Konec romantických snů. Den, kdy lidstvo odhalilo pravou tvář Marsu

Planeta plná rostlin a vody. Tak si ještě v padesátých letech představovali lidé planetu Mars. Pak přišel patnáctý červenec 1965 a romantickým snům byl konec. Sonda Mariner IV poslala na Zemi fotky, které život na povrchu vylučovaly. Snímky z NASA přišly do schránky i jistému středoškolákovi v Praze.

Zákony nebeské mechaniky jsou přesné i přísné a neumožňují mnohé změny, které bychom si přitom často přáli, ale tentokrát to vyšlo stoprocentně. Ve dnech, kdy si připomínáme 50. výročí nezapomenutelného úspěchu sondy Mariner IV u Marsu, proletí sonda New Horizons kolem Pluta na hranicích království Slunce.

Pouze trpasličí planeta?

Několik málo měsíců po zahájení letu se však hlavní cíl New Horizons změnil. Nikoli jako takový, ale v pojmenování či klasifikaci. Na kongresu Mezinárodní astronomické unie, který se shodou okolností 24. srpna 2006 sešel v Praze, totiž účastníci většinou hlasů rozhodli, že Pluto už nebude planetou, ale trpasličí planetou. Byla totiž přijata nová definice planety a ustanoven nový typ trpasličích planet. A Pluto se rázem do rodiny planet nevešel. Byl zapsán do seznamu planetek pod katalogovým číslem 134340. Někteří vědci však označili rozhodnutí za „ukvapené a neuvážené vědecké kacířství“. Například Alan Stern, vedoucí mise New Horizons, tehdy razantně prohlásil: „Nadále považujeme Pluto za devátou planetu. Myslím, že většina lidi s tím bude souhlasit a bude nám dál držet palce.“

Další změna přišla za pár let. Když totiž sonda New Horizons odstartovala, bylo známo, že Pluto má tři měsíce pojmenované Charon, Nix a Hydra. Avšak o pět let později, v roce 2011, byl při pátrání po případných prstencích Pluta pomocí Hubblova dalekohledu objeven čtvrtý malý měsíc Kerberos a v následujícím roce 2012 ještě menší měsíc Styx. Během průletu kolem Pluta bude však sonda zkoumat pouze jeden, největší z nich, jímž je Charon. Ostatně už na fotografiích pořízených během přibližování se dostal do jejího objektivu.

Charon má navíc šanci na „povýšení“. Protože hmotný střed soustavy Pluto-Charon se nachází mezi těmito tělesy a nikoli pod povrchem jednoho z nich, mělo by jít o binární planetky, nikoli tedy o trpasličí planetku s měsícem. Letí spolu po oběžné dráze kolem Slunce a otáčejí se kolem společného těžiště. Takže jde o dvě trpasličí planety?

Jedno půlstoleté výročí a velké dobrodružství u Pluta

Den po plánovaném průletu New Horizons kolem Pluta si připomene 50. výročí skvělého úspěchu sondy Mariner IV, která 15. července 1965 proletěla kolem Marsu v nejmenší vzdálenosti 9 846 km nad jeho povrchem. 

Pluto, jak jej zachytila sonda New Horizons 9.7.2015 ze vzdálenosti 5,4 milionu kilometrů.

Hlavním úspěchem nebyla jen cenná vědecká měření, ale především 22 snímků povrchu pořízených s největším rozlišením až tři kilometry. Zkoumáno bylo možné magnetické pole a intenzita radiace. Z rádiového zákrytu za planetou byl určen tlak atmosféry na povrchu. Výsledek byl překvapující - zjištěno bylo necelé 1 % tlaku pozemského. 

Předchozí sovětské pokusy o průlet kolem Marsu z počátku 60. včetně snahy o vysazení přistávacího modulu přímo na povrchu byly neúspěšné. Nezdar napoprvé zaznamenali také Američané se sondou Mariner III, které se neoddělil aerodynamický kryt, takže brzy přestala vysílat. Úspěch však čekal hned na následující Mariner IV.

