KOSMICKÉ AKTUALITY - NEPILOTOVANÉ MISE

(1. čtvrtletí 1999)

Minulý rok byl velmi významný pro vývoj nové verze rakety Delta 4, která byla Letectvem USA přijata jako jedna ze dvou variant programu rozvinutého jednorázově použitelného raketového nosiče EELV (viz L+K 75 (1999) č. 5, s. 309). Zkouškám kompletní konfigurace nosiče bylo věnováno na 700 hodin v aerodynamických tunelech v USA, Kanadě a ve Francii. Firma Boeing provede rozsáhlou rekonstrukci startovního komplexu 37 na mysu Canaveral (Cape Canaveral Air Station ) tak, aby zde bylo možné provádět montáže a vypouštění této rakety. Rekonstrukce předpokládají vybudování nové vypouštěcí rampy s pevnou startovní věží a s pojízdnou montážní konstrukcí. Vyrostou zde i nové montážní haly pro integraci nosiče v horizontální poloze stejně jako zkušební střediska. Druhý startovní komplex pro rakety Delta 4 bude vybudován na základně Vandenberg.

Ve městě Decatur v Alabamě vznikne továrna pro výrobu společného urychlovacího stupně rakety CBC (common booster core) tak, aby již v březnu 2000 opustil první exemplář stupně výrobní halu.

Výroba motoru RS-68 pro stupeň CBC bude zajišťována v továrně firmy Rocketdyne Propulsion & Power, filiálky Boeingu, umístěné v Canoga Park v Kalifornii. V továrně společnosti v El Paso v Texasu budou vyráběny elektrické komponenty nosiče. Továrna v Pueblu v Koloradu bude vyrábět horní stupeň nosiče a je zodpovědná za celkovou výrobní kompletaci kompletního nosiče Delta 4.

Dne 22.3. se uskutečnila zkouška kompletního odpočítávání rakety Delta 3 včetně tankování pohonných látek. Raketa je tak připravena ke druhému startu, při kterém by měla na oběžnou dráhu vynést telekomunikační družici Orion 3, kterou vyrobila společnost Hughes. Jak známo (L+K 74 (1998) č. 22, s. 1765), první start rakety Delta 3 skončil neúspěchem pro problémy s řídícím systémem tří urychlovacích stupňů, připojených k prvnímu stupni rakety. Hlavní změnou tedy byla úprava řídícího systému. Kromě toho byly na druhém stupni rakety provedeny další úpravy na vysunovací trysce kryogenního motoru RL10B-2. Detailní analýzy totiž ukázaly, že za jistých podmínek by se nemusel nástavec trysky motoru správně vysunout, což by přirozeně vedlo ke ztrátě výkonu motoru. Tyto dodatečné úpravy vedly k jistému zpoždění druhého startu rakety Delta 3, původně plánovaného na únor tr.

Dne 6. 4. bylo již vše připraveno ke druhému startu rakety Delta 3, ale v T-1 min. bylo odpočítávání definitivně zastaveno, neboť se do té doby nepodařilo vyřešit problémy se sledovacím radarem bezpečnostního systému. Start byl odložen až na 21. 4., neboť do té doby jsou na Cape Canaveral Air Station očekávány další starty raket jako např. Titan 4B a Atlas. Všechny tyto starty zabezpečuje jeden bezpečnostní systém a pro každý typ rakety je třeba tento systém a systém sledování telemetrie překonfigurovat k čemuž je vždy zapotřebí až 48 hod. To je důvodem pro tak dlouhý odklad. Z toho je též zřejmé, že pro komerční rozvoj kosmodromu na Cape Canaveral bude nezbytné zdokonalit jeho technické a podpůrné vybavení, jak o tom začíná diskutovat stát Florida a Letectvo USA.

Bude-li vypuštění družice Orion 3 úspěšné, s dalším startem se předběžně počítá v červenci tr. s 12 družicemi Globalsat.

V rámci vývoje technologického demonstrátoru X-33 byly intensivně zkoušeny i kovové dlaždice tepelné ochrany, jejichž úkolem je chránit dopravní prostředek při návratu z oběžné dráhy během průletu atmosférou. Kovové dlaždice překrývají tepelnou izolaci a snadněji se udržují ve srovnání se současnou tepelnou izolací raketoplánu. Nadto jsou odolné proti vlhkosti zatímco dlaždice současné tepelné ochrany raketoplánu je třeba po každém letu chránit proti vlhkosti speciálním napuštěním. Dále dovolují snadnější montáž a demontáž.

Testy ukázaly, že tento typ tepelné ochrany je vhodný do teplot až 1000° C. Zkoušky ve vysokoteplotních a vysokorychlostních aerodynamických tunelech simulovaly prostředí, kterému bude tato tepelná ochrana vystavena ve výšce asi 100 km a při rychlostech kolem 13 M. Systém tepelné ochrany X-33 byl uznán schopným letu již koncem minulého roku. Ověřovací zkoušky orientačního systému X-33, který je tvořen osmi raketovými motorky, byly též dokončeny.

Koncem loňského roku se však vznikly výrobní problémy s jednou ze dvou kompozitních nádrží na kapalný vodík, což zřejmě způsobí asi sedmiměsíční skluz s dokončením letového exempláře technologického demonstrátoru X-33, s jehož prvním letem se nyní počítá v létě roku 2000. Ukázalo se, že ochranná vrstva na vnitřní straně nádrže byla poškozena při tepelném zpracování v autoklávu firmy Lockheed-Martin. Ochranná vrstva, patrně vlivem přílišného zahřátí, popraskala a pokryla se bublinami, takže jí bude nutné odstranit a nahradit novou. Druhá nádrž na kapalný vodík však již úspěšně prošla posledním osmým cyklem tepelného zpracování v autoklávu a je v pořádku. Zpoždění nastalo i ve výrobě motoru s aerodynamickou expansí (aerospike), neboť subdodavatelé firmy Rocketdyne se opožďují s dodávkami jeho jednotlivých dílů.

Dne 5.3. informovala organizace NASA spolu se společností Lockheed-Martin o dokončeném vypouštěcím zařízení pro X-33 a o jeho operačním středisku. Výstavba byla dokončena během předpokládaných 12 měsíců.

