Nová lunární sonda bude střílet laserem na Zemi a zkoumat měsíční prach

  10:52aktualizováno  14:50
Z amerického kosmického střediska Wallops ve Virginii v sobotu odstartovala kosmická raketa Minotaur V s lunární sondou LADEE. Bude zkoumat lunární prach, atmosféru a vyzkouší laserovou komunikaci se Zemí.

Sonda Ladee ve vesmíru na ilustraci NASA | foto: NASA

NASA vypustila sondu v naplánovaný čas 5 hodin 27 minut ráno našeho času. Mise bude trvat šest měsíců, z toho asi měsíc si vyžádá přiblížení družice na určenou lunární oběžnou dráhu. Aparát LADEE, který má velikost menšího auta, výzkum završí nárazem do měsíčního povrchu.

Název sondy je zkratkou výrazu Lunar Atmosphere and Dust Environment Explorer (průzkum lunární atmosféry a prachového prostředí) a již z něj vyplývá, co bude hlavní náplní práce stroje.   

Jeden z cílů spočívá v přesném určení složení a množství prachu na měsíčním povrchu, tedy kolik prachu se vlastně na vybavení může usadit, a jak jeho zrníčka vypadají.

"Není jako pozemní prach," poznamenal pode BBC Butler Hine, který má v NASA projekt LADEE na starosti. "Pozemní prach je jako pudr, ale na Měsíci je velmi drsný," doplnil. 

Sonda by tak měla pomoci s odpovědí na otázku, jak  navrhovat přístroje, které budou pracovat na Měsíci, aby mohly přežít tamní prachové prostředí.

Vedle měsíčního prachu se zaměří také na mimořádně tenkou atmosféru zemského souputníka a podmínky blízko povrchu.

Fotogalerie

Výzkum lunární atmosféry stojí NASA asi 280 milionů dolarů (5,5 miliardy korun). "Lidi občas zaskočí, když mluvíme o měsíční atmosféře, protože ve škole nám říkali, že Měsíc ji nemá. Ale on ji má. Je opravdu velice tenká," řekla Sarah Nobleová z NASA. Plynný obal je přitom tak tenký a jemný, že přistávání kosmických aparátů ho může "rozbouřit".

Jen pro srovnání: NASA uvádí, že atmosféra na Měsíci má hustotu 106 molekul na centimetr krychlový, ta zemská u hladiny moře pak 1019. Na Zemi by tak byla považována téměř za vakuum.

Komunikace laserem

Mise má také přinést další posun v plánu zavedení systému laserové komunikace. NASA si od ní slibuje výrazné zvýšení šířky komunikačního pásma. To by pak umožnilo sondám posílat záběry ve vysokém rozlišení ve 3D.

Sonda tak bude vybavena speciálním zařízením, nazvaným Lunar Laser Communication Demonstration (LLCD), které slibuje oproti klasické rádiové komunikaci několik hned několik výhod. Těmi hlavními jsou snížení spotřeby, protože stávající stávající rádiové systémy vyžadují více energie kvůli atmosférickému rušení, a již zmíněné zvýšení přenosové kapacity.

Nové komunikační technologie mohou také využívat menší vysílače, tvrdí podle TG Daily Don Comwell z NASA. Systém podle něj vyžaduje o 25 procent méně energie, je schopen přenášet šestkrát více dat a je mnohem rychlejší. V podstatě to bude technologie odpovídající schopnostem optických širokopásmových sítí na Zemi, ostatně bude používám i stejný infračervený laser. 

Při testu se budou posílat miliony bitů dat z Měsíce na Zemi a také zkoušet schopnost LLCD přijmout signál. Těžké také bude správně zaměřit vysílání z Měsíce na jeden ze tří pozemských teleskopů. Komunikace totiž bude probíhat na vzdálenost téměř 400 tisíc kilometrů.

Sonda Ladee bude testovat laserový komunikační systém LLCd.

Laserový komunikační systém LLCd, který bude testovat sonda Ladee.

Start výborný, let s menšími potížemi

Start proběhl z komerčního amerického kosmodromu MARS (to je Mid-Atlantic Regional Spaceport, Regionální středoatlantský kosmický přístav). Ten se rozkládá na na poloostrově Delmarva (název není pozůstatkem indiánského jazyka, ale užívá se teprve v posledním století, neboť o území se dělí americké státy Delaware, Maryland a Virginia). Jižně od virginského městečka Chincoteague je území, náležející NASA, která tu řídí středisko Wallops Space Center a jeho nejižnější část je nyní na základě dohody guvernérů tří států věnována komerčním kosmickým účelům.

