Vrcholí první výprava k Plutu

Kategorie: Vesmír

Vytvořeno 12. 7. 2015 11:25

Radostnými výkřiky "New Horizons odpálena!" a "Na cestě k Plutu! " oznámily v lednu 2006 webové stránky kosmické agentury NASA start kosmické sondy New Horizons k nejvzdálenější planetě sluneční soustavy. Pak byla mise většinovou veřejností šťastně zapomenuta, ale nyní se opět vynořuje nad hladinu mediálního zájmu. Devět let poutě mrazivou prázdnotou končí - automat je u hlavního cíle dlouhé cesty. V úterý 14. června sonda proletí kolem planety a zamíří dál: k tělesům v oblasti známé jako Kuiperův pás.

"Na snímcích za sondy New Horizons už vidíme na povrchu Pluta detaily, jaké jsme nikdy předtím neviděli," sdělil 11. června novinářům Hal Weaver, vědecký pracovník mise k nejvzdálenější planetě. "Rozeznáváme na nich stejné světlé a tmavé skvrny, jako na snímcích z Hubbleova kosmického teleskopu, nyní ale můžeme pozorovat i jejich jemnou vnitřní strukturu. Začínáme se učit, co tyto objekty znamenají. Brzy dostaneme také data ze spektroskopu sondy a pak budeme vědět ještě víc."

Jako výsledek výpravy, která stála více než půl miliardy dolarů, to nevypadá na závratný úspěch, dosud jsme však o povrchu Pluta nevěděli prakticky vůbec nic. Především ale to nejlepší teprve přijde, alespoň pokud vše půjde dobře. V okamžiku, kdy Hal Weaver snímky komentoval, dělilo sondu New Horizons od Pluta ještě 39 milionů kilometrů, zatímco za sebou už měla 4,7 miliardy kilometrů. K největšímu přiblížení dojde okolo 14. července, kdy bude od Pluta vzdálená přibližně 10 000 kilometrů (pro srovnání: Mezinárodní kosmická stanice obíhá Zemi ve vzdálenosti 400 kilometrů, geostacionární satelity ve vzdálenosti 36 000 kilometrů). Pak zamíří do takzvaného Kuiperova pásu obsahujícího pravděpodobně mnoho těles podobných Plutu.

Ledové světy

Pluto objevil v březnu 1930 americký astromom Clyde W. Tombaugh na základě nepravidelností v pohybu Neptuna. V učebnicích bývalo vedeno jako devátá a nejvzdálenější planeta sluneční soustavy, avšak čas od času to neplatí: jeho dráha je tak výstřední, že protíná dráhu "sousedního" Neptunu. Od roku 1979 do roku 1999 byl proto nejvzdálenější planetou sluneční soustavy Neptun.

plt2

obr: Představa malíře o podobě krajiny na Plutu. Průlet sondy New Horizons ukáže, jak moc se blížila skutečnosti. Zatím vždy sondy zcela změnily pohled na každou planetu, k níž se přiblížily

Pluto se od ostatních planet liší i v mnoha jiných věcech. Je mnohem menší než terestrické planety - její rovníkový průměr 2300 kilometrů je méně než pětina průměru naší Země.

Okolo Slunce obíhá v opačném směru než ostatní planety a navíc rotuje kolem osy, která je kolmá k rovině oběžné dráhy.

Další podivností je to, že jde vlastně o dvojplanetu: kolem Pluta obíhá měsíc Charon, který (na rozdíl od měsíců jiných planet) není o mnoho menší - má sedminu hmotnosti své planety.

Vzhledem k velké vzdálenosti od Země jsou další znalosti astronomů o tomto podivném dvojitém tělese dost skromné. Povrchová teplota je Pluta a Charonu velmi nízká - minus 235 až 210 stupnů Celsia. Podle nízké hustoty astronomové odhadují, že planetu tvoří směs 70 procent pevného materiálu a 30 procent vodního ledu.

plt5

obr: Sonda New Horizons při průletu kolem Pluta, v pozadí měsíc Charon. Podle posledních představ by tu mohl existovat i takzvaný vodní vulkanismus, malíř proto na Povrchu Pluta nakreslil i gejzíry

Kresba: NASA

Pomocí Hubbleova kosmického teleskopu se na povrchu podařilo rozeznat výrazně světlé a tmavé oblasti, které jsou patrně tvořeny různými zmrzlými plyny - dusíkem, metanem, kysličníkem uhličitým a uhelnatým.

Jsou tu také (podobně jako na Zemi a na Marsu) polární čepičky z bílého materiálu. Během přiblížení ke Slunci se vypařují a tvoří plynnou atmosféru. Část z ní možná uniká do vesmíru, nebo se shromažďuje (a opět mrzne) na povrchu Charonu. I to by mohlo vysvětlovat, proč je rozdíl v hmotnosti a rozměrech obou těles tak malý.

