Ještě nikdy v historii lidský stroj nepřistál na kometě. Zatím žádný pozemský přístroj neprovázel kometu peklem těsného přiblížení ke Slunci. Už brzy se to změní. Sonda Rosetta zahajuje parkovací manévry.

Ale přesuňme se na chvíli o 45 let zpátky. Je září 1969 a v potemnělé místnosti Ústavu pro astrofyziku v Alma-Atě právě Klim Ivanovič Čurjumov stiskl vypínač. Skleněná deska před ním se rozzářila a zvýraznila tisíce temných teček hvězd. Na neměnném hvězdném pozadí hledal bod, který mezi hvězdami nemá co dělat, bod, na který před pár dny mířila optikou dalekohledu jeho kolegyně Světlana Gerasimenková, když exponovala tento snímek. A našel. Ten bod byl až u samého okraje snímku – nezaměnitelně charakteristický obrázek komety, pohybující se meziplanetárním prostorem. Čurjumov si zapsal, kde fotografovanou kometu 32P/Comas Solà našel, desku pečlivě uložil mezi ostatní, a za několik dní se i s pracovním nákladem vydal do svého domácího vědeckého působiště v Kyjevě.

Po několika dnech znovu rozložil všechny pořízené snímky, aby je prozkoumal detailněji, a až nyní si uvědomil, že kometární vetřelec je na snímku zaznamenán 1,8 stupně mimo oblast, kde měla být podle výpočtů kometa 32P/Comas Solà v daný okamžik. Zaměřil se tedy na vypočítané místo a objevil na něm slabounký obláček hledané komety, který mu předtím unikl. To ovšem znamenalo, že kometu z okraje snímku spatřil jako první na světě. Tak začal příběh komety, která dnes nese jméno 67P/Čurjumov-Gerasimenko.

Kometa Čurjumov-Gerasimenko 19. února 2009

Snímek komety 67P/Čurjumov-Gerasimenko ze Země při předešlém návratu 19. února 2009 přes 2m dalekohled z Kavkazu (autor: A. Baransky)

Jak se budí komety

Komety jsou jedny z nejzajímavějších objektů naší Sluneční soustavy, ty nejjasnější odnepaměti fascinovaly, ale i děsily lidstvo. Astronomie moderní doby přidala těmto objektům další význam – „životadárnou“ roli v zanesení vody a organických látek na povrch naší planety. (Podle posledních výzkumů se zdá, že komety na Zemi přinesly zhruba polovinu veškeré vody, která je dnes na jejím povrchu; druhá polovina pochází z nitra planety a dostala se na povrch při geologických procesech, pozn. red.) Jádra komet ovšem ukrývají rovněž odpovědi na otázky související s počátkem celé naší sluneční soustavy. Minerály tvořící jejich jádra se totiž skládají z nepřeměněného původního stavebního materiálu. A právě jich by se měl „dotknout“ přistávací modul Philae, který je na palubě sondy Rosetta.

Ta přitom není prvním lidským strojem zkoumajícím kometu z bezprostřední blízkosti (vzpomeňme na Halleyovu kometu, k jejímuž průzkumu odstartovalo pět sond, přičemž nejúspěšnější Giotto ji snímala ze vzdálenosti pouhých 600 km). Rosetta je ale první kosmickou sondou, která kolem komety jen neprolétne, ale rovněž u ní na delší čas „zaparkuje“. A v tom je její výjimečnost. Poprvé, a z tak velké blízkosti, nyní budeme moci pozorovat, jak se jádro komety „vzbudí“. V současné době je kometa od Slunce 4x dále než Země a z jejího povrchu se vypařuje pouze minimum vody. Až však překoná „mrazivou linii“, vzroste přísun tepla od Slunce natolik, že se začne rychle odpařovat vodní led. Povrch jádra tak začne ožívat v přímém přenosu a proudy odpařené vody s sebou budou strhávat jemný prach povrchu a vytvářet kolem něj atmosféru komety – komu.

V dnešní době monitorují profesionální i amatérští astronomové vývoj jasnosti desítek komet ročně. Pozorovaná jasnost komety a její změny jsou ovšem jen vnější projevy, které nám o dějích uvnitř jádra a na jeho povrchu vyprávějí jen zprostředkovaně. U komet často pozorujeme nečekaná zjasnění, která často spojujeme s explozemi plynů. Poprvé v historii však budeme mít možnost dlouhodobě sledovat kometu „zevnitř“ a existuje šance podobnou událost zachytit a přímo sledovat fyzikální příčiny, které k ní vedly. Sonda Rosetta je tedy první nadějí pro ověření mnoha fyzikálních modelů, vyvíjených vědci v posledních desítkách let.