Společnost Orbital Science Corporation (OSC) dokončila montáž prvního exempláře technologického demonstrátoru vícenásobně použitelného nosného prostředku X-34 a 22. 2. jej odeslala do Drydenova zkušebního střediska v Kalifornii. K němu se časem připojí další dva exempláře. Na demostrátoru X-34 budou zkoušeny nové technologie jako je celokompozitní konstrukce draku, kompositní nádrže pohonných látek, materiály tepelné ochrany konstrukce, autonomní řídící a přistávací systémy. X-34 je 17,5 m dlouhý s rozpětím křídel 8,5 m a bude startovat, podobně jako raketa Pegasus, z modifikovaného letadla L-1011. Je poháněn motorem Fastrac, se kterým dosáhne rychlostí 2,5-2,7 M. Motor Fastrac používá již vyzkoušené části a zjednodušené výrobní technologie tak, aby jeho cena vedla ke snížení startovních nákladů. Motor má klasickou konstrukci, kde plynový generátor pohání turbinu, ke které jsou připojena dvě čerpadla na kapalný kyslík a kerosin (RP-1). První zážeh kompletního motoru se uskutečnil 11. 3. na zkušebním stavu Stennisova střediska NASA. Motor pracoval 20 s na plný tah 300 kN. Další exemplář X-34 bude osazen motorem NK-39 Aerojet-Samara, se kterým se plánuje dosažení rychlostí 5-8 M. Již v tomto roce budou s X-34 zahájeny zkoušky přibližovací a přistávací fáze. Poté bude následovat dalších 26 letů v rámci současného kontraktu v hodnotě 85 mil. USD mezi OSC a NASA. Cílem programu X-34 je dokázat, že lze ekonomicky provozovat vícenásobně použitelný kosmický nosný prostředek, obsluhovaný malým pozemním týmem. Kromě toho je tento program pokračováním výzkumu dosahování velkých rychlostí a výšek, prováděný před 30 lety raketoplánem X-15 organizace NASA.

Dne 6.3. byla uskutečněna další zkouška přistávacího manévru tělesa X-38, které je prototypem budoucí záchranné lodi určené pro posádku budoucí Mezinárodní kosmické stanice ISS. Těleso X-38, umístěné pod křídlem upraveného bombardéru B-52, bylo shozeno ve výšce asi 10 km nad pouští Mojave a během 12 min. přistálo na povrchu vyschlého Rogersova jezera. Tento druhý prototyp je již vybaven ovladatelnými řídícími plochami a palubním řídícím systémem. V poslední fázi letu však X-38 přistál na obdélníkovém padáku - parafoilu. Další zkoušky se plánují každé dva měsíce do konce roku. X-38 bude shazováno z výšek kolem 12 km a doba volného letu bude asi 1 min. První zkouška v kosmickém prostoru se plánuje na rok 2001. X-38 bude vyneseno na oběžnou dráhu raketoplánem a po brzdícím manévru raketovým motorem vnikne do atmosféry a po zbrždění přistane na padáku.

Mezinárodní společnost Sea Launch a její snahu o snížení nákladů na vynášení telekomunikačních družic pomocí raket Zenit, startujících z plovoucí vypouštěcí plošiny přiblížil čtenářům L+K článek doc. Kusáka vyšlý v loňském roce (L+K 74 (1998) č. 19, s. 1560, č. 20, s. 1628 a č. 21, s. 1696). První start rakety Zenit s dynamickou maketou družice HS-702 se uskutečnil z vypouštěcí plošiny Odyssey, zakotvené na rovníku na 154° z.d. dne 28. 3. a byl úspěšný. Maketa družice se dostala na dráhu přechodovou ke geostacionární, čímž byla demonstrována schopnost celého systému vypouštění rakety z plovoucí plošiny. Maketa byla vybavena 130 čidly pro měření řady parametrů, například úrovně hluku a vibrací, působících na družici v průběhu letu. Pamětníkům však není třeba připomínat, že mezinárodní společnost Sea Launch vlastně zdokonalila systém italské vypouštěcí základny San Marco, zakotvené v 60 a 70 létech u pobřeží Keni, ze které startovaly rakety Scout (B. Růžička, L. Popelínský: Rakety a kosmodromy, Naše vojsko, Praha 1986).

Návrat rakety Titan 4B do operační služby se uskutečnil po 8 měsících od havárie rakety Titan 4A loni v srpnu. Vyšetřovací komise zjistila, že nejpravděpodobnější příčinou havárie byly poškozené kabely v blízkosti baterie, napájející řídící systém rakety. Letectvo USA provedlo korektivní opatření a 2.2. povolilo další starty raket typu Titan. K prvnímu startu po havárii, určenému k vynesení družice DSP (Defence Support Program) na geostacionární dráhu, byla použita raketa Titan 4B-27. Základ rakety tvořila dvoustupňová raketa Titan se dvěma návěsnými zdokonalenými urychlovacími motory SRMU (Solid Rocket Motor Upgrade) na TPL. Třetí stupeň tvoří IUS (Inertial Upper Stage), ke kterému je upevněna družice DSP-19. Stupeň IUS i s družicí jsou překryty aerodynamickým krytem délky 16,8 m o průměru 5 m. Start rakety se uskutečnil 9. 4. velice hladce a za 9 minut se IUS s družicí nacházely na parkovací dráze. Zážeh prvního stupně IUS se uskutečnil podle plánu 90 min po startu a uvedl družici na protáhlou eliptickou dráhu. Co se stalo potom není zatím úplně jasné. Buď k  zážehu druhého stupně IUS asi 6,5 hod po startu nedošlo nebo se nezdařil a tak družice zůstává na protáhlé dráze, zcela nevhodné pro její misi. Kosmické velitelství USAF vytvořilo vyšetřovací komisi vedenou plk. M. Mantzem, velitelem 821. kosmické skupiny, která by měla určit příčiny nesprávné funkce IUS. Kromě toho Vojenské letectvo USA zkoumá, zda bude možné dosáhnout geostacionární dráhy vlastním motorem družice.