Co je LADEE

LADEE byla vyvinuta v Ames Research Center ve spolupráci s Goddard Space Flight Center. Název LADEE (Lunar Atmosphere and Dust Environment Explorer) jasně vysvětluje cíle sondy: výzkum řídké plynné atmosféry a prachových částic v okolí Měsíce. Ty byly formulovány roku 2007 v dokumentu amerického Národního výboru pro výzkum "The Scientific Context for the Exploration of the Moon" (Vědecké souvislosti výzkumu Měsíce). Jako jedna z priorit je uváděno stanovení celkové hustoty, složení a časové variability měsíční atmosféry dříve, než bude narušena lidskou činnosti. Dalším základním úkolem sondy je určení velikosti, elektrického náboje a prostorové rozložení zrnek prachu transportovaných elektrostatickým polem a posouzení jejich možného vlivu na průzkum Měsíce a astronomická pozorování z Měsíce.

Konstrukce LADEE má bez aparatur hmotnost přibližně 130 kg. Těleso sondy má ogivální tvar, na povrchu je pokryto slunečními panely o celkovém příkonu maximálně 295 W. Průměr je asi 1 m a délka kolem 2 m. Modul motorové sekce byl zadán firmě Space Systems/Loral. Běžná komunikace bude probíhat v pásmu S rychlostí 10 kb/s – porovnejme to s experimentálním systémem laseové komunikace, který bude mít od Měsíce premiéru….

Vědecká aparatura má hmotnost kolem 20 kg a nominální elektrický příkon 60 W (krátkodobě špičkově 100 W). Sonda nese tři měřicí přístroje:

  • Neutrální hmotový spektrometr, který je určen k detekování metanu, síry, kyslíku, křemíku, kryptonu, xenonu, železa, hliníku, titanu, hořčíku, vody a hydoxylové skupiny.
  • Ultrafialový spektrometr, zaměřený na přítomnost hliníku, vápníku, železa, draslíku, lithia, sodíku, křemíku, tritia, baria, manganu, kyslíku a vody.
  • Prachový detektor, vyvinutý na University of Colorado, který je schopen získat informace o četnosti prachových částic v okolí Měsíce různého původu a jejich velikosti.

Náklady na celou expedici, zařazenou do programu Discovery nepřekročily 280 mil. USD.

Pětistupňová raketa Minutaur 5 společnosti Orbital Sciences Co. vzlétla ze starší, ale nově rekonstruované rampy 0B. Konstrukčně je odvozena z vyřazené vojenské rakety Peacekeeper. Vychází ze čtyřstupňové verze, kterou tvoří dva stupně mezikontinentální balistické střely Minuteman II a dva stupně nosiče Pegasus-XL, ale navíc je doplněna o pátý stupeň. Ten slouží k dopravení nákladu na geostacionární oběžnou dráhu a k meziplanetárním misím. 

Nezvykle štíhlá raketa (průměr 1,7 m při výšce osmiposchoďového domu) je schopna dopravit na translunární dráhu podle výrobce až 430 kg. Tentokrát to bylo jen 379 kg, právě tolik má hmotnost sonda LADEE. Původně měla startovat již před dvěma roky jako sekundární zatížení s družicemi Měsíce GRAIL (Gravity Recovery and Interior Laboratory), avšak nakonec zůstala do letoška. Z malé raketové základny a později kosmodromu vzlétlo od roku 1945 přes 14000 raket nejrůznějších typů, ale tentokrát šlo o první start s cílem Měsíc.

Let sondy se po odpoutání od posledního stupně nosné rakety dostal do určitých potíží. Zařízení se totiž točí rychleji, než by mělo, byť míří správným směrem. Americký Národní úřad pro letectví a vesmír (NASA) však ubezpečil, že s napravením situace není třeba spěchat, protože je na to zapotřebí dvou až tří týdnů.

Problém byl ve skutečnosti, že počítač sondy vypnul její momentová kola, která slouží ke stabilizaci, protože měl indikován jejich příliš velký odběr elektrické energie. Pokud nebude možné nedostatek napravit, sonda má ještě záložní systém, který zajistí její správnou orientaci ve vesmírném prostoru.

Pro vesmírné středisko Wallops byl přitom sobotní start premiérovým letem do hlubšího vesmíru. Základna se totiž využívá převážně pro výzvědné účely, takže sondy končí svou pouť na oběžné dráze kolem Země.

NASA vyzvala lidi, aby na server Flickr nahrávali své snímky startu rakety. Lze si je prohlížet v této speciální galerii.

