Cesta do hlubokého vesmíru
(Seriál o sondách, díl 16/26.) Trošku netypickou meziplanetární sondou v porovnání s ostatními, o kterých byla a bude řeč v našem seriálu, je Deep Space 1 (zkráceně DS 1). Jejím hlavním úkolem nebylo zkoumat tělesa naší sluneční soustavy, ale otestovat nové technologie a vybavení pro budoucí kosmické mise.
Moderně i do vesmíru
Na vývoji Deep Space 1 pracoval poměrně malý tým vědců od poloviny roku 1995 a do tří let se mu podařilo navrhnout a sestavit unikátní stroj obsahující na tehdejší dobu pokrokové přístroje a vybavení dosud v kosmonautice nepoužívané. Vše bylo zaštítěno projektem NASA New Millennium Program, který si kladl za cíl zmenšit riziko při použití moderních technologií v kosmickém výzkumu. Přece jenom vždy technici raději sáhli po osvědčeném typu řídícího počítače, komunikační aparatury, pohonného systému atd. I když byly třeba deset i více let staré. Navíc v době operačního nasazení sondy (po dlouhé meziplanetární cestě) vybavení ještě více zastará a je mnohdy překonáno i běžnými komerčně dostupnými prvky. Tyto problémy měla "odstranit" právě mise sondy Deep Space 1, která měla na své palubě ověřit použitelnost dvanácti nových technologií a zjistit, zda pracují správně a nemůžou ohrozit sondu.
Technické novinky na palubě
Nejvýraznější z nových technologií byl iontový motor, který proslavil sondu i mezi laickou veřejností. I když je tento druh, tzv. fyzikálního pohonu, znám delší dobu, nenašel v kosmonautice své místo. To se změnilo po misi Deep Space 1, kdy se tímto pohonem vybavilo již několik meziplanetárních sond. Funkce iontového motoru se odlišuje od klasického chemického raketového, který známe u nosných raket a kde dochází ke spalování kapalných nebo tuhých pohonných látek (směs okysličovadla a paliva). Pracovní látkou u iontového motoru je ve většině případů xenon, jehož ionty jsou značně urychleny a opouštějí tělo motoru. V tomto parametru překonávají více než desetkrát klasické chemické motory. Každá věc na světě má ale jak své výhody, tak i nevýhody. Mezi ty patří u iontového motoru velmi malý tah a velká náročnost na dodávku elektrické energie. Absence výraznějšího tahu je však kompenzována dlouhou dobou činnosti motoru, která se běžně pohybuje ve stovkách dnů. U mise Deep Space 1 to bylo úctyhodných 678 dní, přičemž bylo spotřebováno necelých 70 kilogramů xenonu. Úspěšné ověření iontového motoru otevřelo cestu ke zkracování meziplanetárních cest a menší energetické náročnosti při vypouštění ze Země.
Mezi další inovace, o kterých stojí za to se zmínit patří solární panely. Ty jsou postaveny na základě speciální technologie a odlišují se od běžných tím, že obsahují Fresnelovy čočky pro koncentraci dopadajícího slunečního světla na aktivní plochu článku. Účinnost takto konstruovaných fotovoltaických článků dosahuje až 22,5%. To dovoluje sondě, ve stejné vzdálenosti od Slunce, získat větší množství elektrické energie něž při použití běžných solárních panelů, a nebo umožní sondě dostat se dále od naši mateřské hvězdy při zachování dostatečného energetického příkonu.
Za zmínku stojí také autonomní navigační systém AutoNav schopný navést sondu na požadovanou dráhu bez nutnosti komunikace s pozemním řídícím střediskem. K orientaci slouží databáze více jak 250 000 hvězd, všech planet sluneční soustavy a samozřejmě je nutno znát i parametry objektů, ke kterým se chceme přiblížit. V případě využití veškerých potřebných přístrojů a softwarového vybavení může dosáhnout chyba navedení pouhých 3 kilometrů (pokud je objekt již sledován speciální kamerou určenou pro navigaci). Přejděme však již k vlastní misi a v průběhu jejího popisu se ještě krátce vrátíme k některým technickým zajímavostem.
