Obsah > Aktuality > Kosmonautické zajímavosti - nepilotované lety > 3. čtvrtletí 2003

KOSMONAUTICKÉ ZAJÍMAVOSTI – NEPILOTOVANÉ MISE

(3. čtvrtletí 2003)

Orbitální kosmoplán

Společnost Boeing obdržela od organizace NASA dalších 45 mil. USD na pokračování prací v rámci tzv. definiční fáze orbitálního kosmoplánu OSP. Kontrakt, udělený v rámci kosmické iniciativy SLI, umožní firmě Boeing pracovat na koncepčních studiích OSP dalších 16 měsíců.

Kosmoplán by měl sloužit jednak k dopravě posádky na Mezinárodní kosmickou stanici ISS a dále jako záchranná loď pro posádku v případě nouze. Podle návrhů společnosti Boeing by byl schopen nést posádku o 4 – 6 osobách a bude na oběžnou dráhu vynášen jednorázově použitelnými nosiči. Při přípravách návrhu projektu kosmoplánu využije společnost Boeing demonstrátor X-37, který vyvíjí ve svých výzkumných a vývojových dílnách Phantom Works. Boeing připravuje dvě varianty tohoto demonstrátoru. Pro aerodynamické zkoušky v atmosféře je připravována tzv. atmosférická verze demonstrátoru (Approach and Landing Test Vehicle). V průběhu léta byla tato atmosférická verze podrobena v Marshallově kosmickém středisku NASA v Huntsville strukturálním zkouškám, kdy na jednotlivé části demonstrátoru byla aplikována vnější napětí, simulující předpokládaná aerodynamická napětí v různých fázích letu. Po vyhodnocení bude demonstrátor vrácen do továrny v Palmdale a připravován k letovým zkouškám, které by měly být zahájeny v roce 2004.

Orbitální demonstrátor X-37 pak bude zkoušet na 40 různých pokročilých technologií, které by měly usnadnit a zlevnit kosmický transport (viz L+K 79 (2003) č. 3, s. 175 a č. 11, s. 700). Jeho letové zkoušky se plánují na rok 2006. Ovšem ještě před letem tohoto orbitálního demonstrátoru by se měla vyzkoušet technologie automatického setkání kosmických objektů pomocí demonstrátoru DART (Demonstration for Autonomous Rendesvous Technology), který připravuje firma OSP. Demonstrátor DART by mohl být na oběžnou dráhu vynesen raketou Pegasus již v roce 2004 a pak by automaticky manévroval tak, aby se spojil s cílovou družicí.

I když NASA ve svém zadání požadavků na OSP nespecifikovala, zda má jít o okřídlené těleso nebo návratová kabina typu Apollo, vytvořily se v USA v podstatě dvě skupiny zastánců toho či onoho typu OSP. Koncem července se ve Washingtonu konalo diskusní fórum, kde měli zastánci obou koncepcí možnost vzájemně diskutovat a přednést své argumenty. Zastánci návratové kabiny argumentují tím, že je výhodnější z hlediska možnosti záchrany posádky při případném nezdařeném startu, může přistát kdekoliv a kdykoliv, její koncepce je jednoduchá. Pro její start by bylo možné využít stávajících raket typu Atlas 5 či Delta 4 a současných zařízení na mysu Canaveral. Její vývoj by netrval dlouho a i náklady na její realizaci by byly nízké. Realizace OSP ve formě návratové kabiny by byla možná již v průběhu roku 2007. Naopak zastánci okřídleného OSP se domnívají že volba návratové kabiny je technologickým krokem zpět a podporují vývoj potenciálně komplexnějšího ale přirozeně i dražšího okřídleného kosmoplánu. Řada zastánců okřídleného návratového prostředku též uvažuje o tom, že by takový kosmoplán plnil nejen řadu budoucích misí NASA, které zatím zajišťoval raketoplán, ale i vojenské mise USAF. Nadto, i kdyby zpočátku byl okřídlený kosmoplán vynášen nějakou klasickou raketou na jedno použití, byl by schopen dalšího potenciálního vývoje budoucího dvoustupňového vícenásobně použitelného kosmického dopravního systému, o kterém uvažovala i kosmická iniciativa SLI (Space Launch Initiative) organizace NASA.

Zatím je ale na definitivní úvahy o formě OSP brzy, neboť NASA rozhodne o konečném návrhu OSP asi za rok. Přesto zástupce generálního ředitele NASA F. D. Gregory dne 17. 7. znovu novinářům opakoval, že název OSP neimplikuje, že konečný návrh bude okřídlené těleso a že bude dán důraz na vyzrálé a vyzkoušené technologie. Někteří novináři z toho usuzují, že dá NASA asi přednost návratové kabině. Ať již bude rozhodnutí o OSP jakékoliv, ovlivní to americkou kosmickou dopravu na nejbližších 20 let. Projekt OSP se zatím nachází ve stádiu tzv. 1. úrovně vyhodnocování konstrukčních požadavků na jeho bezpečnost, spolehlivost a ekonomičnost. V listopadu 2003 bude provedeno další detailní vyhodnocení projektu a očekává se, že bude pro tři týmy vypsán požadavek na konstrukční návrh OSP. Až v roce 2004 se očekává rozhodnutí vyvinout OSP ve skutečné velikosti. Aktuální situaci stavu projektu OSP lze průběžně sledovat na internetové adrese http://www.ospnews.com/ .

Boeing – problémy v oblasti nosičů i družic

Dne 15. 7. oznámila společnost Boeing, že bude muset využít asi 1,1 mld. USD ze svých celkových zisků ve 2. čtvrtletí tr. k pokrytí ztrát v oblasti svého kosmického oddělení Launch and Orbital Systems, která se zabývá výrobou nosných raket, a družicové divize Boeing Satellite Systems. Oddělení Launch and Orbital Systems si k pokrytí svých ztrát vyžádá celkem 835 mil. USD. Tyto ztráty vznikly špatným odhadem prodejnosti nové rakety Delta 4 a v důsledku některých technologických problémů při jejím vývoji. Společnost Boeing předpokládala, že poptávka z civilního sektoru bude asi stejně velká jako jsou státní zakázky, což mělo snížit výrobní náklady. V současné době je poptávka po vypouštění družic menší, než se odhadovalo před asi 10 lety a trh raketových nosičů začíná být přesycen. Proto se společnosti Boeing nedaří prodávat celkem dražší raketu Delta 4 na civilním trhu nosičů (cena rakety Delta 4 Medium bez návěsných urychlovacích stupňů na 1. stupni je asi 90 mil. USD). Dále měla společnost vyšší náklady na výstavbu druhého startovního komplexu raket Delta 4 na Vandenberg AFB na západním pobřeží USA a také vývoj nového motoru RS-68. Proto společnost Boeing předpokládá v následujících asi pěti letech vyšší výrobní náklady raket Delta 4, se kterými nemůže v současnosti konkurovat na civilním trhu raketových nosičů. V tomto období se tedy neočekává velký odbyt raket Delta 4 v civilním sektoru. Proto se společnost Boeing rozhodla soustředit se zatím na vládní zakázky pro raketu Delta 4. Za této situace je tedy dobrou zprávou alespoň to, že i třetí start rakety Delta 4 M s geostacionární telekomunikační družicí DSCS 3-B6 Vojenského letectva USA byl úspěšný. Cena družice činí asi 230 mil. USD.