Jde o doslova symbolické spojení dvou dat, 14. a 15. července, která od sebe dělí celé půlstoletí. Držme proto příslovečné palce, aby sonda New Horizons splnila všechny úkoly, které na ni v úterý čekají.

Velké uši naslouchají signálům z New Horizons

Komunikaci s meziplanetárními sondami i s některými objekty obíhajícími po oběžné dráze kolem Země zajišťuje mezinárodní síť speciálních antén Deep Space Network (DSN) agentury NASA, jejíž řízení bylo svěřeno Jet Propulsion Laboratory. Síť DSN tvoří trojice stanic, které jsou rozmístěny od sebe přibližně 120 stupňů. 

Stanice Goldstone se nachází v Mohavské poušti v Kalifornii v USA, druhá leží asi 60 km od Madridu ve Španělsku a třetí byla vybudována v Austrálii asi 40 km od Canberry. 

Stanice Goldstone

Umístění stanic s rozměrnými anténami umožňuje nepřetržitou komunikaci s meziplanetárními a dalšími umělými kosmickými objekty, aniž by bylo nutné dělat přestávky vynucené otáčením Země. Síť stanic DSN využila také Evropská kosmická agentura ESA a japonská JAXA. Bližší podrobnosti o aktuálních anténách sledujících let New Horizons najdete na stránkách NASA zde.

Nebude to jednoduché. Dálkovým snímkováním by měla pořídit globální mapu nejen Pluta, ale také Charonu s rozlišením až 40 km. Během průletu a při největším přiblížení by měla získat snímky s rozlišením až 25 m/pixel, čtyřbarevnou, celkovou infračervenou spektrální mapu s rozlišením 7 km/pixel a dokonce 0,6 km/pixel ve vybraných oblastech.

Výzkumy jsou plánovány až do roku 2020, kdy už bude New Horizons daleko od Pluta a Charonu. V září 2014 byly vybrány možné další cíle v oblasti Kuiperova pásu, k nimž by sonda měla doletět v lednu 2019.

Konec romantických snů

Snímky povrchu Marsu, které Mariner IV pořídil od půlnoci až po časné ráno 15. července 1965, byly nesmírně vzrušující. Znamenaly totiž definitivní konec všech romantických snů. Přitom ještě v 50. letech se psalo o existenci rostlinného života na Marsu. Úvahy vycházely z pozorování změn při tání polárních čepiček planety.

Na snímcích pořízených Marinerem IV se však náhle objevily krátery a pláně podobné krajině na Měsíci, ale žádné náznaky živé planety. Jen největší snílci ještě nějaký čas otvírali knihy básníka vesmíru Ray Bradburyho, protože se nechtěli zbavit představy bujným životem rostlin žijící planety se zelenými pláněmi mezi vodními kanály, jaké ve svém nedokonalém dalekohledu v roce 1877 mylně popsal Giovanni Schiaparelli (1835 – 1910). Podivné pravidelné útvary, které zakreslil, nazval „canali“, aby nějak pojmenoval útvary podobné pozemským zálivům i korytům řek. Romantické sny pak na křídlech fantazie šířily a dál upravovaly jeho pozorování dokonce až k představě, že se jedná o umělé kanály důmyslného zavlažovacího systému, vybudovaného tajemnými obyvateli Marsu.

V červenci 1965 se tedy dostavilo definitivní zklamání a romantici Mars nevděčně opouštěli. Jenže už od prvních úžasných fotografií pořízených sondami Viking v roce 1975 až po současné kolekce obdivuhodných snímků, které na Zemi posílá pracovitý rover Curiosity, se vzrušující romantické představy vrátily. Nejen v pohledu na panorama strmých členitých kopců a na kamenité pláně, ale také například v záběru prokazatelně dávno vyschlého koryta jakési bystřiny, v detailu s kameny ohlazenými stejně jako oblázky v prudkých řekách, jak je známe z naší planety.