Družice DSP-19 vyrobená společnostmi TRW a Aerojet je vybavená systémem 6000 infračervených čidel. Z geostacionární dráhy by měla sledovat starty balistických raket a provádět včasnou výstrahu proti nim, sledovat starty družicových nosičů a provádět detekci nukleárních zkoušek. Systém družic DSP, kterých bylo zatím vypuštěno 18, poskytl cenné informace během války v Iráku při zjišťování startů raket Scud. Systém DSP navázal na družicový systém MIDAS (Missile Defence Alarm System) 60. let, který též registroval starty raket infračervenými čidly.

Družicový systém Iridium, který zajišťuje spojení mobilními telefony, přenos dat a operátorovou vyhledávací službu (paging) v libovolném místě na světě prostřednictvím stejnojmenné družicové sítě, zápolí v současné době s určitými problémy. Na jedné straně jde o programové problémy s přenosnými telefony a relativně vysoké ceny za poskytované služby a na druhé straně o spolehlivost družicového systému. Systém je operační s 66 družicemi. Konsorcium Motorola/Lockheed vypustilo na oběžné dráhy již celkem 86 družic systému Iridium včetně záložních a náhradních družic za exempláře, které selhaly. Zatím selhalo celkem 12 družic (jen v létech 1997/98 to bylo 8 družic, za které pojišťovny vyplatily 236,4 mil. USD) a to z nejrůznějších příčin. Důvody selhání tkví jednak v tom, že se z cenových důvodů nedělaly tak důkladné testy a používalo se levnějších součástek a dále se s uvedením systému do operačního provozu dost spěchalo, aby se tak podařilo předstihnout konkurenční systémy, např. Globalsat. Některé z družic se podařilo převést na nižší dráhy, aby se tak zkrátila doba jejich setrvávání na oběžné dráze, ale tento manévr se nepodařilo provést pro všechny nefunkční družice. Některé z těchto družic tak zvyšují koncentraci “kosmického smetí” na nízkých oběžných drahách. Výrobce družic, firma Motorola, nasadila asi 100 pracovníků na analýzu zjištěných poruch a jejich odstraňování. Proto též odložila start dalších dvou náhradních exemplářů družic Iridium, které měla vynést čínská raketa CZ-2C/SD, na neurčito.

Jeden ze zakládajících členů nadace Ceny X a známý spisovatel sci-fi románů A. C. Clark propaguje na stránkách časopisu Space News (10 (1999), č.4, s.15) soutěž o Cenu X, která bude i s prémií 10 mil. USD udělena tomu soukromníkovi či soukromé společnosti, kdo první realizuje raketu schopnou dopravit turisty na kraj kosmického prostoru v okolí Země. Cena X je podle Clarka prvním krokem vidět naší Zemi z okna kosmického hotelu, jak o tom psal téměř před 30 léty v románu 2001: Kosmická odysea. O podmínkách Ceny X bylo referováno v L+K 73 (1997) č. 21, s. 1397.

Při letu raketoplánu v květnu 1996 (mise STS-77) byl v mikrogravitaci pěstován krystalový protein chřipkového viru. Proteinový krystal, připravený v mikrogravitaci, je dokonalejší a lze jej připravit ve větším množství, kterého je zapotřebí k určení tzv. “molekulární mapy” viru. Krystaly, připravované v podmínkách zemské gravitace nejsou obvykle tak velké a tak dobře uspořádané jak by bylo potřeba pro přesná rentgenová strukturní měření. Znalost detailů uspořádání proteinu přispívá k nalezení vhodných léků, které zamezují šíření nákazy virem chřipky. Těchto informací využívá farmaceutická společnost Johnson & Johnson Company k vývoji inhibitorů neuraminidasy, které blokují stejnojmenný enzym, spojený s šířením chřipkového viru. Výhodou těchto inhibitorů je skutečnost, že mohou preventivně působit proti různým kmenům chřipkových virů na rozdíl od selektivních vakcín. Vzhledem k tomu, že v USA ročně onemocní různým typem chřipky na 20 až 40 mil. obyvatel, vyplatí se takový výzkum provádět. Souhrnné informace o materiálovém výzkumu organizace NASA v mikrogravitaci lze nalézt na internetovské adrese http://microgravity.msfc.nasa.gov/.

Sonda SOHO, o jejíž dramatické záchraně bylo informováno na stránkách L+K 74 (1998) č. 22, s. 1765, se opět dostala do potíží, když koncem minulého roku selhal poslední z jejích gyroskopů, sloužících pro určování její orientace. Po selhání gyroskopu začala sonda udržovat svou orientaci pomocí stabilizačních motorků, což vedlo k narůstající spotřebě pohonných látek. Proto byla sonda uvedena do nouzové polohy a v průběhu ledna inženýři organizace ESA a firmy Matra Marconi Space navrhli program, umožňující udržovat orientaci sondy bez informací z orientačních gyroskopů. Informace o poloze sondy jsou získávány pomocí hvězdného čidla a pomocí nového programu řídící počítač sondy ovládá stabilizační setrvačníky sondy. Sonda začala znovu pracovat dne 4. 2. s pomocí nového programu. Organizace ESA a NASA doufají, že sonda bude studovat procesy na povrchu Slunce až do roku 2003. Zejména její pozorování aktivity Slunce v roce 2000, kdy se očekává maximum vzniku slunečních skvrn, bude velice důležité.

Sonda SOHO přispěla k objasnění mechanizmu vzniku slunečního větru. Těsně pod povrchem Slunce existují velké oblasti, ve kterých proudí materiál v magnetických polích. Zjednodušeně si lze představit tyto oblasti jako “dlaždice”, mezi kterými jsou mezery. Mezerami mezi oblastmi vyletují nabité částice. Tyto vyletující částice pak vytváří tzv. “sluneční vítr”. Rychlost vyletujících částic dosahuje u povrchu Slunce 1 - 2 mil. km/hod. Podrobnější informace o těchto pozorováních byly publikovány 5. 2. v časopise Science.