Společnost Boeing má též problémy nalézt zákazníky pro raketu Delta 3. Je to dáno tím, že se raketa Delta 3 neuvedla dobře, neboť teprve při třetím startu v srpnu 2000 vynesla na oběžnou dráhu jen maketu družice a první dva starty skončily neúspěchem (L+K 76 (2000) č. 23, s. 1560). Organizace NOAA přesunula všechny objednané starty svých družic z rakety Delta 3 na raketu Delta 4, i když za to zaplatí dalších 60 mil. USD navíc. Společnost New ICO Global Communications, která si objednala u společnosti Boeing jak výrobu družic, tak jejich vynesení raketami Delta 3, zatím přehodnocuje své obchodní záměry. Není tedy jisté, zda raketa Delta 3 ještě někdy vzlétne. Kdyby taková situace nastala, představitelé společnosti Boeing předpokládají, že by šlo části již vyrobených raket Delta 3 využít v raketách Delta 2 Heavy a Delta 4.

Ovšem ani v oblasti státních zakázek nemá Boeing situaci jednoduchou. Od února tr. začalo Letectvo USA vyšetřovat okolnosti prvního kontraktu v rámci programu pokročilého jednorázově použitelného raketového nosiče EELV (Evolved Expendable Launch Vehicle), kdy se společnosti Boeing podařilo získat celkem 19 misí pro svou raketu Delta 4, zatímco její konkurent, firma Lockheed Martin, pro raketu Atlas 5 jen 7. Společnost Boeing nadto získala i možnost výstavby druhého startovního komplexu na Vandenberg AFB. Vyšetřování USAF ukázalo, že v roce 1998, kdy probíhala první jednání o zakázkách a cenových nabídkách, získali tři zaměstnanci společnosti Boeing na 25 000 stránek dokumentace společnosti Lockheed Martin, ze kterých bylo celkem jasné, jaká je cenová strategie společnosti Lockheed Martin ohledně raket Atlas 5. Jedním z těchto zaměstnanců byl i Kenneth Branch, který původně pracoval pro Lockheed Martin a v roce 1997 přešel do firmy Boeing. Firma Lockheed Martin oznámila v březnu 2002 Letectvu USA, že Boeing získala značné množství dokumentů a iniciovala tak vyšetřování. Závěr vyšetřování, oznámený 24. 7., konstatuje, že se společnost Boeing dopustila porušení federálních zákonů, neboť její zaměstnanci vytvořili nerovné podmínky soutěže o vládní zakázky. USAF se proto rozhodlo, že původní rozdělení zakázek bude přerozděleno tak, že 19 zakázek na starty rakety Delta 4 bude společnosti Boeing sníženo na 12 a tak se zakázky firmy Lockheed Martin zvýší ze 7 na 14. Kromě toho USAF povolí, aby firma Lockheed Martin přestavěla na Vandenberg AFB současný Startovní komplex č. 3, konfigurovaný zatím pro starty raket Atlas 2AS, i pro větší raketu Atlas 5. Kromě toho byla společnost Boeing vyřazena z dalšího kola soutěže o zakázky USAF. Tři další zakázky tak získala firma Lockheed Martin. Předseda společnosti Boeing Phil Condit vyjádřil pochopení nad postojem USAF s tím, že neetické chování nesmí být tolerováno a vyjádřil Letectvu USA omluvu společnosti Boeing. “Všichni zaměstnanci společnosti Boeing budou o stanovisku USAF informováni a budou učiněna opatření, aby se v budoucnu takové neetické jednání neopakovalo a aby tak společnost Boeing nemusela již nikdy čelit podobné kritice” je výňatek z prohlášení společnosti Boeing. Jedním z opatření společnosti Boeing byla i žádost o nezávislé prověření postupů společnosti Boeing při jiných výběrových řízeních. Tohoto prověřování by se měl ujmout bývalý senátor Warren Rudman. Společnost Boeing si od vyjádření této komise slibuje, že by mohla být zařazena do soutěže v rámci třetí vlny zakázek USAF již na podzim tr., kdy půjde o rozdělení 15 – 20 startů.

Zbývajících 265 mil. USD ze zmíněné sumy 1,1 mld. USD investuje společnost Boeing do své sekce na výrobu družic Boeing Satellite Systems. Část opět pokryje ztráty vyšších výrobních nákladů, které vznikly v důsledku fixních smluvních cen na dodávky družic a část na řešení některých technických problémů. První řada velkých modelů Boeing 702 měla problémy s koncentrátory světla na sluneční články, které se neosvědčily a vedly k poklesu elektrického příkonu s dobou funkce družic. U připravovaných vojenských telekomunikačních družic programu Wideband Gapfiller, odvozených z modelu Boeing 702, zase vznikají problémy s kontaminací elektroniky a s jejich anténami. První družice tohoto typu by měla být připravena ke startu na raketě Delta 4 původně v červnu 2005, ale již nyní se předpokládá minimálně desetiměsíční zpoždění.

Starší série Boeing 601 měla zase problémy s palubní elektronikou, která způsobila předčasný výpadek funkce některých družic. Aby nebyl všemu konec, v pondělí 14. 7. oznámila společnost PanAmSat, že u družic PAS-6B a Galaxy 4R, odvozených z modelů Boeing 601HP vysadily jejich xenonové iontové manévrovací motory, které měly sloužit pro udržování polohy družic na geostacionární dráze. Družice sice mají klasické chemické manévrovací motory, ale zásoba pohonných látek jim dovolí pracovat jen několik let. Je ovšem třeba říci, že poslední dvě družice byly vyrobeny ještě společností Hughes před odkoupením její družicové divize společností Boeing.

Vývoj nových chemických raketových motorů

V rámci kosmické iniciativy SLI vývoje vícenásobně použitelného raketového nosiče zadala organizace NASA vývoj nových chemických raketových motorů. Takové motory budou alternativou vícenásobně použitelného raketového motoru SSME kosmického raketoplánu pracujícího s kapalným kyslíkem a vodíkem. Jeden takový motor, zatím označovaný jako RS-84, vyvíjí sekce Rocketdyne společnosti Boeing ve svém vývojovém centru v Canoga Park v Kalifornii. Koncepce motoru RS-84 je založena na využívání kerosenu (leteckého petroleje) jako paliva, což je v jistém smyslu návrat k motorům typu F-1 používaným na raketě Saturn 5. Použití kerosenu má řadu výhod: snadnější zacházení ve srovnání s kryogenními KPL neboť není třeba izolací nádrží, ventilů a potrubí, což vše snižuje hmotnost rakety a také zde hraje úlohu jeho nižší cena.

Motor F-1 však byl motorem 1. generace, zatímco RS-84 bude motorem 2. generace s tzv. uzavřeným cyklem. Při uzavřeném cyklu je část KPL spalována v plynovém generátoru a této energie se využívá k pohonu turbočerpadel. Vzniklé plyny se však vrací do hlavní spalovací komory motoru a využijí se k pohonu. Dalším rozdílem oproti F-1 je skutečnost, že motor RS-84 bude vysokotlaký, čímž se bude podobat některým ruským raketovým motorům, při jejichž vývoji se také dalo přednost vysokému tlaku při hoření KPL ve spalovací komoře. RS-84 bude pracovat při tlaku 18 MPa, zatímco F-1 pracoval při tlaku 6,6 MPa. Motor RS-84 tak bude v porovnání s F-1 menší, ale jeho tah dosáhne 5,5 MN (což je asi o 1,5 MN méně než měl motor F-1). Nevýhoda použití kerosenu jako paliva je jeho menší schopnost chladit spalovací komoru motoru (na rozdíl např. od kapalného vodíku) a kromě toho při vyšších teplotách na horkých plochách vytváří dehtové usazeniny. Aby se tedy obešel problém dehtových usazenin například na lopatkách turbočerpadel, bude se kerosen v plynovém generátoru spalovat v ohřátém kyslíkovém plynu. Aby dehtové usazeniny neucpávaly chladící soustavu spalovací komory a trysky, chladící trubice kolem komory a trysky nebudou spirálovité ale budou rovnoběžné s osou komory a trysky. Nadto budou členěny do nezávisle chlazených sekcí. Velikost sekcí bude taková, aby kerosen nebyl dlouho vystaven vysokým teplotám a aby se tak zabránilo tvoření usazenin. Nadto bude malé množství kerosenu vstřikováno přímo do spalovací komory tak, aby se podél její stěny vytvářel film paliva, opět snižující teplotu stěny komory.