Jak to bude dál

Další let je rozvržen na zhruba 160 dní. Prvních 30 dní bude trvat cesta k Měsíci (Apollu to trvalo kolem 96 h, některé planetární sondy to zvládnou za 10 hodin). Následuje navedení na cirkumlunární dráhu ve výšce kolem 50 kilomterů nad povrchem s periodou 113 minut. Dráha má ležet v rovině rovníku a družice se bude pohybovat retrográdně, tedy proti smyslu otáčení Měsíce kolem jeho osy. Nejnižší bod dráhy bude ležet nad terminátorem neboli hranicí světla a stínu. Další měsíc se počítá s doladěním dráhy a kontrolou aparatury a nejméně 100 dní je rezervováno na vědecký výzkum (listopad až únor).

Pokud bude sonda v pořádku, několik posledních měsíců aktivní existence bude věnováno ověřování technických cílů. Nejde totiž jen o experimentální využití systému LLCD laserové komunikace rychlostí až 600 Mb/s (Lunar Laser Communications Demo), ale o ověřování nové architektury kosmických sond, nazývané Modular Common Bus. Vyvíjí ji NASA pro flexibilní, relativně levné kosmické systémy, které by bylo možné rychle adaptovat na konkrétní účel letu. Očekává se, že tyto vlastnosti dovolí dosáhnout budoucích cílů s menšími náklady a odborníci to přirovnávají k významu Fordova modelu T (známé jako plechová Lízinka) pro rozvoj automobilismu 20. století….

Cesta pokračuje

Američané tak zahájili novou etapu ve výzkumu Měsíce bezpilotními sondami. Tak jako kdysi roku 1959 začal průletem kolem Měsíce sondou Pioneer 4 a vyvrcholil sondami Lunar Orbiter a Survevyor před přistáním prvních lidí na Měsíci probíhá nyní bezpilotní výzkum před původně zamýšleným návratem na Měsíc "do konce tohoto desetiletí".

Od června 2009 je na oběžné dráze LRO, na níž pracuje šest přístrojů o celkové hmotnosti asi 90 kg. Připravily mj. podklady pro detailní mapy 98% měsíčního povrchu (vybraná místa s rozlišením kolem půl metru) a pátraly po stopách vodního ledu. Sonda skvěle funguje a v červenci při hodnocení čtyřleté výzkumné činnosti bylo sděleno, že předala svým tvůrcům 434 terabytů dat, což je víc než všechny ostatní planetární mise NASA dohromady.

Autoři: ,
 

Nejčtenější

Jednosměrná letenka na rudou planetu se odkládá. Mars One krachuje

Ilustrace základny na Marsu, jak si ji představují v organizaci Mars One...

Firma Mars One, která slibovala soukromý let na Mars už v roce 2024, zkrachovala. Plány dostat na Mars lidské obyvatele...

Tančík pro vnuka poručíka Grubera. Němci ho nasadili i proti Tálibánu

Lehké obrněné vozidlo Wiesel s 20mm kanonem

V množině bojových vozidel Bundeswehru nalezneme s trochou štěstí i malé, ale o to více zajímavé tančíky Wiesel. Do...

Poslední Hitlerovy narozeniny nestály za nic. Supertanků se nedočkal

3D model stíhače tanků Jagdpanther, přezbrojeného na kanón ráže 128 mm tak, jak...

Na podzim 1944 se třetí říše hroutí a německé zbrojovky se snaží o nemožné. Hledají recept na zázračné zbraně,...

Kapitán nedosáhl na pedály. Začátek proudové éry přinesl zvláštní nehody

B-707 N7071  Braniff

Nová technika není vždy nutně bezpečnější. Dokládá to vývoj v letectví na přelomu 50. a 60. let. Piloti se s novými...

Severní magnetický pól se vydal na cesty. Co když doputuje až na jih?

Posun severního magnetického pólu

Naši planetu čeká přehození magnetických pólů. Nebude to zřejmě brzy, proč k tomu ovšem vůbec dojde a co může změna...

Další z rubriky

ESA a NASA chtějí vyzkoušet planetární obranu a „odklonit“ asteroid

Ilustrace mise DART včetně časového harmonogramu.

Americká a evropská vesmírná agentura se rozhodly vyzkoušet, jak by mohla v případě nebezpečí vypadat planetární obrana...

S posádkou už v červenci. SpaceX otestuje loď pro pilotované lety

Umělecké znázornění kosmické lodi Crew Dragon společnosti SpaceX

První zkušební let nové kosmické lodě americké společnosti SpaceX Crew Dragon určené pro přepravu lidí byl stanoven na...

SpaceX začíná zkoušky „superrakety“. Bude se lesknout jako zrcadlo

Stavba pokusné rakety konceptu Starship na raketodromu SpaceX v jižním Texasu.

Fanouškům kosmonautiky přichystal šéf společnosti SpaceX Elon Musk na přelomu roku nečekaný dárek: nové plány na stavbu...

Najdete na iDNES.cz