou kráterů a níže položenými rovinatými oblastmi severu Marsu.

Sonda Mars Odyssey

Dne 2. 7. uskutečnila sonda Mars Odyssey korekční manévr, při kterém byly její motory zažehnuty na 23 s a sonda přitom změnila svou rychlost o 0,9 m/s. V okamžiku manévru se sonda nacházela ve vzdálenosti asi 35 mil. km a pohybovala se rychlostí 27 km/s vzhledem ke Slunci. Současně technici prověřili UHF rádiový systém sondy tím, že vyslali řadu dat ze sondy, která byla přijata UHF anténou o průměru 46 m na Stanfordově Universitě v Kalifornii. Kolem 18. 6. bylo zahájeno zahřívání spektrometru gama záření a počátkem července byl otevřen kryt snímací hlavy detektoru, který začal měřit. První získané výsledky naznačují správnou funkci detektoru. Znovu byl kalibrován přístroj pro měření tepelného záření THEMIS (Thermal Emission Imaging System) tak, že čidlo přístroje bylo namířeno na hvězdu Menkent a bylo získáno několik snímků.

Galileo

Podle oznámení pracovníků JPL v Pasadeně prolétla sonda Galileo ve středu 23. 5. v 17.34 UT ve vzdálenosti asi 450 400 km nad horní hladinou Jupiterovy oblačnosti. Šlo o průlet sondy s největším přiblížením k této obří planetě sluneční soustavy. Elektronika sondy byla sice při tomto průletu opět vystavena značné radiaci, ale přestála průlet bez větších problémů. Jak se očekávalo, při průletu bylo zaznamenáno pouze chaotické chování kamery. Přesto byly v řídícím středisku v Pasadeně obavy, zda kamera bude během průletu kolem měsíce Kallisto pracovat. Ve čtvrtek 24. 5. byla kamera signálem vypnuta a později zase zapnuta. Zdá se, že tato procedura pomohla, neboť chování kamery se zlepšilo.

Sonda pak prolétla kolem měsíce Kallisto v pátek 25. 5. ve vzdálenosti 138 km. Průletem byla změněna dráha sondy tak, aby sonda počátkem srpna a v říjnu znovu prolétla v blízkosti měsíce Io a studovala detailně jeho vulkanickou činnost.

Data ze sondy Galileo, získaná průletem kolem měsíce Kallisto, byla přijímána stanicí DSN organiyace NASA u Madridu a byla vysílána do Pasadeny. Při průletu byla sonda Galileo vzdálená asi 50 světelných minut od Země.

Studium povrchu měsíce Kallisto, nesoucího stále stopy po někdejším meteorickém bombardování, podá informace o tom, jak často dopadaly na tělesa Jupiterovy soustavy komety či meteority v průbehu posledních 4 mld let. Data a snímky, získané během průletu, budou vysílány na Zemi během příštích dvou měsíců. Data z magnetometru, získaná při předchozích průletech, naznačují, že v hloubce pod povrchem Kallista by mohly být oblasti slané vody.

Cassini

V průběhu letu sondy Cassini se zjistilo, že při dodržení původního plánu vypuštění sondy Huygens do atmosféry měsíce Titan planety Saturn relativní rychlosti obou těles budou takové, že sonda Cassini nebude schopná přijímat data ze sondy Huygens, jejíž vysílací frekvence se příliš posunou v důsledku Dopplerova principu. Proto specialisté ESA změnili časový plán letu sondy. Sonda Cassini uvolní sondu Huygens až při třetím obletu planety Saturn v únoru 2005, tj. o tři měsíce později, než se původně plánovalo. Cassini se při sestupu sondy Huygens tak bude pohybovat ve vzdálenosti asi 64500 km od Titanu místo původně předpokládaných asi 1200 km. Díky této změně dráhy bude relativní rychlost sondy Cassini vzhledem k brzdící sondě Huygens menší a tudíž i frekvenční posun bude menší.

Rentgenová astronomie

Pozorování vzdálených rentgenových zdrojů pomocí dvou rentgenových observatoří Chandra a XMM-Newton přináší stále řadu informací o vlastnostech černých děr v centrech galaxií, v jejichž okolí dochází i ke vzniku nových hvězd. Například v blízkosti středu galaxie NGC 253 zjistila observatoř Chandra neobvyklou koncentraci intenzivních rentgenových zdrojů. Čtyři z nich jsou 10× až 1000× hmotnější než naše Slunce a jsou od jádra galaxie vzdáleny na 3000 světelných let. Není vyloučeno, že se tyto zdroje, což jsou vlastně černé díry, blíží ke středu galaxie, aby zde splynuly a vytvořily jednu supermasivní černou díru. Jak ovšem takové splynutí černých děr probíhá, zatím není jasné, i když existuje několik modelů tohoto procesu. Galaxie NGC 253 však není ojedinělým případem. Celá čtvrtina z 37 studovaných galaxií, zářících v rentgenové oblasti, u kterých se předpokládá jedna centrální černá díra má při bližším studiu více rentgenových zdrojů.