V červenci proběhla předběžná oponentura konstrukčního návrhu motoru RS-84, jejímž úkolem bylo zjistit, zda návrh motoru splňuje cíle programu “Technologií nosných prostředků nové generace”, tj. spolehlivost, snížení nákladů a bezpečnost. Projektový management motoru RS-84 ze strany organizace NASA zajišťuje Marshallovo středisko kosmických letů.

Firma Pratt & Whitney Space Propulsion, která se již řadu let zabývá kryogenními raketovými motory, se ve spolupráci s ruskými a japonskými partnery pustila do vývoje nového kryogenního motoru na jedno použití, vhodného pro horní stupně raket. Její motor RL-60 by měl dosáhnout tahu kolem 300 kN a specifického impulsu 4650 kNs/kg. Motor RL-60 navazuje na současně používané motory RL-10B-2 na horních stupních raket Delta 4, které mají tah kolem 110 kN. Turbočerpadlo na kapalný vodík vyrobila pro motor RL-60 japonská společnost Ishikawajima-Harima Heavy Industries. Je poháněno dvoustupňovou axiální turbínou s keramickými kuličkovými ložisky. První zkouška kompletního motoru RL-60 na zkušebním stavu se měla uskutečnit v průběhu září.

Firma Aerojet uskutečnila koncem září první horký test nového vstřikovače (injektoru) určeného pro budoucí vícenásobně použitelný raketový motor, který firma vyvíjí pro účely USAF. Motor s uzavřeným cyklem pracuje s 98% H2O2 a kerosenem. Nadto se k pohonu turbočerpadel používá produktů katalyzátorového rozkladu H2O2. Tyto produkty se spolu s kerosenem a H2O2 vstřikují do spalovací komory právě zkoušeným vstřikovačem. Při tomto a dalších testech budou zkoušeny operační vlastnosti vstřikovače, zejména možnost regulace množství vstřikovaného paliva což se promítá do možnosti regulovatelnosti tahu motoru. Při zkoušce byl vstřikovač namontován do zkušební spalovací komory. Budoucí motor, tzv. vícenásobně použitelný raketový motor ARRE (Advanced Reusable Rocket Engine), bude mít spalovací komoru chlazenou H2O2 (to dovolí vyhnout se problémům s chlazením pomocí kerosenu, zmiňovaným u motoru RS-84).

Organizace NASA věnovala značnou pozornost vývoji raketových motorů s centrálním tělesem (aerospike engine) v rámci projektu X-33. Po jeho ukončení byly skončeny i zkoušky těchto motorů na zkušebních stavech. Přesto se specialisté na raketový pohon shodují v tom, že raketové motory s centrálním tělesem mají potenciální výkonnostní výhody ve srovnání s klasickými raketovými motory s klasickou tryskou. Z těchto důvodů se problematikou výzkumu konstrukce motoru s centrálním tělesem zabývají na California State University. Zde ovšem mají ještě i pedagogické důvody, neboť zde chtějí, aby studenti získali v této oblasti i praktické zkušenosti. V budoucnu se z nich stanou aerokosmičtí inženýři, kteří se třeba budou zabývat vývojem budoucích pokročilých nosných kosmických prostředků.

Dne 21. 6. uskutečnil univerzitní tým na zkušebním stavu v poušti Mojave úspěšnou statickou zkoušku svého motoru. Prstencový motor s válcovým centrálním tělesem chráněným ablativní tepelnou izolací pracoval s kombinací kapalný kyslík + etylalkohol a vyvinul tah kolem 5 kN. Univerzita ve spolupráci se společností Garvey Spacecraft Corporation vyvinula nosný prostředek Prospector 2, který byl v minulosti již využíván ke zkušebním aplikacím. Do tohoto prostředku bude vyvíjený motor s centrálním tělesem zabudován a využit k letovým zkouškám.

Nakonec se ještě zmíníme o přípravách licenční výroby ruského motoru RD-180 v USA. V rámci partnerství mezi společností Pratt & Whitney Space Propulsion a ruskou firmou NPO Eněrgomaš bylo do USA dodáno na 100 000 dokumentů, které představují data, potřebná k tomu, aby firma Pratt & Whitney mohla sama v licenci produkovat motory RD-180 používané na prvním stupni rakety Atlas 5. Tato data budou nejprve přeložena, vyhodnocena a pak se přikročí k přípravám na zkušební výrobu dílů motoru. V současné době je RD-180 jediným motorem poháněným kombinací kapalný kyslík – kerosen, který je v USA používán.

Replika první Goddardovy rakety na KPL

Tým inženýrů z Marshallova kosmického letového střediska se rozhodl postavit funkční repliku první rakety s kapalinovým raketovým motorem, kterou vyvinul raketový pionýr Prof. Robert H. Goddard a která poprvé vzlétla 26. 3. 1926. Asi 3 m vysoká raketa tehdy vzlétla do výšky kolem 12,5 m a let trval 2,5 s. Na první pohled by se zdálo, že to nebude problém, ale ukázalo se, že se nezachovaly žádné konstrukční plány rakety. Pracovníci Marshallova střediska se museli spoléhat na historické fotografie a poznámky. Při konstrukci používali stejných konstrukčních materiálů a pochopitelně zachovali i stejnou kombinaci pohonných látek jako Goddard, tj. kapalný kyslík a benzín. Při vytváření repliky naráželi na stejné problémy, jaké musel překonávat sám Goddard před 77 lety, což ve svých důsledcích přineslo i neznámé informace z historie počátků kosmonautiky. Vytvoření repliky má též pedagogický význam, neboť bude využita pro budoucí studenty specializující se na kapalinové raketové motory. Kromě funkční repliky byla postavena i nefunkční maketa pro výstavní účely.

Elektrické iontové motory pro kosmické aplikace

Laboratoř tryskového pohonu JPL (Jet Propulsion Laboratory) organizace NASA udělila společnosti Boeing kontrakt na dodání elektrického pohonného systému pro sondu Dawn. Tato sonda by měla v květnu 2006 vzlétnout na dráhu k asteroidům Vesta a Ceres. Elektrický pohon bude primárním pohonem této sondy. Sonda Dawn bude vybavena třemi xenonovými iontovými motory, identickými s motorem, použitým na sondě Deep Space 1. Tento motor umožnil sondě Deep Space 1 dolétnout ke kometě Borelly. Identický záložní iontový motor byl zkoušen v JPL v období od 5. 10. 1998 do 26. 6. 2003, kdy pracoval celkem 30 352 hodin a přitom spotřeboval na 235 kg xenonu. Iontové motory sondy Dawn by měly pracovat jen 19 000 hodin se spotřebou 150 kg xenonu na motor.

