Dvojčata "pod Sluncem"

Krátce o Slunci a jeho výzkumech
Slunce je nejbližší hvězda k naší planetě. Je od nás vzdálena necelých 150 milionů kilometrů, což je hodnota, kterou astronomové přijali jako jednotku vzdálenosti ve sluneční soustavě. Česky se značí jako astronomická jednotka, zkratku má AU z anglického Astronomical Unit. Slunce je tvořeno z vodíku a helia. Vodík je přítomen v jádře a díky extrémním teplotám a tlakům se postupně mění na helium - tato reakce se nazývá termojaderná fúze. Uvolňuje se tím neuvěřitelné množství energie, která je pro nás významné ve formě světla a tepla.

Životnost Slunce se odhaduje na přibližně 10 miliard let (dnes je mu asi 4,5 mld. let). Podle pozorování jiných hvězd z jiných hvězdných soustav se odhaduje, že i Slunce skončí svoji činnost po vyčerpání zásob vodíku ve svém jádru. Začne chladnout a jeho vnější vrstvy se následkem toho začnou rozpínat. To povede ke vzniku tzv. rudého obra. Ten bude ale nadále několik milionů let vydávat světelné a tepelné záření o ještě větší intenzitě, než nyní. Po vyčerpání posledních zásob vodíku se jádro smrští, vnější vrstvy budou odhozeny a vznikne planetární mlhovina a z jádra se stane tzv. bílý trpaslík. Ten bude ještě stovky miliard let vydávat světelné a tepelné záření, zatímco bude v kosmickém vakuu pomalu chladnout.

Kresba vrstev Slunce|foto: NASA

Sond určených ke zkoumání Slunce bylo více a ne všechny dopadly úspěšně. Např. sonda Genesis měla za úkol dostat se blízko Slunci a tam sbírat částice tzv. slunečního větru a ty poté v návratovém pouzdře dopravit zpět na Zem. Ovšem v poslední části mise selhal padákový systém a sonda byla na povrchu Země zničena. Asi nejznámější a nejúspěšnější sondou vyslanou ke Slunci je SOHO.

Planetární mlhovina NGC 7293 zachycená dalekohledem Spitzer. Uvnitř je výborně vidět ještě velmi žhavé a svítící jádro již zaniklé hvězdy.|foto: NASA

Popis a úkoly dvojčat
Jedná se o dvě identická umělá kosmická tělesa. Jejich název STEREO je ve skutečnosti zkratkou, která v plné kráse zní: Solar TErrestrial RElations Observatory. Kdo si tuto zkratku přeloží, tak jistě dojde i k samotnému úkolu sond STEREO.

Ty mají zkoumat vztahy panující mezi naší planetou a Sluncem. To zahrnuje snímání sluneční koróny, intenzity slunečního větru (tj. proud elektricky nabitých částic vystřelujících ze Slunce při koronárních erupcích), atd. Jejich velká přednost je právě v tom, že jsou dvě - každá operuje z jiného bodu a teoreticky z pohledu od Slunce spolu sondy uzavírají postupně se zvětšující úhel (viz. níže). Díky tomu jsou schopny vytvářet 3D modely povrchových částí hvězdy.

Jeden z prvních 3D snímků Slunce. Proto, abyste viděli tento snímek v plné kráse, musíte mít 3D brýle.|foto: NASA

Zdlouhavá cesta k cíli
Sondy startovaly současně pomocí rakety Delta II. První pokus o start konaný dne 26. října 2006 se zdařil na výbornou a sondy byly navedeny na parkovací dráhu kolem Země. Na té nesečkaly ani deset minut a zážehem třetího stupně rakety byly urychleny na silně eliptickou dráhu kolem Země. Krátce poté se rozdělily a dále pluly vesmírem sice samostatně, ale pro začátek po stejných dráhách. Při posledním oběhu dosavadní dráhy se využilo přítomnosti Měsíce a v oblastech největší vzdálenosti sond od Země byly záměrně navedeny do jeho blízkosti a pomocí gravitace byly urychleny.

Právě v tomto bodě se jejich cesty začaly výrazněji rozcházet. Sonda STEREO-A (kdy písmeno A značí zkratku Ahead) prolétla kolem Měsíce ve vzdálenosti 7340 km a jeho gravitace ji vystřelila na dráhu směrem "před Zemi" - odtud plyne označení sondy "Ahead", tedy přední.

Kresba složitého navádění sond STEREO na výchozí dráhu|foto: spaceflight.nasa.gov

STEREO-B (Behind) využila gravitace Měsíce o poznání méně - prolétla kolem něj ve vzdálenosti 11 776 km, a tak se její dráha stočila jen podobným směrem jako ta dosavadní, ovšem tak, aby ještě jednou využila gravitace Měsíce. Ta ji později nasměrovala do polohy "za Zemí".

Ve výsledku se pak dá říci, že obě sondy byly navedeny na dráhu obíhající Slunce z velké vzdálenosti a každá z jiného místa. Jejich vzájemná vzdálenost se také záměrně pomalu zvětšuje, což umožňuje rozdílně využít přístroje na zachycování 3D obrazu.

Kresba pozic obou sond na výchozích drahách|foto: NASA

Parametry mise sondy STEREO A/B

Datum startu	26.10.2006 v 01:52:00h SEČ
Nosná raketa	Delta II 7925
Kosmodrom	Eastern Test Range
Cílový objekt	Slunce
Přílet na operační dráhu	17.12.2006 pro STEREO A, 22.01.2007 pro STEREO B
Hmotnost celé sondy	620 kg
Výška sondy	2,03 m
Šířka sondy	1,14 m
délka sondy	1,22 m
Zdroj: Space 40 a NASA

Nasazení do akce
Hlavní část mise nastala dne 22. ledna 2007, kdy obě sondy přešly do operačního provozu. Ten má podle plánu trvat dva roky. Sonda zatím intenzivně zkoumá Slunce pomocí všech přístrojů. Podařilo se utvořit hodně snímků ze dvou různých stanovišť ve stejném čase, ze kterých byl později vytvořen 3D model. Tato schopnost se využívala hlavně při zkoumání tzv. jevů CME (Coronal Mass Ejection), což jsou výrony sluneční hmoty do meziplanetárního prostoru. Dále je pomocí magnetometrů a snímačů částic na palubě zkoumán sluneční vítr.

Sluneční vítr je pro Zemi v podstatě neškodný - zachycuje ho její magnetosféra, kde pak dochází k magnetickým bouřím a následně k polární záři. Ovšem pro elektroniku zařízení pracujících daleko od Země a mimo jiné i pro člověka, může být tento jev velmi nebezpečný. Způsobuje výpadky signálu, kolísání až zkrat elektrického proudu, člověku pak může způsobit až nemoc z ozáření. Pro budoucí mise člověka ke vzdálenějším cílům Sluneční soustavy se plánuje využít jakési malé magnetické pole chránící pouze kosmickou loď, nebo zvláštní komoru uvnitř lodi, do které by se astronauti schovali při každém předpověděném výronu částic.

Fotografie jednoho z obrovských výronů CME pořízená sondou SOHO|foto: NASA

Konec natvrdo
V současnosti sondy víceméně uzavírají svoji vědeckou činnost. Narozdíl od ostatních automatických kosmických sond je doba činnosti projektu STEREO ohraničena vzdáleností mezi jednotlivými sondami. To znamená, že zde je prodloužení mise nepravděpodobné. Po skončení práce sond STEREO A a STEREO B bude následovat zpracovávání měření a my se můžeme těšit na zajímavé výsledky a 3D snímky.