V zajetí pána prstenců
(Seriál o sondách, díl 15/26.) Nejdražší, největší, nejkomplexnější, nejlépe vybavená, tak takovými ale i mnoha jinými přídomky lze označovat americkou meziplanetární sondu Cassini, která již od roku 2004 zkoumá překrásnou planetu sluneční soustavy - Saturn. Ta je nejvzdálenější planetou, kterou člověk pozoruje z její oběžné dráhy pomocí vědeckých přístrojů na palubě kosmické sondy. Máme sice informace i z blízkosti vzdálenějších planet, Uranu a Neptunu, ale kolem nich kosmické laboratoře jenom prolétly a pokračovaly dál ve své cestě pryč ze sluneční soustavy.
Mise Cassini je však koncipována pro dlouhodobý přímý průzkum Saturnu i složitého systému jeho prstenců a měsíců. Předtím se k druhé největší planetě sluneční soustavy podívaly pouze sondy Pioneer 11, Voyager 1 a Voyager 2, se kterými jsme se již setkali v minulých dílech seriálu o nejvýznamnějších meziplanetárních sondách. Součástí mise Cassini je i speciální přistávací modul Huygens, jenž zkoumal největší z rodiny Saturnových přirozených satelitů Titan. Na jeho navržení a výrobě se nepodílela americká NASA, ale Evropská kosmická agentura ESA a velkou měrou samostatně také Italská kosmická agentura ASI. Celkové náklady na misi Cassini/Huygens se přiblížily k astronomické částce 3,5 miliardy amerických dolarů. Největší část těchto financí náleží samozřejmě na vývoj a výrobu sond; Cassini vyšla na 1,5 miliardy dolarů a Huygens přibližně na 650 miliónů.
S jaderným nákladem na palubě
Start proběhl 15. října 1997 z floridského kosmodromu Cape Canaveral a provázel ho nebývalý zájem médií. Paradoxně na vině nebyl zájem o vyspělou techniku, odhalování tajemství sluneční soustavy, ale čistě přízemní záležitost. Ekologičtí aktivisté a spolu s nimi i další lidé, kteří si chtěli užít svých pár minut slávy, protestovali proti vypuštění sondy Cassini. Divíte se asi proč? Na její palubě totiž jsou tři radioizotopové termoelektrické zdroje elektrické energie typu GPHS-RTG, které dohromady obsahují 22 kg plutonia ve formě oxidu plutoničitého s poločasem rozpadu přibližně 86 let. Již dříve a celkem běžně byly vypouštěny kosmické tělesa s tímto zdrojem elektrické energie, ale právě medializace a také poměrně velké množství plutonia zvedlo vlnu protestů. Nutno přiznat, že plutonium je velmi toxický kov, který může i v malém množství způsobit těžké zdravotní problémy nebo smrt. Na druhou stranu jsou radioizotopové generátory konstruovány s ohledem na maximální bezpečnost a spolehlivost. Šance, že by došlo při letu rakety Titan 4B k nehodě byla odhadnuta přibližně na 1:2 000, navíc už 22 sekund po startu opustila raketa pevninskou část Floridy a pohybovala se nad Atlantickým oceánem.
Jak jste asi již vytušili, vypuštění proběhlo bez problémů a sonda se vydala do vnitřní části sluneční soustavy k Venuši. U ní provedla dva gravitační manévry v letech 1998 a 1999, kdy ještě prolétla kolem Země a pokračovala dále ke svému cíli. O necelý rok později uskutečnila Cassini gravitační manévr u Jupiteru a v jeho blízkosti prováděla simultánní pozorování se sondou Galileo, která v té době u největší planety sluneční soustavy pracovala. Následoval finální úsek k Saturnu, jehož překonání trvalo čtyři roky. Konečně se sonda Cassini spolu s přistávacím modulem ocitala u vytouženého konečného cíle - Saturnu, obíhajícího Slunce ve vzdálenosti 1,5 miliardy kilometrů.