Podívejte se, jak vidí povrch Marsu člověkem vytvořený stroj:

Vzpomínka z osobního archivu

V červenci 1965 jsem tehdy jako středoškolák okouzlený vesmírem poslal blahopřání k úspěchu Marineru IV do Jet Propulsion Laboratory řediteli Williamu H. Pickeringovi. Ani jsem nepočítal s odpovědí, protože takových blahopřání tehdy do Pasadeny pošta doručila bezpočet. Po krátkém čase však přišla velká žlutá obálka s adresou JPL/NASA a v ní krátký osobní dopis od profesora Pickeringa. Poděkování za gratulaci, ale především soubor snímků Marsu pořízených Marinerem IV a navrch publikace o celé misi. Stále znovu a znovu jsem si tehdy snímky prohlížel a ukazoval je všem známým.

William H. Pickering na vlastnoručně podepsané fotografii z roku 1965.

Samozřejmě jsem poděkoval. A pan profesor poslal další dopis! Vyjádřil radost, že zásilka došla v pořádku a přiložil novou publikaci. Změnilo se také oslovení. Z původního formálního „Dear Mr. Toufar“ na „Dear Pavel“. Během dalších let jsme si vyměnili ještě celou řadu dopisů, kdy laskavý pan profesor Pickering věnoval svůj čas neznámému studentíkovi střední školy z Evropy. Nechyběly fotografie z lunárních sond Ranger a Surveyor a další publikace NASA a JPL, přiložena byla i fotografie s podpisem.

Po padesáti letech jsem všechny ty snímky i publikace a dopisy vytáhl z jedné své domácí archivní krabice a rozložil je na pracovní stůl. Někdo nad tím možná mávne rukou jako nad jakýmsi zbytečným sentimentem, ale co je dnes běžné zásluhou internetu, bylo tehdy nejen velkou vzácností, ale i přiblížením se téměř na dosah k úžasnému dobrodružství prvních kroků bezprostředního poznávání planetární soustavy. Proto vzpomínám na živý dopisový kontakt s panem profesorem, proti němuž je jakékoli brouzdání po internetu učiněným suchopárem. 

První dopis od profesora Pickeringa pro studenta Pavla Toufara.

Stejně je tomu se snímky pořízenými před půlstoletím u Marsu, nad nimiž se možná dnes také někdo povýšeně ušklíbne a poukáže na aktuální mnohonásobně ostřejší a podrobnější záběry získané průzkumným vozítkem Curiosity v takové kvalitě, jako by je na povrchu planety osobně pořídil špičkový profesionální fotograf.

Nejinak tomu bude nejspíš za další půlstoletí, až si někdo podobný bude prohlížet snímky Pluta, pořízené v těchto dnech sondou New Horizons. My všichni ale budeme bezprostředními svědky celé události. A to se nedá ničím vyvážit.

Profesor William H. Pickering zemřel v pondělí 15. března 2004 ve svém domě v kalifornském La Canada Flintridge v požehnaném věku 93 let. Ve chvílích vrcholu mise New Horizons na něj budu v úterý zcela jistě vzpomínat. Stejně jako na nezapomenutelného kamaráda Antonína Vítka, který neméně laskavě a pozorně u nás otvíral cesty do kosmu novým generacím, okouzleným vesmírem, a sám se na setkání sondy New Horizons s Plutem tolik těšil.

William H. Pickering, muž který zachránil reputaci USA

Narodil se 24. prosince 1910 v Mount Victorii ve Welllingtonu na Novém Zélandu. Když mu bylo šest let, zemřela jeho matka a starali se o něj prarodiče. V roce 1923 začal navštěvovat Wellington College, kde ho učitel matematiky přivedl k zájmu o astronomii. Se spolužákem Fredem Whitem si postavili jednoduchou rádiovou stanici, která vysílala signál v Morseově abecedě do celého světa. 

Po střední škole sice William zahájil studia inženýrství na univerzitě v Canterbury, ale na popud svého strýce, který žil střídavě na Novém Zélandu a v Kalifornii, přešel na Kalifornský technologický institut, dnes proslulý Caltech. Získal zde bakalářský ntitul v elektrotechnice a v roce 1932 se vrátil domů na Nový Zéland. 