Další kontrakt, který získala společnost Boeing od NASA se týká vývoje elektrického pohonu pro Orbiter kolem Jupiterových ledových měsíců JIMO (Jupiter Icy Moons Orbiter), což by měla být první mise NASA v rámci programu Prometheus. Podotkněme, že program Prometheus má za cíl vyvinout nové technologie pro efektivní výzkum kosmického prostoru. Kontrakt v hodnotě 6 mil. USD vyústí ve studii návrhu nukleárního reaktoru, systému přeměny energie a elektrického pohonu pro sondu JIMO. Nukleární reaktor bude dodávat energii jak pro pohon, tak pro zabezpečení vědeckého výzkumu. To dovolí navrhovat i takové letové plány, které budou nezávislé na polohách planet, dosud využívaných k urychlování sond. Bude tedy možné během jedné mise navštívit více kosmických objektů. Dostatek energie na palubě sondy přispěje dále ke zvýšení kapacity získání a přenosu digitálních fotografií a vědeckých dat a vybavení sondy přístroji typu radaru pronikajícího ledovým krunýřem, laserové spektroskopy či penetrátory, vystřelované elektromagnetickým kanónem. Se startem sondy JIMO se počítá po roce 2011.

Atlas 5

Při dvou prvních úspěšných startech nové rakety Atlas 5, uskutečněných v posledním roce, bylo použito základní dvoustupňové varianty rakety Atlas 5 bez urychlovacích stupňů na prvním stupni a s aerodynamickým krytem o průměru 4 m, tzv. série 400 rakety Atlas 5 (L+K 78 (2002) č. 22, s. 1492). Se zájmem se tedy očekávalo, zda bude stejně úspěšná i výkonnější varianta Atlas 5/521, první ze série 500. Ta je zejména charakterizovaná mohutným aerodynamickým krytem o průměru 5 m (vnější průměr 5,4 m) švýcarské společnosti Contraves Space. Tato společnost se specializuje na výrobu aerodynamických krytů pro rakety Ariane a Titan. Při prvním startu Atlasu 5/521 bylo použito tzv. “krátkého” aerodynamického krytu o délce asi 21 m. Vzhledem k průměru aerodynamického krytu se konstruktéři rozhodli překrýt tímto krytem i stupeň Centaur, který má průměr 3 m a délku 11,7 m. Vzhledem k rozdílu průměrů stupně Centaur a aerodynamického krytu je aerodynamický kryt připojen k prvnímu stupni kuželovým adapterem a pro zajištění strukturní pevnosti krytu je k horní části stupně Centaur připojen hliníkový prstenec spojující stupeň s vnitřní stěnou aerodynamického krytu. Tento prstenec slouží k vnitřnímu vyztužení aerodynamického krytu a po odhození aerodynamického krytu se rozdělí na dvě části a je též odhozen. Aerodynamický kryt z lehkých kompozitů má hmotnost asi 3500 kg. Pro objemnější užitečná zatížení je možné použít i tzv. “střední” aerodynamický kryt o délce 23,4 m a hmotnosti kolem 4040 kg.

Verze 521 dále používá ještě dvou urychlovacích stupňů firmy Aerojet délky 20,1 m a průměru 1,6 m. Tyto motory mají spalovací komoru délky 19,2 m z uhlíkového kompozitu do které se odlévá tuhá pohonná látka v jednom zrnu. Na spalovací komoru je nasazena tryska z fenolových pryskyřic. Přední část urychlovacího stupně má aerodynamické zakončení z uhlíkového kompozitu, lepeného epoxidovou pryskyřicí. Celková hmotnost urychlovacího stupně je asi 46 000 kg.

Start rakety Atlas 5/521 se uskutečnil 17. 7. Asi 10 hodin před startem byla raketa s telekomunikační družicí Rainbow 1 vyvezena z montážní haly ve vertikální poloze na kolejovém dopravníku až na startovní rampu komplexu 41 na Cape Canaveral Air Force Station. Start se uskutečnil ve 23.45 UT zážehem motoru prvního stupně RD-180, po kterém byly zažehnuty motory obou urychlovacích stupňů. Díky urychlovacím stupňům minula raketa vrchol startovní věže za 7 s, tj. asi 2× rychleji než předchozí rakety Atlas 5 série 400 bez urychlovacích stupňů. V T+45 s překonávala raketa maximální dynamické zatížení v důsledku aerodynamického odporu a motor RD-180 byl seškrcen na 72%. Oba urychlovací stupně vyhořely za 90 s, ale jejich odhození bylo o 36 s zpožděno do okamžiku, kdy se již raketa pohybovala v režimu nižšího aerodynamického zatížení. Jejich odhození sledovala kamera, umístěná na boku prvního stupně rakety. Oba odhozené motory dopadly do Atlantského oceánu, kam pro ně byla vyslána loď Liberty Star, která z moře loví urychlovací stupně SRB raketoplánu. Odhozené urychlovací stupně s kompozitní spalovací komorou nejsou konstruovány tak, aby bez poškození přestály dopad na hladinu moře, ale společnost Lockheed Martin a organizace NASA doufaly, že se podaří vylovit alespoň jejich části nebo části trysky k poletové inspekci. Nakonec se podařilo nalézt jen aerodynamický kryt z jednoho urychlovacího stupně. Po odhození urychlovacích stupňů raketu poháněl pouze motor prvního stupně RD-180. V T+4 min. byl odhozen aerodynamický kryt, který se rozdělil na dvě části. Tuto operaci opět sledovala kamera na boku prvního stupně. V T+4 min. 45 s skončil práci první stupeň a oddělil se. Zážeh motoru RL-10 stupně Centaur v T+5 min sledovaly tři kamery umístěné na prvním stupni a na stupni Centaur. Motor stupně Centaur přestal pracovat v T+15 min 42 s a stupeň se i s družicí Rainbow 1 nacházel na parkovací dráze o výšce 167 – 4166 km se sklonem 27,1° k rovníku. Druhý zážeh motoru Centaur v celkové délce 3 min 52 s se uskutečnil v T+93 min 45 s a v T+100 min 26 s se od stupně Centaur oddělila družice Rainbow 1, která se tak nacházela na dráze přechodové ke geostacionární o výšce 3790 – 35 845 km se sklonem 17,5°.

Úspěšný start rakety Atlas 5 první série 500 je dobrým znamením pro společnost Lockheed Martin a patrně ovlivnil i rozhodnutí organizace NASA, která dne 23. 7. oznámila, že vybrala raketu Atlas 5/551 jako nosiče pro svou sondu New Horizonts k binárnímu planetárnímu systému Pluto - Charon. Sonda New Horizonts by měla odstartovat v lednu 2006 a po urychlení průletem kolem Jupiteru dorazit k Plutu a Charonu v roce 2015. Sonda New Horizonts by zde po dobu 6 měsíců měla studovat povrch, atmosféry a okolí planet Pluto a Charon zejména pomocí snímkování ve viditelné, infračervené a ultrafialové oblasti spektra (viz L+K 79 (2003) č. 14, s. 927). Po opuštění soustavy Pluto – Charon bude sonda pokračovat dále do Kuiperova pásu, aby zde studovala případné další objekty. Za vypuštění sondy New Horizonts zaplatí NASA společnosti Lockheed Martin asi 145 mil. USD.