V blízkosti jádra naší galaxie – Mléčné dráhy – se nachází hvězdný shluk (Arches Cluster), ve které dochází ke vzniku nových hvězd. Je vzdálený od Země asi 25 000 světelných let a jeho stáří se odhaduje na 1 – 2 mil. let. Obsahuje na 150 horkých mladých hvězd. Od centrální černé díry v naší galaxii je vzdálen pouhých 100 světelných let. Observatoř Chandra objevila, že mladé hvězdy v tomto shluku, nichž některé jsou až 20 hmotnější než naše Slunce, jsou obklopeny oblakem plynu o teplotě až 60 mil. stupňů, který též vyzařuje rentgenové záření. Jde o kolizi expandujících plynových obálek několika mladých hvězd.

Podobně září v rentgenovém spektru i mladá planetární mlhovina NGC 7027 ve vzdálenosti asi 3000 světelných let od Země. Jde o „bublinu“ plynu o teplotě asi 3 mil. °C a o rozměrech asi 100× větších než je naše sluneční soustava. NGC 7027 je pozůstatkem hvězdy, která při explozi přišla o většinu své hmoty. Rychleji letící plyn vzniklý explozí jádra hvězdy dohání pomalu letící plyn, uvolněný hvězdou, když se nacházela ve stádiu rudého obra. Při kolizi pak dochází k ohřátí plynného materiálu, který pak září v rentgenovém spektru. Podle dat, získaných observatoří Chandra se v NGC 7027 nachází helium, uhlík, dusík, hořčík a křemík. Tato data odpovídají současným představám, že planetární mlhoviny zásobují meziplanetární prostor prvky, těžšími než vodík a hélium, které vznikly při jaderných reakcích v průběhu vývoje hvězd.

V galaxii v souhvězdí Circinus (Kružítko) vzdálené asi 13 mil. světelných let od Země objevila observatoř Chandra periodický zdroj rentgenového záření s periodou změny intenzity záření 7,5 hod. Jde o zajímavý rentgenový zdroj, tvořený černou dírou asi 50× hmotnější než naše Slunce. Tato černá díra je obklopena prstencem plynného materiálu, který je zahříván zářením z okolí černé díry. Periodicita rentgenového záření odráží dynamiku plynného materiálu v okolí černé díry.

Ultrafialový teleskop na observatoři XMM-Newton získal zajímavé snímky spirální galaxie M81 (NGC 3031) v souhvězdí Velké Medvědice asi 12 mil. světelných let od Země. Nejintenzivněji opět září oblasti s vysokou teplotou, ve kterých dochází ke vzniku nových hvězd. Tyto oblasti jsou zejména ve spirálních ramenech. Vznik nových hvězd a spirálních ramen M81 je podle předpokladu astronomů z Mullardovy laboratoře kosmických nauk na londýnské University College důsledkem srážky s blízkou galaxií M82. Naopak centrální část galaxie M81 je chladnější, neboť obsahuje starší hvězdy. Ovšem střed galaxie opět intenzivně září, jak tam dochází k pohlcování plynu centrální černou dírou. Zmíněná pozorování černých děr v centrech galaxií přispívají k pochopení jejich chování a vlastností a také ke studiu vytváření nových hvězd v jejich okolí.

Ke studiu tvorby nových hvězd ve vzdálených galaxiích přispívá i sledování záblesků gama-záření GRB (Gamma Ray Burst), které zřejmě vychází z těch částí galaxií, kde probíhá tvorba nových hvězd. Záblesk gama-záření, pozorovaný 3. 7. 1998 (nese proto označení GRB 980703) byl lokalizován do galaxie, vzdálené 7 mld světelných let. Tato galaxie byla od té doby sledována i systémem rádioteleskopů VLA (Very Large Array) v Soccoro v Novém Mexiku, neboť v současné době již září jen na rádiových frekvencích. Dlouhodobé studium umožnilo vytvořit závěr, že k záblesku gama-záření došlo v blízkosti středu galaxie právě v oblasti tvoření hvězd. Poznamenejme, že GRB byly objeveny v roce 1967 družicemi, určenými pro monitorování zákazu zkoušek jaderných zbraní v atmosféře. Zhruba 30 let nebylo jasné, zda k GRB dochází v naší galaxii či jinde. Teprve v roce 1997 bylo zjištěno, že k těmto zábleskům dochází ve velmi vzdálených galaxiích. Porovnání oblastí formování hvězd ve vzdálených galaxiích s podobnými oblastmi v nám bližších galaxiích může určit závislost počtu vzniku nových hvězd v závislosti na vzdálenostech a tudíž i čase a tak lze určovat, jak se počet vznikajících hvězd měnil v průběhu historie Vesmíru.

(lek)

Další použité zdroje:

Air et Cosmos (2001) č. 1793 – 1799.

Internetové bulletiny:

www.spacefligthnow.com (7.5., 12.5., 15.5., 16.5., 21.5., 23.5., 24.5., 25.5., 4.6., 6.6., 10.6., 13.6., 14.6., 18.6., 19.6., 20.6., 25.6., 28.6., 5.7., 8.7.).

www.space.com (4.5., 17.5., 20.6., 22.6., 23.6., 27.6., 5.7.).

NASA News 01-93, 01-98, 01-102, 01-110, 01-113.

Publikováno v časopise Letectví a Kosmonautika 77 (2001) č. 15 - 16, s. 1054 - 1058.


Na MEK byl tento článek publikován se svolením autora.

Aktualizováno: 20.10.2002

[ 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.