Nepodařilo se mu však najít uspokojivé zaměstnání, takže odcestoval zpátky do Kalifornie a na Caltech v roce 1933 dokončil studia (Masters) a o tři roky obhájil doktorát (PhD) ve fyzice. Zůstal na Caltech a věnoval se výuce elektrotechniky, intenzivně se zabýval problémy rádiového vysílání a elektroniky. 

Stal se členem vědeckého poradního sboru letectva USA a během druhé světové války začal pracovat v Jet Propulsion Laboratory (JPL), kde už po válce zůstal. V říjnu 1945 jel s několika dalšími odborníky na pozvání britských spojenců do Cuxhavenu na pobřeží Severního moře, aby společně s ruskými a francouzskými experty sledoval starty ukořistěných nacistických bojových raket V-2. V roce 1950 ukončil pedagogickou činnosti v Caltech a začal na plný úvazek pracovat v JPL, kde se v roce 1954 stal ředitelem. Prokázal nejen vědecké a technické znalosti, ale především skvělé řídicí a organizační schopnosti.

Poté, co selhal pokus o vypuštění první americké umělé družice Vanguard, zachránil reputaci USA nejen Wernher von Braun, který se svým týmem dodal spolehlivou nosnou raketu, ale především William Pickering, který společně s Jamesem Van Allenem z Univerzity v Iowě připravil v doslova šibeničním termínu družici Explorer 1. Na historické fotografii z tiskové konference tito tři muži radostně zvedají nad hlavy přesnou kopii Exploreru 1. Byl to tehdy první velkolepý veřejný úspěch dr. Pickeringa a jeho spolupracovníků. Začali připravovat také další vědecké družice, ale především se pustili do vývoje meziplanetárních sond. S nimi získalii další skvělá kosmická vítězství na Měsíci, u Marsu a také u Venuše.

Zleva William H. Pickering. James Van Allen a Wernher von Braun a první americká družice Explorer 1 na tiskové konferenci s modelem družice.

William Pickering (uprostřed) představuje prezidentovi Lyndonu B. Johnsonovi v Bílém domě ve Washingtonu fotografie Marsu pořízené Marinerem IV.

Fotografie, publikace a osobní dopisy od profesora Pickeringa po půlstoletí opět na pracovním stole Pavla Toufara.

V prosinci 1962 prolétla sonda Mariner II ve vzdálenosti 34 752 km od povrchu Venuše a její vědecké přístroje uskutečnily první měření magnetického pole, intenzity nabitých částic a teploty atmosféry. V červenci 1965 získala další historický úspěch sonda Mariner IV během průletu kolem Marsu. Poté v JPL soustředili veškeré hlavní úsilí pomoci přípravám letu prvních lidí na Měsíc. Sondy Ranger v letech 1964 – 1965 úspěšně snímkovaly vybrané oblasti krátce před dopadem na Měsíc, následující sondy Surveyor přistávaly v letech 1966 – 1968 už přímo na jeho povrchu a zkoumaly vše, co bylo nutné přesně zjistit pro bezpečnost již brzkých posádek programu Apollo.

Z Jet Propulsion Laboratory odešel William Pickering v roce 1976, krátce se vrátil na Caltech a poté dva roky pracoval jako vysokoškolský profesor v Saudské Arábii. Po návratu do USA začal působit v soukromém sektoru, který vysoce oceňoval jeho vynikající řídicí a organizační schopnosti a široký rozhled v nejmodernější technice. Získal vysoká americká i mezinárodní ocenění. Naprosto vyjímečně se zasloužil o americký i světový výzkum planet a stal se inspirující osobností pro nejméně dvě generace amerických vědců a techniků nejen v jeho mateřské Jet Propulsion Laboratory.

Zajímavé odkazy

• Aktuální informace o průběhu letu sondy New Horizon.
• Základní údaje o misi New Horizons a také zde.
• Milovníci modelů a vystřihovánek jistě ocení tento odkaz a tento odkaz.
• Archív fotografií NASA o letu sondy New Horizons.
• Grafika průletu New Horizons kolem Pluta je převzata z publikace „Plán pozorování“.