Zkoušky letounu SpaceShipOne

V poušti Mojave pokračují zkoušky letounu SpaceShipOne konstruktéra Burta Rutana, se kterým chce jeho společnost Scaled Composites soutěžit o Cenu X. Dne 7. 8. vystoupalo nosné letadlo White Knight do výšky kolem 14 km, kde se odpoutal letoun SpaceShipOne. Odpoutání i další klouzavý let proběhly bez potíží, letový profil odpovídal výsledkům, získaným počítačovými simulacemi. Druhý klouzavý let byl zkoušen 27. 8. Při prvním pokusu o klouzavý let bylo odpoutání letounu SpaceShipOne zrušeno pro poruchu navigační jednotky GPS v avionice letounu. Proto nosič White Knight přistál s připoutaným letounem SpaceShipOne na letišti v Mojave. Po opravě GPS jednotky se pokus opakoval. Po odpoutání opět ve výšce 14 km se zkoušela návratová konfigurace letounu. Letoun do ní přešel asi ve výšce 13 km, přitom se jeho výškovky a odtokové hrany křídel nastavily do téměř vertikální pozice. K hladkému přistání letounu SpaceShipOne došlo10,5 min po odpoutání od nosného letounu. Třetí zkouška klouzavého letu letounu SpaceShipOne se uskutečnila 23. 9. Stejně jako u předchozích dvou zkoušek seděl za řízením letounu SpaceShipOne zkušební pilot Mike Melvill. Cílem zkoušky bylo ověřování stability letounu v počáteční fázi volného pádu, měření dynamických napětí na konstrukci letounu po jeho oddělení a jeho manévrovací schopnosti. Kromě toho se testovaly podvozkové dveře, jejich těsnost ve velkých výškách a zdokonalený systém vysunování podvozku.

Zkouška začala odpoutáním letounu od nosiče White Knight stejně jako u předchozích pokusů ve výšce 14 km, ale v počáteční fázi klesání došlo k neočekávané nestabilitě, kdy se nos letounu začal zvedat a tak se zhoršily aerodynamické charakteristiky sestupu oproti počítačovým simulacím. Není tedy vyloučená dodatečná konstrukční úprava letounu SpaceShipOne.

Současně se zkouškami v klouzavém letu probíhají i zkoušky hybridního raketového motoru jehož palivem je kaučuk (polybutadien HTPB s polymerními řetězci zakončenými OH skupinou) a okysličovadlem, kterým je snadno dostupný a levnější N2O (známý též jako “rajský plyn”). Společnost Scaled Composites vyvíjí již od roku 2001 hlavní komponenty motoru, tj. nádrž na okysličovadlo a spalovací komoru s tryskou, vyrobené z kompozitního materiálu. Další komponenty motoru, jako jsou ventily, vstřikovač okysličovadla do spalovací komory, tepelná izolace, zažehovací systém, palivo a kontrolní systém motoru, vyvíjely dvě soutěžící firmy Environmental Aeroscience Corporation (eAc) a SpaceDev. N2O proudí z nádrže do spalovací komory pod dostatečným tlakem a proto není potřeba k jeho dopravě turbočerpadla. V případě náhodného styku s palivem nereaguje a tak nedojde k nepředvídanému zážehu motoru, což přispívá k jeho bezpečnosti. Okysličovadlo N2O se rozkládá až při teplotě 296°C a tak se motor zažehuje nejprve zahřátím povrchu paliva, který bude ohořívat a pak vstřikem okysličovadla. Produkty hoření jsou ekologické, neboť jde o vodní páru, kysličník uhličitý či dusík. Pro ovládání motoru bude mít pilot dva spínače. První je bezpečnostní pojistka a druhý spouští zažehovač. Kritické parametry motoru před startem a za jeho chodu jsou zobrazovány na displeji a současně monitorovány řídícím střediskem. Motor je použitelný buď pro několik letů s krátkým chodem motoru neboť pro jeden let s dlouhým zážehem. Počítá se, že pro výškové lety bude vždy použita nová spalovací komora a tryska.

Byly uskutečněny tři zkoušky tohoto motoru s plnou dobou chodu. Poslední zkouška motoru varianty společnosti eAc se uskutečnila 4. 9. Společnost Scaled Composites vyhodnotila uskutečněné zkoušky motoru od obou soutěžících společností a dne 22. 9. oznámila, že se rozhodla pro společnost SpaceDev jako výhradního dodavatele hybridního motoru. Poznamenejme, že společnost SpaceDev získala od společnosti AMROC (American Rocket Company) řadu technologií, technických dat a patentů, týkajících se hybridních raketových motorů - společnost AMROC sama uskutečnila na 300 zkoušek s širokou paletou různých hybridních raketových motorů o tazích od 500 N do 1 MN.

Plán letu na suborbitální dráhu předpokládá, že po oddělení od nosného letounu by měl být SpaceShipOne s tříčlennou posádkou urychlen raketovým motorem a během asi 1 min jeho chodu dosáhnout rychlosti kolem 4000 km/hod. Setrvačností vystoupá SpaceShipOne do výšky kolem 100 km a pak začne klesat. Tato část letu, kdy se posádka bude nacházet v beztížném stavu, potrvá 3 min. Potom letoun přejde do návratové konfigurace s maximálním aerodynamickým odporem. V této konfiguraci pokračuje let asi 1 min a po atmosférickém návratovém zbrždění pak letoun pokračuje z výšky asi 24 km klouzavým letem po dobu 17 min a pak přistane.

Burt Rutan zatím mlčí o plánu zkušebních letů a též o datu prvního pokusu o suborbitální let. Spekuluje se ovšem, že by k tomuto pokusu mohlo dojít kolem data 100. výročí letu bratří Wrightových, které připadá na 17. prosinec letošního roku. Také sponzor, který finančně podporuje projekt společnosti Scaled Composites, zůstává v ústraní. Neoficiálně se však předpokládá, že jde o multimiliardáře P. Allena, spoluzakladatele firmy Microsoft.

Havárie brazilského družicového nosiče VLS

Letošní rok přinesl i několik tragických havárií v oblasti kosmonautiky. Po ztrátě raketoplánu Columbia v únoru letošního roku postihla další tragedie i Brazílii. Na startovním komplexu Alcantara byl ke startu, plánovanému na pondělí 26. 8., připravován třetí prototyp brazilského nosiče VLS se dvěma družicemi. Nosič VLS (Veículo Lançador de Satélites) je třístupňový o výšce 19,5 m a hmotnosti kolem 50 700 kg. K prvnímu stupni jsou připevněny ještě čtyři urychlovací stupně na tuhé pohonné látky. Jeho nosnost na nízkou dráhu kolem Země je asi 120 kg.

V pátek 22. 8. odpoledne místního času došlo k explozi rakety, umístěné již na startovní rampě. Při ní zahynulo všech 21 techniků a inženýrů, kteří pracovali na 36 m vysoké obslužní věži, která se při explozi zhroutila. Při explozi a následném dohořívání pohonné látky, které raketa obsahovala na 41 000 kg, došlo totiž v prostoru startovního komplexu i k uvolnění značného množství tepla. Oficiální příčina výbuchu rakety nebyla ještě zveřejněna, neboť probíhá vyšetřování, ale podle předběžných zpráv došlo k předčasnému zážehu jednoho z urychlovacích stupňů prvního stupně rakety, což následně způsobilo katastrofu. Všeobecně se mělo zato, že použité pohonné látky jsou stabilní. Brazilská kosmická agentura FAB ustanovila vyšetřující komisi. V sobotu ráno navštívili startovní komplex Alcantara, umístěný v džungli na pobřeží Atlantského oceánu, brazilští ministři obrany a pro vědu a technologii, doprovázení předsedou Brazilské kosmické agentury. Na startovním komplexu je zaměstnáno na 700 pracovníků. Kromě toho podle dohody, podepsané mezi USA a minulým prezidentem Brazílie, začaly USA používat část zařízení na komplexu Alcantara. O komplex se zajímá i Ukrajinská kosmická agentura, která by chtěla s Brazílií podepsat bilaterální dohodu o jeho využívání.