Asi dva roky trvající systematické pozorování povrchu Slunce teleskopem pro měkké gama záření umístěném na japonské vědecké družici Yohkoh (Yoko, předstartovní název Solar A) přineslo zajímavé výsledky, týkající se možnosti předpovídání vzniku tzv. koronárních erupcí, při kterých je do okolí Slunce uvolňováno množství elektricky nabitých částic. Pozorování povrchu ukázala, že existuje souvislost mezi vznikem povrchové struktury ve tvaru písmene S, nazývané též “sigmoid” a vznikem erupce v tomto místě během několika dnech od vzniku sigmoidu. Sigmoidy jsou patrně výsledkem zkrutových nestabilit slunečních magnetických polí. Siločáry takto porušených magnetických polí začnou vytvářet smyčky vystupující z povrchu Slunce, které pak do prostoru uvolňují velké množství nabitých částic, zářících v měkkém gama spektru. Při erupcích dosahují částice rychlostí až 500 km/s a mohou tak poškodit družice na oběžné dráze kolem Země. Proto včasné varování přicházející několik dnů před vznikem slunečních erupcí je velice důležité pro společnosti, provozující zejména telekomunikační družice. Sigmoidy nejsou jedinými pozorovanými strukturami na povrchu Slunce. Jiné struktury, které jsou symetrické ve tvaru připomínajícím motýlka, většinou nevedou ke slunečním erupcím a nejsou tedy tak nebezpečné. Zmíněná pozorování a jejich rozbor jsou předmětem publikace ve vědeckém časopise Geophysical Research Letters z 15. 3. 1999.

V návrhu rozpočtu organizace NASA na rok 2000 se objevily i dvě tzv. mikromise k planetě Mars. Jde jednak o umístění malé telekomunikační družice NASA na nízkou dráhu kolem Marsu a dále vypuštění malého robotického letadla o hmotnosti 10 - 15 kg a rozpětí křídel 1,5 - 2,5 m do atmosféry Marsu pro studium budoucích míst pro přistání sond pro sběr vzorků povrchu Marsu. Vzhledem k tomu, že by tyto mikromise byly vynášeny jako přívažek při letu některé rakety Ariane 5, neměla by jejich hmotnost přesáhnout 200 kg. Jelikož by NASA vypuštěním miniletadla do atmosféry Marsu chtěla oslavit 100. výročí prvního letu bratří Wrightových, dostává se mise nadto již teď do jisté časové tísně. Aby se tedy miniletadlo dostalo do atmosféry Marsu v roce 2003, tj. 100 let po prvním letu bratří Wrightových, musela by minimise odstarovat již v listopadu 2002.

Povrch Marsu je též pozorován kosmickým teleskopem HST jak na optických tak na infračervených vlnových délkách s rozlišením asi 22 km. Tato pozorování dovolují usuzovat na mineralogické složení velkých oblastí povrchu Marsu. Např. klasické “jasnější oblasti” jsou složeny převážně z hematitu (a-Fe₂O₃), většinou ve formě jemného prachu, který na Zemi vzniká působením vody a tepla na železo obsahující minerály.

Naopak “tmavé oblasti” obsahují pyroxen, který se dostal kdysi na povrch vulkanickou činností.

Nové snímky povrchu Marsu s rozlišením asi kolem 3 m, získané sondou Mars Global Surveyor, umožňují dělat závěry o dřívější vulkanické činnosti této planety. Zdá se, vulanická aktivita byla asi desetkrát větší, než se původně odhadovalo. Vyhodnocení četnosti kráterů v okolí bývalých sopek ukazuje, že zde na 100 km² připadá jeden impaktní kráter. Z tohoto údaje se odhaduje, že vytékající láva musela zaplnit staré krátery tak asi v období před 40 až 100 mil. lety.

Pozorování planety Uran pomocí HST ukazují tuto planetu jako velice dynamický svět s velmi jasnými oblaky. Tato oblaka, patrně složená z krystalů metanu kondenzují, když teplejší bubliny plynu vystoupají ze spodních oblastí atmosféry do jejích horních vrstev. Film, vytvořený z řady záběrů planety též jasně ukázal kmity prstence. Kmity jsou zřejmě způsobeny kombinovaným působením gravitačního pole planety a jejích měsíců. Připomeňme, že osa rotace Uranu je jen o 8° odchýlená pod jeho rovinu oběžné dráhy. To znamená, že téměř jednu čtvrtinu Uranova roku (tj. 84 pozemských let) Slunce svítí buď na jeden nebo na druhý pól planety. V roce 2007 bude Slunce ozařovat Uranův rovník.

V současné době se v meziplanetárním prostoru nachází několik sond v různých fázích svého letu.

Sonda Galileo uskutečnila 31.1. další z průletů kolem Jupiterova měsíce Europa, tentokráte ve vzdálenosti 1495 km. Asi 4 hod. po průletu se sonda přepnula do bezpečnostního (nouzového) stavu a teprve 11. 2. se jí podařilo převést do operačního stavu a bylo započato s přehráváním dat, získaných během průletu. Specialisté v letovém středisku JPL se domnívají, že na rozdíl od předchozích problémů během průletů kolem Europy jde tentokráte spíše o programovou záležitost. Rozbor dat, získaných během průletu kolem Europy ukázal, že na povrchu tohoto měsíce vzniká H₂O₂ v důsledku bombardování ledu energetickými částicemi z Jupiterových radiačních pásů. Ovšem jakmile se H₂O₂ vytvoří buď se opět rozpadne vlivem působení ultrafialového záření nebo reaguje v kontaktu s jinými látkami na povrchu. Kromě H₂O₂ zaregistroval infračervený spektrometr sondy ještě CO₂, SO₂ a led. Informace o těchto pozorováních byla publikována 26. 3. v časopisu Science. Jinak bylo zjištěno, že Europa má velice řídkou kyslíkovou atmosféru, podobně jako měsíc Ganymed. Naopak měsíc Kallisto má řídkou atmosféru, složenou převážně z CO₂ a Io z SO₂.

