Vesmír je skutečně velký. Je těžké si představit jen tu ohromnou prázdnotu, a teď si navíc představte, že se ve vesmíru vše hýbe. A to opravdu hodně rychle. Není proto vůbec jednoduché zacílit a trefit kometu vzdálenou stovky milionů kilometrů od Země, letící jinou rychlostí, po jiné dráze v prostředí, které na nikoho nečeká, nikoho nešetří a je výzvou samo o sobě.

V červenci letošního roku dostihla kometu 67P/Čurjumov–Gerasimenko sonda jménem Rosetta. Cesta sondy ke kometě trvala neuvěřitelných deset let. Pojďme se tedy podívat, co vše je nutné, abyste úspěšně trefili kometu.

Peníze

Vesmírné stroje, sondy a výzkum tvoří špičkové technologie pohybující se na samých hranicích našich znalostí, aby dokázaly odhalit to, co ještě nevíme. Prostředky na takový výzkum jsou proto úměrně vysoké. Dnes už není nijak extrémně finančně náročné vyslat družici na oběžnou dráhu Země, ale čím složitější a speciálnější je mise, tím dražší samozřejmě je. Pokud se bavíme o postavení sondy, která má letět na tak speciální misi, jakou má Rosetta a modul Philae, musíme si uvědomit, že mezi prvotním návrhem mise a postavení startu sondy na vrcholu rakety stojí mnohdy desítky let. A právě peníze vynaložené na toto dlouhé období návrhu, vývoje a stavby tvoří největší část celé mise. Nesmíme zapomenout ani na cenu rakety nebo finance nutné k zajištění komunikace se sondou během jejího letu. U sondy Rosetty je to ještě extrémnější, protože mezi návrhem a startem bylo necelých dvacet let a mezi startem a cílem dalších deset.

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)

Správný čas

Načasování startu je více než důležité. Pokud pošlete sondu příliš pozdě, bude potřebovat příliš mnoho paliva, aby dosáhla rychlosti, která jí umožní dosáhnout cíle. Dokonce se může stát, že už nebude ve vašich silách cíl dohnat a budete muset zvolit nový cíl, nebo hodně dlouhou čekat. Pokud odstartujete příliš brzy, bude vás to stát také hodně paliva. Vesmír je totiž zvláštní prostředí, kde se rychlost udělená tělesu nesnižuje, protože se nemá o co třít, a tak veškeré brzdění, o které se na Zemi starají fyzikální zákony, musíte vykonat motory sondy. Přitom ale musíte udržovat tu správnou dráhu, protože nešikovné ubrání rychlosti ve špatnou chvíli vás může navždy připravit o možnost dosáhnout cíle. Vesmírné létání není zkrátka žádná hračka.

Například sonda Rosetta vinou poruchy na nosné raketě startovala později, proto bylo nutno změnit cíl, protože původně zvolená kometa 46P už nebyla v dosahu. I přesto však proti původně plánovaným osmi letům trval let k náhradní kometě jen o dva roky déle.

Energie

Sonda pro svůj let a následný výzkum potřebuje energii. Při tak dlouhé cestě klasické baterie nestačí, a tak si sondy s sebou vozí i malé elektrárny. Ty, které létají blízko Slunce, si vystačí se solárními panely, ale čím dál sonda letí, tím méně získává energie. Některé sondy jsou proto vybaveny generátory využívajícími nukleární palivo. Nejsou to však klasické reaktory jako v jaderné elektrárně. Jedná se o speciální zařízení, které využívá pouze teplo uvolňované z rozpadu radioaktivních prvků, a to rovnou přeměňuje na elektřinu.

Sonda Rosetta je vybavena velkými solárními panely s úctyhodným rozpětím třiceti dvou metrů, aby v tak velké vzdálenosti od Slunce dokázaly dodávat ještě dostatek energie. Přistávací pouzdro Philae, které cestuje s Rosettou, má na svém povrchu také solární články.

Přistávací modul Philae na kometě

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

Navigace

Trefit takovou kometu není nic snadného. Na úsvitu kosmického věku bylo obtížné trefit i náš Měsíc, a ten není zrovna malý a na vesmírné poměry je takřka za rohem. Navigace k jednotlivým planetám je věc i nadále velice složitá a i dnes se stává, že se kosmické agentury prostě netrefí. Výkon sondy Rosetta, která po desetileté cestě našla malou kometu kdesi za oběžnou dráhou Saturnu, je proto obdivuhodná.

Sondy se ve vesmíru snaží orientovat podle nějakých pevných bodů. Vzhledem k tomu, že takových věcí se v nekonečném prázdném prostoru nedostává, snaží se zaměřit na relativně pevné body. Zpravidla na naše Slunce a nějakou hvězdu, která je dobře vidět. Díky tomu vědí, jak se mají orientovat. Zbytek dráhy je velice složitá a obsáhlá matematika.

Rychlost

Rychlosti ve vesmíru jsou o několik řádů vyšší proti těm, s kterými pracujeme na Zemi. Aby družice obíhala kolem Země, musí jí být udělena rychlost skoro dvacet osm tisíc kilometrů v hodině. Družice této rychlosti dosahuji pomocí raket, které je vynášejí. Nicméně ani rakety nejsou tak silné, aby poslaly družici dál. Rychlost nutná k odpoutání se z gravitačního vlivu naší planety je totiž ještě vyšší. Nazývá se druhá kosmická rychlost a její hodnota přesahuje 40 000 km/h. Takové rychlosti ještě umíme dosáhnout pomocí motorů sond a raket, ale pokud chceme letět ještě dál, je nutné si nějak pomoci.

Lidé si pomáhají takzvanými gravitačními manévry, které využívají gravitace planet k urychlení prolétajícího tělesa. Když totiž sondu šikovně navedete, aby proletěla ve správném směru kolem planety, ta jí nezbrzdí, ale naopak jí udělí ještě vyšší rychlost a pošle dál.

Rosetta to využila několikrát. Tři dny po startu se vymanila ze zemského gravitačního pole a letěla po heliocentrické dráze nedaleko od Země. K té se po roce přiblížila, aby ji gravitace naší planety vystřelila k Marsu. Jeho povrch sonda detailně prozkoumala během průletu 27. 2. 2007 a zaměřila se i na jeho měsíc Phobos. Gravitace Marsu ohnula letovou dráhu sondy a navedla ji zpět k Zemi. Tu minula 13. 11. 2007 ve vzdálenosti 5301 km od povrchu. Trasa sondy tak byla opravdu složitá.

Složitá cesta sondy Rosetta s několika gravitačními manévry, během nichž se opakovaně přiblížila k Zemi a jednou k Marsu.

Ukázali jsme si, že střílet na kometu není nic jednoduchého. O to větší dobrodružství to však je a Evropská kosmická agentura ukazuje, že je v takovém střílení opravdu dobrá.

 

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

Print Friendly