S nosičem VLS má zatím Brazílie problémy. První dva starty se uskutečnily v letech 1997 a 1999, ale obě rakety bylo třeba pro poruchy za letu dálkově zničit.

Japonský kosmický výzkum

Japonský rozpočet na kosmický výzkum v rozpočtovém roce 2004 byl nakonec navržen vyšší, než se původně očekávalo (viz L+K 79 (2003) č.17, s. 1112). Podle internetového týdeníku Space News z 8. 9. doporučila Komise pro japonské kosmické aktivity dne 27. 8. japonské vládě ke schválení rozpočtový požadavek ve výši 2,58 mld. USD. Jedna z hlavních položek nového rozpočtu by měla financovat vývoj zdokonaleného raketového nosiče H-2A s předběžným názvem Galaxy Express, který by měl nosnost 16 000 kg na nízkou oběžnou dráhu a současně by byl levnější než je současná komerční verze nosiče H-2A (jeho kapacita na nízkou oběžnou dráhu je 10 060 kg a jeho cena činí asi 80 - 90 mil. USD). Pro druhý stupeň tohoto zdokonaleného nosiče se bude vyvíjet nový motor, využívající jako paliva kapalného zemního plynu. Zabezpečení tohoto programu již bude úkolem nové japonské kosmické agentury, která formálně zahájí svou činnost od 1. 10. a jejíž oficiální název v anglickém přepisu je Japan Aerospace Exploration Agency (s oficiální zkratkou JAXA, viz http://www.nasda.go.jp/jaxa/index_e.html ). Tato agentura vznikla sloučením původní japonské kosmické agentury NASDA s Institutem aerokosmických věd ISAS (Institute of Space and Aeronautical Sciences) a s Národní aeronautickou laboratoří NAL (National Aeronautic Laboratory). O tomto plánovaném sloučení již bylo informováno v L+K 79 (2003) č.17, s. 1112, ale s uvedením neoficiálního názvu této agentury. Organizaci JAXA povede Shuichiro Yamanouchi, který byl předsedou NASDA. Ten se též zmínil o tom, že Japonsko neplánuje vlastní pilotovaný kosmický let na rozdíl např. od Číny, jejíž kosmická loď Shen Zhou 5, pilotovaná prvním čínským kosmonautem, vzlétla 15. 10.

Kosmický infračervený teleskop SIRTF

Ke své pětileté misi měl Kosmický infračervený teleskop SIRFT (Space InfraRed Telescope Facility) odstartovat již 18. 4., ale pak byl start postupně z různých důvodů odkládán, jak bylo podrobně popsáno v L+K 79 (2003) č. 18, s. 1195). Nejdelší odklad způsobila nutnost vypustit sondu MER-B stejným typem rakety Delta 2 Heavy ve startovním okně na rozhraní června a července k Marsu. Sonda MER-B (Opportunity) nakonec v pořádku odstartovala 8. 7., a tak bylo konečně možné přistoupit k přípravám ke startu teleskopu SIRTF. Pro start bylo opět použito rakety Delta 2 Heavy (7920H), ale bez třetího stupně, kterého při tomto startu nebylo potřeba. Start se nakonec uskutečnil 25. 8. Druhý stupeň rakety Delta 2 druhým zážehem dopravil teleskop na heliocentrickou dráhu, když mu udělil rychlost 11,05 km/s. Oddělování teleskopu od 2. stupně rakety bylo sledováno sledovací stanicí u města Canberra v Austrálii. Nejprve však měli technici problémy s příjmem telemetrie samostatně se pohybujícího teleskopu SIRTF a tak to vypadalo, že teleskop mlčí. To vyvolalo v řídícím středisku v JPL v Pasadeně chvíle napětí, ale nakonec se telemetrii zachytit podařilo a ukázalo se, že systémy teleskopu jsou v pořádku. Všichni si nakonec oddechli, že se start podařil.

Není ostatně divu, že v JPL v průběhu startu panovala určitá nervozita. Realizace infračerveného teleskopu trvala asi 20 let od okamžiku návrhu první ideové koncepce teleskopu. Projekt přežil různé škrty v rozpočtu a konstrukční přepracování. Jedním z hlavních technických problémů při vývoji teleskopu byla redukce jeho hmotnosti při zachování průměru zrcadla 85 cm a zachování ochlazovací kapacity čidel (ta pracují při teplotě 2,5 K a teleskop při 5 K). Snížení hmotnosti bylo nutné proto, aby se k vynesení teleskopu mohlo použít levnější rakety Delta 2. Ukázalo se, že řešení tohoto problému bylo nakonec jednoduché a elegantní. Místo, aby se celý teleskop umístil do velké a hmotné Dewarovy nádoby a byl na nízké teplotě udržován již v průběhu startu, jako tomu bylo u předchozích typů infračervených teleskopů, bylo rozhodnuto, že bude teleskop vypuštěn nevychlazený při pokojové teplotě. Teprve na oběžné dráze se začalo s chlazením čidel umístěných do ohniskové roviny teleskopu. Pro toto vychlazování si teleskop nese na 366 l (tj. asi 46 kg) kapalného hélia v malé Dewarově nádobě. Aby se dařilo v kosmickém prostoru snadněji udržovat nízké teploty čidel, byl teleskop upraven tak, aby se stále nacházel ve stínu velkého panelu se slunečními články, který tvoří jednu stranu sondy a je stále natočen ke Slunci. Proto je osa teleskopu stále kolmá ke spojnici teleskopu se Sluncem. Nadto byla zvolena heliocentrická dráha teleskopu proto, aby se teleskop nacházel dostatečně daleko od Země a Měsíce a nebyl rušen jejich infračerveným zářením. To je nutné proto, aby mohl teleskop registrovat slabé infračervené záření např. z velice vzdálených galaxií, které jako první vznikaly po “Velkém třesku”.

Teleskop SIRTF byl uveden přibližně na heliocentrickou dráhu o vzdálenostech 0,996 – 1,019 AU od Slunce se sklonem 1,14° k ekliptice s oběžnou dobou kolem Slunce o 4 dny delší než oběžná doba Země (pro srovnání Země se nachází na dráze kolem Slunce o vzdálenostech kolem 0,983 – 1,017 AU se sklonem 0,0° k ekliptice). Proto se bude teleskop vůči Zemi opožďovat a postupně se bude od ní vzdalovat. Za rok od startu bude ve vzdálenosti asi 10 mil. km od Země. Podotkněme, že se na podobné heliocentrické dráze nachází i 2. stupeň rakety Delta 2.

Od kosmického infračerveného teleskopu SIRTF si vědci slibují, že získá zcela nové, případně neočekávané, výsledky týkající se vzniku a vývoje galaxií v průběhu vývoje celého Vesmíru. Kromě toho snad přispěje ke zjištění chemického složení záhadných hnědých trpaslíků, kterým chybí dostatek hmotnosti, potřebné k iniciaci termonukleárních reakcí, či ke studiu prachových oblaků, vzniku nových hvězd a planet a případně přispěje i k mapování středu naší galaxie Mléčné dráhy, zahalené prachovými mračny, neprůhlednými na optických vlnových délkách.