Koncem ledna sonda Mars Global Surveyor ukončila další fázi aerodynamického brždění v atmosféře Marsu a nacházela na dráze o výšce 113 - 551 km a sklonu 93,1° . Poté byla nejmenší vzdálenost sondy od povrchu Marsu zvýšena tak, aby sonda již atmosférou neprolétávala a sonda byla převedena na dráhu 384 - 406 km se sklonem 93° . Dne 19. 2. byla sonda převedena na svou finální mapovací dráhu, která je kruhová o výšce 367 km. Dráha je volena tak, aby Surveyor přelétával zvolenou oblast Marsu vždy ve stejný lokální čas. To umožní efektivnější interpretaci atmosférických a povrchových měření, neboť bude možné lépe sledovat dlouhodobé trendy v sezónních změnách atmosféry a povrchu, zejména formování písečných dun. Sledování případného vzniku a pohybu písečných dun vlivem větru bude velice zajímavé, neboť by se tak prokázalo, že ke vzniku nových dun dochází i v atmosféře 100krát řidší než je zemská atmosféra u hladiny moře. Znalosti o formování dun jsou důležité z hlediska bezpečnosti budoucích robotických či pilotovaných misí na planetu Mars.

První fáze mapování povrchu Marsu byla zahájena 8. 3. Teprve 29. 3. byla úspěšně vysunuta směrová anténa o průměru 1,5 m na konci asi 2 m dlouhé teleskopické tyče. Anténa zůstala dlouho nevysunutá, neboť během letu sondy se zjistilo, že podobný vysunovací mechanizmus na jiné družici nefungoval. Technici se proto rozhodli, že během prvních 21 dní bude uskutečněna tzv. minimální mise fotografování povrchu Marsu, při které zůstala anténa rozevřená na boku sondy (během letu sondy k Marsu nebyla anténa rozevřená, aby nedošlo k její kontaminaci zplodinami manévrovacího motoru). Pro přenos dat bylo tudíž vždy nutné přerušit měření a natočit celou sondu tak, aby anténa mířila k Zemi. Rozevření antény tak zjednoduší přenos dat k Zemi. I když povrch Marsu byl fotografován řadou předchozích kosmických sond, Mars Global Surveyor získává snímky s vyšší rozlišitelností. Data a snímky jsou po 24 hod. zaznamenávány na pevné disky a jednou denně vysílány na Zem. Jednou za tři dny se vysílá “živě”, bez záznamu rychlostí 43 - 80 kbit/s.

Sonda Lunar Prospector snížila dne 29. 1. svou dráhu na vzdálenost pouhých 24 - 37 km nad měsíčním povrchem. Předběžná analýza dat o chemickém složení povrchových vrstev Měsíce získaných sondou potvrzuje výsledky, získané zkoumáním měsíčních vzorků, které ukazují na značné podobnosti v mineralogickém složení Země a Měsíce. Data z gravitačních měření, která jsou v souladu s magnetickými měřeními, ukazují, že hmotné jádro Měsíce má poloměr mezi 220 - 450 km a jeho hmotnost činí asi 2-4% celkové hmotnosti Měsíce. Tyto údaje jsou interpretovány v tom smyslu, že podporují hypotézu o vzniku Měsíce v důsledku srážky Země s jiným tělesem sluneční soustavy (L+K 74 (1998) č. 9, s. 889). Země již tehdy měla své železné jádro zformované a Měsíc vznikl shlukováním vzniklých úlomků, chudých na železo, vytržených z vnějších zemských slupek. Teorie vzniku Měsíce jako důsledku kolize Země s jiným tělesem byla propracovávána řadu let [1,2], ale teprve měření sondy Lunar Prospector jí dodaly větší důvěryhodnost. Výsledky získané sondou a jejich souvislost se zmíněnou teorií vzniku Měsíce byly prezentovány na 30. měsíční a planetární vědecké konferenci v Houstonu a zde tato současná teorie o vzniku Měsíce získala publicitu i v denním tisku (viz např. MF DNES, 18. 3. 1999).

Sonda NEAR sice zatím neletí ve formaci s asteroidem 433 Eros, ale během průletu (L+K 75 (1999) č. 7, s. 449) kolem tohoto asteroidu získala řadu fotografií jeho povrchu. Z nich se dají určit rozměry asteroidu, který se podobá elipsoidu o maximální délce 33 km a průměru 13 km. Z průletu byla určena i hustota asteroidu 2,7 g/cm³. Eros má tak stejnou hustotu jako asteroid Ida a dvojnásobnou ve srovnání s asteroidem Mathilde. Fotografie povrchu ukazují asi 20 km dlouhou brázdu, patrně stopa po dávném impaktu. Dále jsou zde vidět dva krátery o průměrech 8,5 a 6,5 km a řada menších impaktních kráterů, svědčících o tom, že Eros má ve srovnání s asteroidem Ida mladší povrch. Prof. J. Veverka z Cornellovy university v New Yorku, který je vedoucím vědeckého týmu sondy NEAR, se domnívá, že vysoká hustota spolu s morfologií povrchu svědčí o tom, že asteroid Eros je spíše homogenní těleso odlomené impaktem od většího tělesa a nikoliv jen shluk různých úlomků, jakým se zdá být asteroid Mathilde.

Sonda Cassini, která je na cestě k planetě Saturn, přešla dne 11. 1. samovolně do tzv. bezpečnostního stavu. Jde o stav, který mají naprogramován všechny robotické sondy NASA a který je ochranou před neplánovanými aktivitami, které vznikají v důsledku náhodných okolností a mohly by vést k nežádoucí aktivitě sondy, např. k provádění nechtěných manévrů a tím i spotřebování pohonných látek. V bezpečnostním stavu sonda vypíná své přístroje a čeká na povely ze Země. Dne 15. 1. vyslali technici na sondu signály, které aktivovaly některé její přístroje a natočily její 4 m anténu k Zemi. Dále byl vyslán povel k provedení kalibrace všech systémů sondy. Při kontrole bylo zjištěno, že přechod sondy do nouzového stavu byl způsoben chybnou interpretací signálu od čidla, registrujícího referenční hvězdu orientačního systému. Jak se sonda otáčela, dostala se hvězda nenadále do kraje zorného pole čidla, což bylo interpretováno jako chybná orientace sondy a proto sonda přešla do bezpečnostního stavu. Sonda je však stále ve spojení se Zemí buď přes vysokoziskovou anténu o průměru 4 m nebo prostřednictvím všesměrové antény. Než se sonda vydá na svou cestu k Saturnu, prolétne podruhé kolem planety Venuše letos 24. června a poté 18. srpna kolem Země.