| Datum startu | 15. října 1997 v 08:43 UT |
| Nosná raketa | Titan 4B Centaur |
| Kosmodrom | Eastern Test Range |
| První průlet kolem Venuše | 26. dubna 1998 ve 13:45 UT |
| Druhý průlet kolem Venuše | 24. června 1999 ve 20:29 UT |
| Průlet kolem Země | 18. srpna 1999 ve 03:28 UT |
| Průlet kolem Jupiteru | 30. prosince 2000 v 10:12 UT |
| Navedená na oběžnou dráhu Saturnu | 1. července 2004 ve 02:48 UT |
| Hmotnost sondy | 5 712 kg |
| Výška sondy | 6,7 m |
| Průměr sondy | 4,0 m |
| Zdroj: Space 40, JPL/NASA a ESA | |
Banální nedbalost a famózní úspěch
Na palubě sondy je celkem 12 vědeckých experimentů složených z většího množství přístrojů, což řadí Cassini k jedněm z nejvíce vybavených meziplanetárních sond v historii kosmonautiky. Tomu také odpovídají hlavní vědecké úkoly mise, kam patří studium složení a změn v Saturnově atmosféře či výzkum jeho magnetosféry. Opomenuty nejsou ani nádherné prstence, u kterých se zkoumá složení, stavba a interakce se samotným Saturnem a jeho měsíci. Ty jsou mimochodem také v zájmu vědců a podobně jako u prstenců jde zejména o získání informací o stavbě, složení a morfologii povrchu. Jisté privilegia má Titan, jehož výzkumem bylo pověřeno evropské přistávací pouzdro Huygens.
Ještě před průletem kolem Jupiteru se Huygens podrobil jednomu z běžných pravidelných testů systému, při kterém byla zjištěna velmi vážná závada. Komunikační kanál mezi mateřskou sondou Cassini a přistávacím pouzdem Huygens byl špatně navržen a nebral v úvahu tzv. Dopplerův jev, při kterém dochází ke změně frekvence signálu v závislosti na vzájemné rychlosti, v našem případě, sondy Cassini a modulu Huygens. V nejhorší možné variantě by byla komunikace nemožná a mateřská sonda by nebyla schopna přijmou vysílaná data a údaje z přistávacího pouzdra. Na základě zprávy vyšetřovací komise bylo rozhodnuto pozměnit parametry mise tak, aby nedošlo k překročení mezních hodnot a výpadku datového přenosu. Přistání na povrchu se přesunulo na 14. ledna 2005. Sestupový modul Huygens byl velmi prozíravě zkonstruován tak, aby mohl přistát jak na pevném povrchu, tak i na kapalném prostředí, neboť se na Titanu předpokládal výskyt jezer kapalných uhlovodíků. Huygens se tak stal v historii prvním obojživelným přistávacím modulem.
| Oddělení od mateřské sondy | 25. prosince 2004 ve 02:00 UT |
| Vstup modulu do atmosféry | 14. ledna 2005 v 09:05:56 UT |
| Přistání na povrchu Titanu | 14. ledna 2005 v 11:38:11 UT |
| Hmotnost pouzdra | 318 kg |
| Průměr | 2,7 m |
| Zdroj: Space 40 | |
Titan odhaluje svá tajemství
V 11:38:11 světového času dosedl evropský modul Huygens jižně od rovníku na povrch Titanu. Poprvé se lidský výtvor dotkl jiného měsíce než toho našeho psaného s M. První barevný snímek ukazuje velmi věrohodně barvy Titanova povrchu a atmosféry, které jsou žlutooranžové. V popředí snímku jdou dále vidět dva "kameny" o velikosti asi 15 centimetrů, o něco vzdálenější jsou rozměrově někde mezi 4 až 5 centimetry. S největší pravděpodobností se nejedná o objekty tvořené horninou, ale o valouny zmrzlého uhlovodíku (jako je etan a metan), což není při teplotách pohybujících se kolem -170°C nic neobvyklého. Huygens pracoval na povrchu Titanu celkem něco málo přes jeden den. I přes tak krátkou dobu poskytl velké množství údajů, které několikanásobně převýšily do té doby známé informace o tomto měsíci.