Připomeňme, že infračervený teleskop SIRFT je poslední z “velkých observatoří” organizace NASA, kterými jsou Hubbleův kosmický teleskop HST, Comptonova observatoř pro gama záření a Rentgenová observatoř Chandra. Jde tak o realizaci myšlenky organizace NASA vybudovat flotilu kosmických observatoří, schopných sledovat Vesmír v různých oblastech elektromagnetického spektra.

Dne 30. 8. byla zapojena infračervená kamera a zobrazovací fotometr. Tím byly zahájeny dvouměsíční zkoušky přístrojů teleskopu na dráze. Specialisté v řídícím středisku v JPL byli spokojeni i se zkušebním snímkem teleskopu, získaným během 100 s pozorování, i když ještě nebyl tak ostrý, neboť teleskop ještě v tu dobu nebyl vychlazen na operační teplotu. Teploty 5 K dosáhl teleskop kolem 13. 10. a je tak připraven k získávání ještě dokonalejších snímků. Předpokládá se, že vědecký program teleskopu bude zahájen podle předpokladů koncem října. Více podrobností o infračerveném teleskopu SIRTF lze nalézt na internetové adrese http://sirtf.caltech.edu/ .

Webbův kosmický teleskop

Dne 10. 9. se organizace NASA rozhodla, že primární zrcadlo Webbova kosmického teleskopu (James Webb Space Telescope) bude vyrobeno technologií na bázi berylia. V průběhu posledních 6 měsíců prováděl hlavní kontraktor zrcadla, firma Northrop Grumman Space and Mission Systems, zkoušky dvou navrhovaných technologií výroby zrcadla. Jedna předpokládala výrobu zrcadla z berylia a druhá z tepelně velice nízkoroztažného skla. Porovnání obou technologií z hlediska technických, výrobních a nákladových faktorů pak ukázalo výhodnost beryliového zrcadla, pro které se nakonec NASA rozhodla. S výrobou zrcadla by se mělo začít již v příštím roce. Původní projekt předpokládal zrcadlo o průměru 6,5 m, skládající se z 18 hexagonálních segmentů. Po jejich výrobě budou namontovány na strukturu teleskopu a podrobeny sérii zkoušek při kryogenních teplotách. Nízké teploty mezi 7 – 37 K jsou nutné pro zabezpečení citlivosti infračervených čidel. Zrcadlo by mělo vážit jen asi třetinu váhy zrcadla současného Hubbleova kosmického teleskopu. Ovšem při projektových přípravách se ukázalo, že by mohlo dojít k překročení plánovaného rozpočtu 1,6 mld. USD asi o 300 mil. USD. NASA tedy nechala projekt přepracovat, zjednodušit přístrojové vybavení a kromě toho došlo ke zmenšení průměru primárního zrcadla o 0,5 m, tj. na 6 m. Za těchto podmínek se odhaduje, že bude plánovaný rozpočet překročen jen asi o 60 mil. USD.

Vypuštění teleskopu bude zajištěno organizací ESA, která zaplatí raketu Ariane 5. Start je zatím plánován na srpen 2011. Webbův kosmický teleskop bude hledat ve viditelném i infračerveném spektru první hvězdy a galaxie, které se vytvořily v období mezi 1 milionem a několika miliardami let po Velkém třesku.

Sonda SMART 1

Úspěšný start rakety Ariane 5G dne 27. 9. se dvěma telekomunikačními družicemi, indickou Insat 3E a e-Bird společnosti Eutelsat, by se normálně zařadil mezi standardní komerční starty, kdyby tentokráte raketa nenesla ještě lunární sondu SMART 1 (Small Mission for Advanced Research in Technology) organizace ESA. Sonda SMART 1 je technologickou sondou, vybavenou iontovým elektrickým motorem jako primární pohonnou jednotkou s 82 kg xenonu jako pohonné látky, dále experimentálním telekomunikačním zařízením v pásmech X a Ka, laserovým komunikačním systémem a navigačním zařízením. Pro studium měsíčních povrchových hornin nese dále sonda mřížkový infračervený spektrometr, rentgenový spektrometr D-CXI a kameru, které též bude využíváno pro navigační účely. Startovní hmotnost sondy je 370 kg. Elektrickou energii o příkonu kolem 1,9 kW dodávají dva panely o rozpětí 14 m se slunečními články na bázi galium-arsenidu, které jsou účinnější než klasické křemíkové články. Většina této energie se spotřebovává právě na elektrický pohon sondy. V iontovém motoru sondy působí jak elektrické tak magnetické pole podél osy motoru. Nabité ionty xenonu se kolem magnetických siločar pohybují po kružnicích (tzv. Hallův jev) a současně jsou urychlovány ve směru elektrického potenciálu. Výsledkem působení obou polí je výsledný pohyb iontů po šroubovici. Motor má sice tah pouhých 0,075 N, ale může pracovat spojitě po dlouhou dobu a má ve srovnání s klasickými chemickými pohony daleko vyšší účinnost.

Let sondy k Měsíci bude vypadat asi následovně: z dráhy přechodové ke geostacionární o výšce 649,5 – 35 935 km se sklonem 7,01° k rovníku, na kterou raketa Ariane 5 dopravila obě telekomunikační družice a sondu SMART 1 začne sonda pomocí iontového motoru zvyšovat svou nejkratší vzdálenost od Země (perigeum) až na 20 000 km. Tento manévr by měl trvat asi 80 dní a iontový motor sondy bude vypínán pouze když se sonda bude nacházet v zemském stínu. Poté začne sonda zvyšovat svou vzdálenost od Země po spirálové dráze, přičemž při každém oběhu kolem Země bude sonda dále. Když její největší vzdálenost od Země (apogeum) dosáhne asi 200 000 km, bude její dráha při průletech v blízkosti Měsíce ovlivňována jeho gravitačním polem. Po třech takových průletech v prosinci 2004, v lednu a únoru 2005 by měla být sonda zachycena na oběžné dráze kolem Měsíce v březnu 2005. Na dráze kolem Měsíce bude moci sonda SMART 1 případně manévrovat a přibližovat se k jeho povrchu, což zlepší přesnost určování chemického povrchu Měsíce a též i rozlišení snímků optické kamery.

Na povel z řídícího střediska organizace ESA v Darmstadtu (Německo) byl iontový motor sondy spuštěn dne 30. 9. ve 12.25 UT ke zkušebnímu chodu, který trval asi hodinu. Vyhodnocení telemetrie ukázalo, že motor vykazoval podobné výkony jako při zkouškách v pozemní vakuové komoře.