Na cestě k Marsu se v současné době nachází sondy Mars Climate Orbiter, Mars Polar Lander a japonská sonda Nozomi. Sonda Mars Polar Lander uskutečnila koncem ledna svou první korekci dráhy, která ji navedla na přesnější dráhu k Marsu a odchýlila od dráhy třetího stupně rakety Delta 2, který planetu mine. Sonda je v denní komunikaci s pozemními stanicemi DSN. Dne 21. 1. se sonda nacházela ve vzdálenosti 5,2 mil. km od Země.

Sondě Nozomi se však let k Marsu prodlouží. Pro poruchu motoru nepodařilo napoprvé provést správně korekční manévr při průletu sondy v blízkosti Země dne 20. 12. 1998 (L+K 75 (1999) č. 7, s. 449). Manévr se povedl až o den později, ale za cenu vyšší spotřeby pohonných látek. Sonda se sice dostala na dráhu, která by ji dovedla v říjnu tr. k Marsu, ale nemá již dostatek paliva pro uskutečnění brzdícího manévru. Jakmile byla specialistům japonského Ústavu pro kosmické a aeronautické vědy (ISAS) situace sondy zřejmá, začali zkoumat, zda jsou ještě i jiné možnosti setkání s planetou Mars, než v letošním říjnu. Podle výsledků analýzy různých drah, zveřejněné 13. 1. se ukazuje, že se sonda, pohybující se po velice protáhlé elipse, přiblíží k Marsu v roce 2000, 2002, 2003 a 2006. První dvě možnosti byly vyloučeny, neboť stále vyžadují příliš mnoho paliva. Nakonec byla vybrána možnost zachycení na dráze kolem Marsu v prosinci 2003. Mezi tím sonda ještě dvakrát prolétne kolem Země a to v prosinci 2002 a červenci 2003, než se konečně vydá na cestu k Marsu. Sonda je natolik robusní, že by měla vydržet téměř pětiletou cestu kosmickým prostorem. Starosti působí pouze mechanizmus vysunutí tyče s magnetometrem, který se bude aktivovat až po uvedení sondy na oběžnou dráhu kolem Marsu. Zatím není jasné, zda mechanismus nezamrzne po 65 měsíců trvající cestě. Jednou z výhod prodloužení mise bude delší doba činnosti sběrače kosmického prachu, který patrně přinese více vědeckých dat.

Za kometárním prachem se vydala i sonda Stardust, úspěšně vypuštěná dne 7. 2. Sonda se pohybuje po protáhlé eliptické dráze, která jí přivede k Zemi 15. 1. 2001. Průletem kolem Země se její dráha a rychlost změní tak, aby se setkala s kometou Wild-2 dne 2. 1. 2004. V okamžiku setkání se budou obě tělesa nacházet ve vzdálenosti 1,9 astronomické jednotky od Slunce. Rychlost sondy je volena tak, aby prolétávala oblakem prachu v okolí komety relativní rychlostí 6,1 km/s. Tak snad zůstane sonda nepoškozena i když je ještě chráněna proti úlomkům v okolí komety speciálním krytem. Pomocí palubní kamery bude sonda navedena na vzdálenost asi 150 km od jádra komety, aby tak bylo možné získat vzorky kometárního prachu z okolí jádra. Vzorky prachu, což jsou prachová zrnka o průměru menším než mikrometr, budou zachycovány do inertního pórovitého křemičitého aerogelu umístěného na držáku ve tvaru tenisové rakety. Po průletu oblakem kometárního prachu bude držák s aerogelem vsunut do návratového pouzdra sondy. Předpokládá se, že bude zachycen asi jeden miligram prachu. Letoví specialisté samozřejmě připouštějí, že těsné přiblížení k jádru komety je značně riskantní fází letu, neboť se přesně neví, s jak velkými úlomky se zde může sonda srazit. Meziplanetární prach bude zachycován do druhé strany aerogelu na druhé straně držáku v období od října 1999 do března 2000 a od května do října 2002. Jelikož každé zrnko prachu zanechá za sebou při zachycení do aerogelu stopu, bude možné rozlišit, jde-li o kometární či meziplanetární prach. Dalším rizikem mise je návrat sondy na Zemi dne 16. 1. 2006. Sonda oddělí návratové pouzdro se vzorkem kometárního prachu ve vzdálenosti asi 110 000 km od Země. Pouzdro o průměru asi 80 cm vlétne do zemské atmosféry rychlostí kolem 12,5 km/s a po zbrždění by mělo přistát na padáku na území vojenské základny v poušti státu Utah. Aby pouzdro správně přistálo, musí být navedení do návratového koridoru značně přesné. Pokud vše dobře dopadne a pouzdro šťastně přistane, nepředpokládá se, že by bylo nutné uložit získaný vzorek do karantény, podobně jako tomu bylo se vzorky získanými při letech Apollo. Prachová zrnka se totiž budou sterilizovat sama vysokou teplotou, která vznikne při zachycení zrnka v aerogelu zbržděním jeho relativní rychlosti 6,1 km/s (nepředpokládá se však, že vzniklá teplota bude tak velká, aby došlo ke změnám v morfologii částic). Na zbytku sondy, která bude dále pokračovat v letu meziplanetárním prostorem, jsou umístěny dva křemíkové čipy s vyleptanými jmény asi 1 mil. obyvatel Země, kteří svá jména poslali konstruktérům sondy prostřednictvím Internetu. Mezi nimi je i 58 214 jmen vojáků padlých ve Vietnamu, uvedených na Památníku vietnamských veteránů ve Washingtonu. Životnost čipů je asi 1 miliarda let.