Napoprvé nic moc
Sonda Deep Space 1 odstartovala 24. října 1998 na vrcholu nosné rakety Delta II a její navedení na meziplanetární dráhu proběhlo bez sebemenších problémů. Na začátek listopadu byl naplánován zážeh iontového motoru, ale již po necelých pěti minutách byl náhle vypojen. Sonda navíc ztratila orientaci a byla automaticky přepnuta do bezpečnostního módu, ze kterého ji musel vysvobodit až zásah ze Země. Po necelých dvou týdnech se podařilo uvést motor do provozu a ten sloužil bez dalších závad až do ukončení mise sondy Deep Space 1.
| Datum startu | 24. října 1998 v 12:08:00,502 UT |
| Nosná raketa | Delta II 7326 |
| Kosmodrom | Eastern Test Range |
| Průlet kolem planetky 9969 Braille | 29. července 1999 ve 04:46 UT |
| Průlet kolem komety 19P Borrelly | 22. září 2001 ve 22:30 UT |
| Ukončení činnosti | 18. prosince 2001 ve 20:00 UT |
| Hmotnost sondy | 486 kg |
| Výška sondy | 1,7 m |
| Rozměry základny | 1,1 m (11,8 m přes solární panely) |
| Zdroj: Space 40 a New Millenium Program | |
Prvním astronomickým objektem zkoumaným sondou Deep Space 1 byla malá planetka Braille. Čtyři dny před průletem zahájil autonomní navigační systém hledání planetky, což se mu sice podařilo, ale nebyl schopen velmi nezřetelný snímek správně analyzovat. Proto bylo vyhodnocení provedeno na mnohem výkonnějším počítačovém vybavení na Zemi. Ukázalo se, že planetka Braille se nachází asi 400 kilometrů mimo plánovanou oblast a bylo potřeba učinit korekční manévr.
Sondě se podařilo odeslat tři navigační snímky, ale stalo se to, co si všichni přáli nejméně. Počítač sondy se zahltil přístupy do databáze polohy planetky a nebyla tak možnost pořídit snímky při nejtěsnějším průletu. I přes toto zjevné fiasko byla na základě pořízených fotografií upřesněna velikost Braille na 2,1 x 1 x 1 kilometrů. Asi největším přínosem bylo potvrzení původní domněnky, založené na pozemních pozorováních, že se složení Braille nápadně podobá planetce Vesta. Může tedy jít o úlomek této velké planetky pohybující se v hlavním pásu asteroidů mezi Marsem a Jupiterem.
Pozor kometa
Po průletu kolem planetky Braille byla ukončena základní část mise sondy Deep Space 1, která měla ověřit moderní systémy na její palubě včetně malé (ale výkonné) kamery kombinované se spektrometrem. Pro dobrý stav a dostatek xenonu pro hlavní motor bylo rozhodnuto o prodloužení mise. Dalším cílem se stala krátkoperiodická kometa Borrelly.
K ní se sonda Deep Space 1 přiblížila na vzdálenost přes 2 000 kilometrů a pořídila několik desítek snímků jejího jádra. Rozlišení dosáhlo na tu dobu nevídaných 40 metrů na jeden obrazový bod. Jádro komety se velmi nápadně podobá velké osmikilometrové bramboře, z níž uniká prach a plyn v podobě tzv. jetů (výtrysků). Právě detailní snímky povrchu umožnily nalézt spojení těchto výtrysků s některými povrchovými útvary, které reprezentují výrazně světlé nebo tmavé oblasti. Navíc byla pozorována i nesymetrická kometární atmosféra (koma), což bylo značným překvapením, neboť do té doby se předpokládalo, že koma je plně symetrická s jádrem komety.
Malý velký pomocník
Téměř vzápětí po dokončení průletu kolem komety Borrelly bylo rozhodnuto o ukončení mise sondy Deep Space 1. Všechny technologie byly odzkoušeny a zbytek pohonných látek již nestačil k navštívení dalšího objektu. Poslední spojení se sodnou bylo provedeno 18. prosince 2001 ve 20:00 UT, kdy byl vyslán povel k jejímu vypojení.
Celá mise stála 150 miliónů amerických dolarů, z nichž ale jedna třetina "padla" za zaplacení nosné rakety a procedur spojených s vypuštění. Ze směšný peníz v porovnání s cenami jiných kosmických výprav byla otestována celá řada nových a v mnoha ohledech průlomových technologií, které i přes problémy fungovaly výborně. Také bylo mnoho z nich později implementováno do dalších kosmických sond. Iontovým motorem byly vybaveny meziplanetární sondy Hayabusa, Smart 1 nebo Dawn. Pokročilý autonomní navigační systém zase využíval impaktor sondy Deep Impact. A mnoho dalších sond využívá prvky umělé inteligence či moderní kybernetiky. To vše zásluhou drobné sondy Deep Space 1.
Více z pořadu
E-shop Českého rozhlasu
Starosvětské příběhy lesníků z časů, kdy se na Šumavě ještě žilo podle staletých tradic.
Václav Žmolík, moderátor
3x Karel Klostermann
Komplet obsahuje dva šumavské romány Ze světa lesních samot, V ráji šumavském a povídkový soubor Mrtví se nevracejí z pera klasika české literatury Karla Klostermanna (1848 - 1923), který tomuto kraji zasvětil celé své dílo.