Sonda Galileo

Jak známo (L+K 79 (2003) č. 3, s. 176) , sonda Galileo po průletu kolem měsíce Amalthea v listopadu 2002 zahájila svůj 35. a poslední oblet planety Jupiter. Jelikož sondě dochází palivo pro manévrovací motor, specialisté NASA se obávali, že ponecháním neovladatelné sondy na dráze kolem Jupiteru by mohlo dojít k nekontrolovatelnému dopadu na některý měsíc planety, např. na měsíc Europu, jehož ledem pokrytý oceán by mohl obsahovat živé organismy, a kontaminovat jej pozemskými bakteriemi. Bylo tedy rozhodnuto ukončit misi sondy Galileo jejím vstupem do atmosféry Jupiteru. Přístroje sondy byly naprogramovány, aby vysílaly data v reálném čase. Dne 20. 9. kolem 11.00 UT zkřížila sonda dráhu měsíce Kallisto, dne 21. 9. v 05.00 UT dráhu měsíce Ganymed, v 11.45 dráhu Europy, v 15.00 přešla dráhu měsíce Io, v 17.56 dráhu měsíce Amalthea a konečně kolem 18.25 dráhu měsíců Adrastea a Metis. Průlet kolem těchto měsíců nebyl plánován, aby se předešlo případným poruchám dráhy sondy. V

18.57 UT, vlétla sonda do atmosféry Jupiteru asi čtvrt stupně jižně od Jupiterova rovníku rychlostí 48,2 km/s. Sonda pokračovala ve vysílání dat až do okamžiku, kdy v 18.50:54 UT zmizela za okrajem Jupiteru. To bylo pro řídící středisko překvapující, neboť se očekávalo, že v důsledku vysoké radiace v blízkosti planety dojde k vypnutí přístrojů sondy, jako se to stalo v minulosti již několikrát. V ten okamžik trvalo signálu sondy překonat vzdálenost od Jupiteru k Zemi za 52 min 20 s, a tak poslední signál od sondy dorazil na Zemi v 19.43:14 UT.

Od počátku svého startu z nákladového prostoru raketoplánu Atlantis v roce 1989 do příletu k Jupiteru, 35 obletech planety až do konečného vstupu do atmosféry Jupiteru sonda urazila vzdálenost na 4 631 778 000 km.

Jako nejzajímavější vědecké výsledky, získané sondou Galileo, lze jmenovat:

- Změření koncentrací prvků v atmosféře Jupiteru atmosférickou sondou. Ukázalo se, že zastoupení jednotlivých prvků je jiné než na Slunci. To svědčí o dalším vývoji planety po jejím vzniku z prachové mlhoviny, kdysi obklopující Slunce.

- Poprvé byly pozorovány částice ztuhlého čpavku v oblacích, vznikajících v hloubce atmosféry Jupiteru a stoupajících vzhůru.

- Vulkanická činnost měsíce Io je asi 100× aktivnější než vulkanická činnost Země.

- Atmosféra měsíce Io obsahuje koncentrované plazma dovolující tok elektrických proudů a zprostředkující její vazbu na atmosféru Jupiteru.

- Pozorování sondy Galileo podporuje teorii, že pod ledovým krunýřem měsíce Europy existuje oceán. Tuto skutečnost podporují i měření magnetometru sondy, který nalezl důkazy pro existenci vrstvy slané vody jak na měsíci Europa, tak na měsících Ganymed a Kallisto. Kromě toho zmíněné měsíce mají tenkou vrstvu atmosféry, tzv. exosféru vázanou k jejich povrchu.

- Ganymed je prvním známým měsícem s vlastním magnetickým polem.

- Sonda velice podrobně proměřila strukturu magnetosféry Jupiteru a prostudovala její komplexní dynamiku.

- Jupiterův prstenec vznikl z prachu, vytvořeného dopadem meteoritů na čtyři malé vnitřní měsíce planety. Je složen ze dvou prstenců, z nichž jeden je jakoby vložen do druhého.

Další podrobnosti o misi Galileo a o získaných vědeckých výsledcích lze nalézt na adrese http://galileo.jpl.nasa.gov/ .

Sonda Cassini

Dne 10. 9. uskutečnila sonda Cassini jemnou korekci dráhy, když zvýšila svou rychlost o 0,12 m/s. V tom okamžiku se sonda nacházela na heliocentrické dráze o vzdálenostech 1,4462 – 9,2769 AU od Slunce se sklonem 0,81° k rovině ekliptiky (1AU = 149,6 mil km). Její aktuální vzdálenost od Slunce byla 1, 284 mld. km. Dne 14. 10. již sondu Cassini dělila od cíle jejího letu, planety Saturn, asi 137 mil. km. Očekává se, že do sféry gravitačního vlivu planety Saturn, která začíná asi ve vzdálenosti 55 mil. km od planety, vstoupí sonda 10. 3. 2004. Dne 14. 1. 2005 by měla vstoupit atmosférická sonda Huygens, nesená sondou Cassini, do atmosféry měsíce Titan. Tuto situaci zkoušeli simulovat technici organizace ESA v zemské atmosféře, aby si byli jisti funkcí některých přístrojů sondy Huygens při skutečném sestupu. I když atmosféra měsíce Titan je převážně z methanu, předpokládá se, že chování zemské atmosféry je v určitém smyslu podobné chování atmosféry Titanu. Dne 6. 6. byl z italské balónové základny v Trapani na Sicílii vypuštěn balón o objemu 400 000 m3, naplněný héliem. Když balón vystoupal do výšky 33 km, byla z gondoly balónu uvolněna maketa sondy Huygens. Padák o průměru 10 m zpomalil pád makety ze 40 m/s na 4m/s. Padák byl navržen tak, aby rychlost klesání odpovídala rychlosti klesání sondy v atmosféře Titanu a aby sondu stabilizoval při průchodu turbulencí. Pozorování atmosféry Titanu totiž zjistila přítomnost oblačnosti, podobné pozemským bouřkovým mrakům. Při této zkoušce byla zkoušena činnost jednoho z výškoměrů sondy a též italský přístroj pro studium struktury a složení Titanovy atmosféry.

Dne 2. 10. byla v elektronické verzi časopisu Science zveřejněna zpráva o výsledcích radarového průzkumu měsíce Titan, prováděného během listopadu a prosince 2001 a 2002 pomocí radioteleskopu u města Arecibo (Portoriko) s anténou o průměru 305 m. Odražené signály naznačují, že na povrchu Titanu je značné množství uhlovodíků v kapalném (ethan, methan) či tuhém stavu. Prof. Campbell z Cornellovy univerzity se domnívá, že v horních vrstvách atmosféry Titanu dochází díky ultrafialovému slunečnímu záření k přeměně methanu na vyšší uhlovodíky, které pak dopadají na povrch měsíce. Předpokládá se, že pod vrstvou těchto uhlovodíků je vrstva ledu (na povrchu Titanu panuje teplota -179°C).

V létě 2002, když se mezi sondou Cassini a Zemí nacházelo Slunce, bylo proměřeno zakřivení elektromagnetických signálů, vysílaných ze sondy na Zemi a procházejícími gravitačním polem v blízkosti Slunce. Průchodem elektromagnetických vln těsně kolem povrchu Slunce dochází k jejich změně frekvence vlivem gravitačního pole. Dále se zakřivením dráhy elektromagnetických vln prodloužila doba, za kterou signál od sondy dorazil k Zemi. Změřené zpoždění signálu odpovídalo předpovědím podle Einsteinovy obecné teorie relativity s přesností 0,02 ‰, přičemž starší testy obecné teorie relativity byly provedeny s přesností 1 ‰. Vyšší přesnost měření byla dosažena tím, že vliv šumu na signál procházející sluneční korónou byl snížen simultánním přenosem signálů ze sondy na různých frekvencích. Nadto úprava přijímací antény v Goldstone potlačila šum zemské atmosféry. Výsledky těchto měření a ověření Einsteinovy teorie obecné relativity lze nalézt v časopise Nature z 25. 9.

(lek)

Při přípravě těchto Zajímavostí byly ještě použity další informace z internetových bulletinů:

www.spacefligthnow.com , www.spacedaily.com , www.space.com (červenec – září 2003) a Space News This Week.

Publikováno v časopise Letectví a Kosmonautika 79 (2003) č. 23, s. 1532; č. 24, s. 1600.


Na MEK byl tento článek publikován se svolením autora.

Aktualizováno: 26.12.2003

[ 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.