Jedním z 12 technologických experimentů, které nese sonda Deep Space-1, je i automatický navigační systém, známý jako AutoNav. Jeho úkolem je lokalizace sondy v planetární soustavě pomocí snímání známých asteroidů a vzdálených hvězd, jejichž pozice AutoNav zná. Navigační systém pak porovná skutečné polohy s plánovanými a podle toho zadá iontovému pohonnému systému tahový režim a dobu funkce. Přitom AutoNav bere v úvahu, kolik energie mohou produkovat sluneční články podle vzdálenosti od Slunce a započítává i energetickou konzumaci sondy, neboť s rostoucí vzdáleností od Slunce roste i spotřeba elektrické energie potřebné pro zahřívání některých systémů sondy. Pokud iontový pohonný systém pracuje, AutoNav sleduje letový profil sondy a každých 12 hodin upravuje směr a velikost tahu iontového motoru. Dne 12. 12. 1998 byl iontový pohon zastaven a AutoNav orientoval svou kameru tak, aby mohl snímat polohy asteroidů a hvězd. Získané snímky byly též vyslány do řídícího střediska, kde budou sloužit k optimalizaci programového vybavení, nutného pro zpracování těchto snímků navigačním systémem. Po této fázi byl iontový motor opět spuštěn a pracoval do 5. 1., kdy byla skončena první aktivní pohonná fáze letu sondy Deep Space 1. Během této fáze motor pracoval 850 hod. a uskutečnil 59 pracovních cyklů, kdy z různých důvodů došlo k přerušení práce motoru a k jeho novému spuštění. 12. 1., kdy se sonda nacházela ve vzdálenosti přes 17 mil. km, byl uskutečněn telekomunikační experiment, kterého se účastnily i stanice DSN (Deep Space Network). Vysílání sondy v pásmu K_a (od 12 do 40 GHz) bylo zachycováno přijímací stanici v Goldstone v Kalifornii. Toto frekvenční pásmo je asi 4x vyšší než dosud používaná pásma pro spojení se sondami ve vzdáleném meziplanetárním prostoru a dovoluje přenášet větší kapacitu informací při menším výkonu a bude výhodné pro spojení s budoucími sondami. V červenci tr. se má sonda přiblížit k asteroidu s označením 1992 KD, který by měla vyfotografovat ze vzdálenosti asi 10 km. Aby bylo možné uskutečnit toto setkání, byla dne 16.3. zahájena nová pracovní fáze iontového motoru, která potrvá do 26. dubna.

Mezinárodní tým astronomů, pracující s kosmickým teleskopem HST, objevil řadu malých hvězdných shluků v centrální oblasti gigantické eliptické galaxie NGC 1316, která se nachází v jižním souhvězdí Fornax. Takové shluky bývají obvyklé ve spirálních galaxiích podobných naší Mléčné dráze, ale zřídka jsou pozorovány v eliptických galaxiích. Astronomové předpokládají, že tyto malé hvězdné shluky jsou pozůstatkem jiné galaxie, kterou NGC 1316 pohltila někdy v průběhu posledních 100 milionů let. Pozorované shluky jsou totiž příliš staré nato, aby vznikly při galaktické kolizi. Dalšími známkami pohnuté minulosti této galaxie jsou prachová oblaka, vzniklá po kolizi, která padají do středu galaxie, ve které je pravděpodobně masivní černá díra, která je současně i silným rádiovým zdrojem. Studium takových malých hvězdných shluků, které není možné pozorovat pozemskými teleskopy, přispívá k pochopení procesů formování a vývoje galaxií.

Ovšem dva ze 6 stabilizačních gyroskopů HST selhaly a třetí pracuje nespolehlivě a očekává se, že vysadí do tří měsíců. Pro zabezpečení vědeckých měření sice stačí, aby byly tři stabilizační gyroskopy provozuschopné, ale pak by již nebyla záloha v případě selhání dalšího gyroskopu. Proto NASA zvažuje vyslání mimořádné opravárenské mise k HST v říjnu tohoto roku, tj. asi o rok dříve, než se původně plánovalo. Problémem je dát do souladu tento neplánovaný let k HST se současným plánem letů raketoplánů v říjnu a prosinci tr. k postupně budované Mezinárodní kosmické stanici ISS.

Intensivní záblesky gama záření, nazývané též GRB (Gamma Ray Burst) jsou registrovány observatořemi na oběžné dráze velice často. Proto jsou v současné době středem zájmu jak astronomů tak médií. Svědčí o tom i velice informativní článek ing. K. Pacnera v MF DNES (30. 1. 1999). Obvykle takové záblesky přichází náhle a na velmi krátkou dobu. Proto byl velmi zajímavým záblesk GRB, který nastal 23. 1. a který trval natolik dlouho, že bylo možné pozorovat jeho zdroj i opticky. Záblesk zaznamenala nejprve na oběžné dráze Comptonova observatoř gama záření organizace NASA. Jeho intensita postupně narůstala a palubní počítač observatoře byl schopen určit přibližnou polohu zdroje a vyslal o tom informaci do Sítě pro souřadnice GRB v Goddardově letovém středisku NASA, odkud byla tato informace ihned distribuována do všech astronomických observatoří na celém světě. Tato informace dorazila i do řídícího počítače automatizovaného experimentu pro optické vyhledávání ROTSE (Robotic Optical Transient Search Experiment) v Los Alamos v Novém Mexiku. Systém, který byl ve vhodné poloze pro pozorování, začal okamžitě natáčet teleskop do udaného směru, ve kterém se měl zjištěný zdroj GRB nacházet. Již 22 s po vyslání informace z Comptonovy laboratoře byl získán první optický snímek, na kterém byla vidět nová hvězda s narůstajícím jasem. Za dalších 5 s nastalo maximum a jasnost hvězdy dosáhla 9. hvězdné velikosti (tj. asi 16 krát slabší, než je možné vidět pouhým okem, i když již amatérským teleskopem by bylo možné objekt pozorovat). Za 8 minut po počátečním pozorování již intenzita hvězdy klesla asi 1000 krát ve srovnání s maximální jasností. Událost byla též zaregistrována přístroji družice BeppoSAX, které byly schopné dát přesnější souřadnice zdroje. Asi tři hodiny po události byl dohasínající zdroj GRB pozorován 1,5 m teleskopem na Mt. Palomar, kterým se podařilo ještě více zpřesnit polohu zdroje. Další noc tedy bylo možné pozorovat zdroj desetimetrovým teleskopem Keck II na Maua Kea (Havaj), který určil vzdálenost zdroje na 9 mld. světelných let. Astronomové zatím přesně neví, co je příčinou těchto záblesků gama, snad jde o srážku dvou neutronových hvězd, dvou černých děr či kolapsu neutronové hvězdy. (Problematice gama záření neutronových hvězd, magnetarů a zdrojů SGR (Soft Gamma Repeater) je věnován přehledný článek v Physics Today [3]). Naštěstí pro nás pozemšťany se však takové události odehrávají daleko od nás. Kdyby se zdroj nacházel v Mléčné dráze, jeho optická složka by podle odhadu Dr. Alan Bunnera, vedoucího vědeckého programu studia struktury a vývoje vesmíru organizace NASA, ozářila noční oblohu Země. Analýza získaných měření naznačuje, že energie záření byla koncentrovaná do úzkého svazku, který při své rotaci mířil několik desetin vteřiny k Zemi. Odhad uvolněné energie ve svazku gama záření odpovídá asi stonásobku veškeré energie, kterou vyzářilo naše Slunce za dobu své existence, tj. za asi 5 miliard let.