Ve výzkumu Titanu pokračovala nadále i sonda Cassini, která kolem něj celkem pravidelně prolétá a pozoruje ho pomocí svých přístrojů. Na základě údajů ze snímků pořízených modulem Huygens během sestupu atmosférou Titanu a zejména radarových pozorování sondy Cassini byla odhalena přítomnost rozsáhlých ploch kapalných uhlovodíků. Tato jezera mají rozměry od jednotek po desítky kilometrů. Dvě největší plochy jsou pak označovány jako moře s názvy Krakenovo a Ligeiské a rozměry 1 200, resp. 500 kilometrů.
Plný ranec objevů
Opusťme nyní jistě zajímavý měsíc Titan a podívejme se na jiné, neméně významné, objevy sondy Cassini v oblasti planety Saturn. Jako první je třeba vzpomenou úspěchy v objevování nových měsíců, kterých je u Saturnu v současné době plných 60 a tři ještě čekají na potvrzení. Před příletem sondy Cassini jich bylo známo pouze 31! Podobně bouřlivý je i výzkum Saturnových prstenců, u kterých byla při podrobné zkoumání a fotografování pozorována jejich složitá struktura a těsná souhra s některými měsíci.
Psát o všech objevech a novinkách z mise Cassini není z důvodu rozsahu tohoto článku možné, přesto mi dovolte ještě jednu zajímavost. Na základě měření přirozených radiových signálů Saturnu byla pomocí přístrojů na Cassini určena jeho perioda rotace na 10 hodin 45 minut a 45 sekund s chybou asi 30 sekund. Tento časový údaj je však o celých šest minut delší než jaký naměřily sondy Voyager na počátku 80. let minulého století. Naštěstí to neznamená, že by se Saturn za tu dobu začal otáčet pomaleji, ale pouze to dokazuje zlepšení techniky a také jedno přísloví, že: "Když dva dělají totéž, není to vždy totéž."
Mise sondy Cassini byla sice plánována do roku 2008, ale jak již bývá dobrým zvykem byla prodloužena o dva roky a podle posledních informací se počítá s činností sondy až do roku 2012. máme se tedy určitě ještě na co těšit. Na závěr by se snad slušelo zmínit, po kom se sonda Cassini a přistávací modul Huygens jmenují.
Známá jména míří do vesmíru
Giovanni Domenico Cassini byl italský astronom a matematik, který žil v 17. a na počátku 18. století. Objevil první čtyři měsíce u Saturnu - Japetus, Rhea, Tethys, Dione a poprvé pozoroval výrazné rozdělení Saturnova prstence, které bylo na jeho počest pojmenováno Cassiniho dělení. Téměř 380 let od jeho narození dostala jeho jméno i meziplanetární sonda, která stejně jako on sám přinese mnoho průkopnických objevů u Saturnu. Evropský přistávací modul dostal své jméno podle holandského matematika, fyzika a astronoma Christiaana Huygensae. Ten žil podobně jako Cassini v 17. století a věnoval se studiu Saturnových prstenců. S jeho jménem je však spojen jeden velký objev, který přímo souvisí s posláním přistávacího modulu. Huygens totiž 22. března 1655 jako první pozoroval měsíc Titan a stal se tak jeho objevitelem. Za to si vysloužil možnost, alespoň v podobě přistávacího modulu, se na tento měsíc dostat.
Více z pořadu
E-shop Českého rozhlasu
Přijměte pozvání na úsměvný doušek moudré člověčiny.
František Novotný, moderátor
Setkání s Karlem Čapkem
Literární fikce, pokus přiblížit literární nadsázkou spisovatele, filozofa, ale hlavně člověka Karla Čapka trochu jinou formou.