Přístroje sondy a později i přistávacího modulu budou zkoumat odpařené plyny a minerály obsažené v prachu komety. Právě ten ostatně patří mezi hlavní lákadla pro výzkumníky. Předpokládá se, že by měl obsahovat minerály starší než sluneční soustava. Analýza obsahu různých minerálů a jejich podíl v prachu komety může povědět mnoho o místě, kde naše sluneční soustava vznikala a jaké typy hvězd se zde před naším Sluncem nacházely. Mnoho minerálů je totiž typických pro určité třídy hvězd.

Umělecká představa sondy Rosetta u komety Čurjumov-Gerasimenko

Umělecká představa sondy Rosetta u komety Čurjumov-Gerasimenko (zdroj: ESA–C. Carreau/ATG medialab)

Plán mise

Rosettina cesta ke kometě ale měla původně vypadat docela jinak. Byla určena k cestě za jinou kometou Jupiterovy rodiny – 46P/Wirtanen. Kvůli odkladu startu ale sonda propásla možnost dosáhnout této komety, proto výzkumníci vybrali za náhradní cíl kometu 67P/Čurjumov-Gerasimenko.

O bezvadný start se 2. března 2004 postarala raketa Evropské kosmické agentury Ariane 5 G+ ve Francouzské Guyaně. Měla před sebou více než desetiletou cestu k cíli, kterou z části „prospala“ mezi čtyřmi gravitací asistovanými manévry – třemi u Země a jedním u Marsu, které sondě ušetřily palivo a umožnily změnu dráhy přesně tak, aby bylo možno komety dosáhnout.

Dvě procitnutí ze spánku však Rosetta přece jen absolvovala. Prvé v září 2008, kdy se přiblížila k tělesu Steins – vzácné planetce typu E s vysokou odrazivostí povrchu –, druhé v červenci 2010, kdy prolétla ve vesmírně těsné vzdálenosti 3 162 km kolem planetky Lutetia, objevené mezi prvními tělesy této třídy již v roce 1852.

Nyní je Rosetta takřka u cíle. Právě dnes dosáhne vzdálenosti jednoho milionu km od jádra komety. Palubní počítač zažehne trysky, které rychlost přibližování sondy ke kometě sníží ze 775 m/s na cca 300 m/s. Bude to druhý z deseti brzdných manévrů, které sondu čekají do začátku srpna, kdy Rosetta zaparkuje na oběžné dráze komety, zhruba 200 km od jejího jádra.

Až Rosetta dožene kometu, mírně ji předletí. Poté bude kolem komety kroužit po předem dané křivce, přičemž v závěru sníží svou vzdálenost od jádra komety z asi 100 km na pouhých 25 až 30 km. Z takto těsného přiblížení bude vznikat detailní mapa povrchu komety, která vědcům umožní vytipovat nejlepší místo k přistání modulu Philae. Bezprostředně před výsadkem Philae klesne Rosetta ještě blíže k jádru, až na hranici 2,5 km. Pozn: Tato animace není v měřítku; solární panely Rosetty mají rozpětí 32 m, zatímco kometa je přibližně 4 km široká(zdroj: ESA–C. Carreau)

Vědecké přístroje budou pracovat už během celé doby brzdění, po 6. srpnu budou už moci sledovat jádro komety z maximální blízkosti, která umožní detailní snímkování povrchu jádra, k němuž se v listopadu vydá přistávací modul Philae. Kometu pak bude sonda sledovat až do průletu přísluním v srpnu roku 2015 a zůstane v její blízkosti minimálně do prosince téhož roku.

Vybavení sondy

Sonda je poměrně těžký kousek, váží 3 tuny, z toho většina váhy připadá na oběžný modul, zatímco přistávací modul Philae váží „pouhých“ 100 kg. Na palubě nese celkem 11 vědeckých přístrojů:
* Spektrometr ALICE má analyzovat chemické složení jádra i komy – atmosféry komety.
* CONSERT má prozkoumat vnitřní strukturu jádra komety.
* Složení prachu v komě komety bude zkoumat přístroj COSIMA.
* Hustotu prachových zrnek v okolí sondy, hmotnost části prachu a jejich rychlost a směr bude zkoumat přístroj GIADA.
* MIDAS bude zkoumat prachové prostředí komety.
* Povahu kometárního jádra, sublimaci plynu z něj a vývoj komy má sledovat mikrovlnný detektor MIRO.
* Snímky v optické a infračervené oblasti bude pořizovat dvojice kamer v přístroji OSIRIS.
* Spektrometr ROSINA bude zkoumat atmosféru a ionosféru komety, rychlost a hustotu toku plynu z jejího jádra. RPC kombinuje několik různých detektorů s cílem zkoumat plazmu v komě komety.
* Přesné stopování pohybu sondy zajišťuje radiový přístroj RSI.
* Spketrometr VIRTIS bude zkoumat další aspekty povahy jádra a plynu v komě.
Umělecké ztvárnění průletu kolem Marsu 25. února 2007, kdy sonda využila jeho gravitace ke změně dráhy.