V průběhu posledních 50 let doplnili astronomové své optické dalekohledy i pozorováními v neviditelné oblasti spektra, tj. v oblasti rádiových vln, X a gama záření. Nyní budou tyto metody doplněny novými disciplinami - neutrinovou a gravitační astronomií. Registraci neutrin, přicházejících z kosmického prostoru, bude provádět systém detektorů AMANDA (Antarctic Muon and Neutrino Detector Array). Síť detektorů je umístěna nedaleko výzkumné polární stanice americké Národní vědecké nadace NSF na Jižním pólu v hloubce asi 2,5 km a jejím úkolem je registrovat světelné záblesky vzniklé při srážce neutrin s jinými částicemi. Připomeňme, že srážka neutrina s jinou částicí je velice vzácná, neboť neutrina jsou částice neutrální pohybující se téměř rychlostí světla. Při různých energetických procesech ve vesmíru jich však vzniká veliké množství. Podle F. Halzena, který navrhl výstavbu observatoře AMANDA, ve vteřině, kdy čtenář čte tyto řádky, jím proletí miliardy neutrin aniž mu nějak ublíží. Pokud dojde ke srážce neutrina se subatomovou částicí v hustém antarktickém ledu, vybudí se částice muon, která pokračuje v původní dráze neutrina a přitom září v elektromagnetickém spektru. Z intenzity vzniklého záření lze soudit na teplotu, hustotu a fyzikální procesy, probíhající v hvězdném tělese, které neutrino vytvořilo. Nízkoenergetická neutrina přilétají ze Slunce nebo jsou generována srážkami kosmického záření s horními vrstvami atmosféry. Vysoce energetická neutrina přilétají z černých děr, z kolabujících hvězd nebo vznikají současně s GRB. Detektory AMANDA byly umístěny v hloubce hustého a temného ledu Antarktidy, aby byla jistota, že jakákoliv zaregistrovaná světelná intenzita je od srážek neutrin. Jiné částice do těchto hloubek již nepronikají. Nadto v Antarktidě nejsou zemětřesení a led v těchto hloubkách netaje takže detektorům nehrozí nebezpečí mechanického poškození ani koroze.

Registrace gravitačních vln vznikajících například při gravitačním kolapsu hvězd je úkolem nového zařízení LIGO, stavěného nedaleko města Hanford ve státě Washington. Zařízení LIGO (Laser Interferometer Gravitational wave Observatory) je tvořeno dvěma tunely o délce 2,5 km, které jsou na sebe kolmé. Tunely budou procházet laserové paprsky, které spolu budou interferovat. Předpokládá se, že při dopadu gravitační vlny se vlnová délka jednoho paprsku nepatrně protáhne a u druhého se zkrátí. Tím se změní i registrovaný interferogram obou paprsků. I když teoreticky jakýkoliv pohyb hmotného tělesa generuje gravitační vlny, lze očekávat, že bude možné registrovat jen intenzivní gravitační vlny, vzniklé v průběhu nějaké hvězdné katastrofy. S myšlenkou realizace měření gravitačního záření přišel J. Weber v roce 1969 [4]. Tehdy umístil dva hmotné válce v elastických závěsech do vzdálenosti 1000 km od sebe a předpokládal, že při současném dopadu gravitační vlny na oba detektory bude možné nalézt koincidence v registrovaných kmitech válců. Válce totiž stále kmitají  jednak v důsledku tepelných kmitů nebo chvěním okolí. Ukázalo se však, že tento i další modely detektorů gravitačního záření neměly dostatečnou citlivost k detekci gravitačních vln přicházejících z kosmického prostoru.

(ek)

Zpracováno podle Space News, 10, 1999, č. 1 - 13,

Air et Cosmos, 1998, č. 1686 -1696,

NASA News 99-8, 99-13, 99-24, 99-35, 99-38, 99-43, 99-47, 99-48.

Dále byly použity internetové informační bulletiny:

- FLORIDA Today Space Online: 011699, 012999, 020499, 021999, 022399, 022699, 022799, 030299, 031199, 031699, 031899, 032399, 032699, 032999, 041299.

- Jonathan´s Space Reports č.: 386 - 393.

Další literatura:

[1] A. P. Boss: The Origin of the Moon, Science 231 (24. January 1986), s. 341.

[2] S. R. Taylor: The Origin of the Moon, American Scientist (1987), č. 9-10, s. 469.

[3] L. Bildsten, T. Strohmayer: New Views of Neutron Stars, Physics Today (1999), č. 2, s. 40.

[4] J. Weber: Evidence for Discovery of Gravitational Radiation, Phys. Rev. Lett. 22 (1969) č. 24, s. 1320.

Vyšlo v časopise Letectví a kosmonautika 75 (1999) č. 9, s. 581 - 584; č. 10, s. 633 - 635;. č. 11, s. 720 – 721.