Umělecké ztvárnění průletu kolem Marsu 25. února 2007, kdy sonda využila jeho gravitace ke změně dráhy. (zdroj: ESA)

Kometární chaotička

Kometa 67P/Čurjumov-Gerasimenko patří do tzv. Jupiterovy rodiny komet, což je velice početná skupina několika desítek těles s krátkou dobou oběhu kolem Slunce, pohybující se obvykle mezi 5 a 10 roky. Jupiterovou rodinou se nazývá podle dráhy těchto komet, které jsou pod silným gravitačním vlivem páté planety. Častá přiblížení k Jupiteru způsobují chaotický vývoj kometárních drah, což má za následek velice krátkou životnost těchto komet.

Fakt, že tyto komety existují i v současnosti, proto musí znamenat, že rodina těchto komet je neustále doplňována o nová tělesa. Jejich život končí buď vyčerpáním vodního ledu jádra, čehož následkem jsou pak k nerozeznání od planetek, jindy končí svou pouť těsným přiblížením k Jupiteru, tak jako například kometa Shoemaker-Levy 9, která v atmosféře obří planety zanikla roku 1994. Jiné komety jsou naopak úplně „vyhozeny“ ze Sluneční soustavy, jako se to stalo Lexelově kometě v roce 1779. Doplňování populace těchto komet je vysvětlováno průběžným vychylováním těles Kuiperova pásu do vnitřních oblastí planetárního systému. Za mezičlánek mezi Jupiterovou rodinou komet a Kuiperovým pásem je považovaná skupina těles na protáhlých drahách za Jupiterem, nazývaná Kentauři. Jak název napovídá, jde o polokomety, poloplanetky, jinými slovy zatím neaktivní jádra komet, jež vytvoří typickou kometární komu jen vzácně.

Také dráha komety Čurjumov-Gerasimenko měla v minulosti chaotický vývoj. Do roku 1959 se několik staletí pohybovala na mírně protáhlé dráze, na níž se ke Slunci přibližovala jen o trochu blíže než na trojnásobek vzdálenosti Země-Slunce (3 astronomické jednotky), zhruba do oblasti pásu planetek. Tady byla kometa ještě téměř neaktivní, neboť v této vzdálenosti ještě panují příliš nízké teploty na to, aby se významně vypařovala voda. Dne 4. února 1959 se však kometa přiblížila k Jupiteru na kritickou vzdálenost 77 milionů km, což způsobilo značnou změnu dráhy. Přísluní komety se díky tomu přesunulo mnohem blíže ke Slunci, na vzdálenost okolo 1,3 astronomické jednotky, tedy blíže než planeta Mars. Zvýšený přísun Slunečního tepla pak způsobil podstatný nárůst kometární aktivity, díky čemuž byla hned při druhém návratu po změně dráhy objevena.

Sonda Rosetta zahájila snímání komety již 27. března 2014

Sonda Rosetta zahájila snímání komety již 27. března 2014, na sérii snímků do 4. května je vidět, jak se kometa začíná probouzet a kolem jejího jádra se vytváří obal z plynu a prachu – koma. (zdroj: ESA/Rosetta/MPS for OSIRIS Team MPS/UPD/LAM/IAA/SSO/INTA/ UPM/DASP/IDA)

Pozorujte kometu

Nárůst aktivity komety nebyl okamžitý, v posledních návratech bývá kometa jasnější než v době objevu. Při prozatím posledním návratu v roce 2009 byla dokonce v dosahu menších dalekohledů. Rovněž v průběhu nejbližšího návratu ji budeme moci na obloze sledovat pomocí dalekohledu. Nelze čekat žádnou zářnou kometu. Ročně kolem Slunce projde několik desítek podobných objektů. Většina z nich má podobu nenápadných mlhavých obláčků, jež v dalekohledu snadno přehlédneme. Jen vzácně se objeví dostatečně aktivní kometa, u níž spatříme i ohon. Komety viditelné pouhým okem se objevují výjimečně, jednou za několik let.

Období viditelnosti komety Čurjumov-Gerasimenko začíná za rok, v červenci 2015. V srpnu pak dosáhne největší jasnosti (okolo 10. mag). Návrat není pro pozorování příliš příznivý, celou dobu bude vidět nízko nad obzorem a pouze na ranní obloze před začátkem svítání. K Zemi se nejvíce přiblíží na úctyhodnou vzdálenost 265 miliónů kilometrů.

 

Titulní snímek: Přistávací modul Philae na kometě (zdroj: ESA/ATG medialab)

Print Friendly

Tagy

O autorovi

Jakub Černý

V roce 1997 ho uchvátila jasná kometa Hale-Bopp, od té doby se začal věnovat amatérskému a později i profesionálnímu výzkumu komet. Patří mezi nejaktivnější české pozorovatele komet, má na kontě přes 1 000 pozorování více než 120 různých komet. Kromě toho se věnuje i popularizaci astronomie. Za obě činnosti mu byla v letošním roce udělena Českou Astronomickou Společností cena Zdeňka Kvíze.