Objevily se dokonce dohady, že na Plutu nebo na Charonu jednou kosmické sondy najdou život. Podle současných předpokladů se obě tělesa v mnohém podobají Jupiterovu měsíci Europa - i v tomto případě možná jde o ledové koule s pevným kamenným jádrem. Díky vzájemnému gravitačnímu působení velmi blízkých a podobně hmotných těles by se jejich jádra mohla vlivem slapových sil zahřívat.

Stejně jako na Europě by tu tedy měl být také tzv. vodní vulkanismus včetně tekuté vody ukryté pod ledovým krunýřem. Nelze také vyloučit, že tento roztok je bohatý i na organické sloučeniny - podobně, jako je tomu u hlubokomořských gejzírů na Zemi. Je-li tomu tak, jsou hluboko pod povrchem Pluta nebo Charonu i příznivé podmínky pro existenci primitivního života.

Pluto bylo dlouho považováno za planetu, občas také za kometu, nakonec se astronomové shodli na nové definici "trpasličí planeta". Obsah tohoto pojmu je ale poněkud nejasný, zatím je jisté jen to, že Pluto nepatří ani do rodiny terestrických planet, jako je Země, Mars nebo Venuše, ale ani mezi plynové obry typu Jupitera či Saturnu.

O moc víc už se toho o podivném světě Pluta neví, protože obrovská vzdálenost neumožňuje efektivní pozorování pozemskými teleskopy. Mise sondy New Horizons by to měla změnit.

Čeká se přepisování učebnic

Projekt výpravy k Plutu se nerodil lehce - jako téměř všechny záměry NASA v posledních desetiletích. Mise se pod názvem Pluto Flyby začala připravovat už na počátku 90. let, nedostatek peněz a spory o její zaměření ale vedly k neustálým změnám, rušení a opětovném obnovování projektu. V roce 2000 NASA všechny dosavadní plány zahodila a vypsala veřejnou soutěž na návrh nové levné mise, koncem roku 2001 ale oznámila, že do fáze konstrukčních příprav vstupuje expedice zahrnující blízký průlet kolem Pluta a další cestu do záhadného prstence ledových světů zvaného Kuiperův pás.

plt3

obr: New Horizons, Pluto, Charon

Kresba: NASA

Mohlo by se zdát, že zdržení nebylo na škodu, vždyť co znamená pár let proti kosmické věčnosti. Jenže v tomto případě může mít na výsledky mise - a tedy i na efektivnost vynaložených 650 milionů dolarů - fatální dopad. Období, kdy je Pluto v přísluní, už mise promeškala a teď se její cíl vrací zpět do ledových hlubin vesmíru. Podle vědeckých odhadů k definitivnímu "zamrznutí" atmosféry planety dochází právě nyní...

Přílet k zamrzlému Plutu může být o to nepříjemnější, že vědecké vybavení New Horizons je poměrně skromné. NASA totiž z úsporných důvodů opustila koncepci těžkých sond na úkor jednodušších - přestože úspěch posledních dvou těžkých sond Galileo a Cassini u Jupitera a Saturnu naopak naznačuje, že u dlouhých letů se šetření nevyplácí.

Dlouhá pouť New Horizons konečně začala 11. ledna 2006 startem z Mysu Canaveral na špici nosné rakety Atlas V. Tehdy její poslání vyjádřila Mary Cleave z Ředitelství vědeckých misí kosmické agentury NASA slovy: "Mise bude studovat unikátní svět a my si v současnosti možná ani nedokážeme představit, co všechno se tam naučíme."

Sonda New Horizons váží přibližně 450 kilogramů (včetně pohonných hmot). Je dlouhá něco málo přes dva metry a široká 2,7 metrů. Nese 7 vědeckých přístrojů o celkové hmotnosti 30 kilogramů: zobrazovací spektrometr ve viditelném a infračerveném záření Ralph, ultrafialový zobrazovací spektrometr Alice, přístroj pro radiový výzkum atmosféry REX, mapovací kameru s teleobjektivem LORRI, spektrometr pro výzkum slunečního větru SWAP, částicový spektrometr PEPSI a studentský experiment SDC pro výzkum meziplanetárního prachu během cesty napříč celou sluneční soustavou.

plt4

obr: Vědecké přístroje na palubě sondy New Horizons

Kresba: NASA

Sonda je při letu stabilizovaná ve třech osách, přičemž manévrování, orientaci a korekce dráhy zajišťuje 16 malých raketových motorků poháněných hydrazinem. Elektrickou energii jejím přístrojům dodává radioizotopový termoelektrický článek, který je současně zdrojem tepla pro přístroje, musí pracovat řadu let daleko od Slunce. Významným bodem cesty byl průlet kolem Jupitera na přelomu února a března 2007, který sondě dodal nepatrnou část své kinetické energie, aby ji urychlil a nasměroval k Plutu.

Hlavními úkoly během průletu kolem Pluta bude analýza plynů, snímkování a mapování povrchu. Sonda se přitom kolem planety mihne rychlostí 17 až 18 kilometrů za hodinu.

Návštěvou Pluta ale expedice neskončí: bude následovat průlet Kuiperovým pásem, kde vědci očekávají setkání s alespoň dvěma tělesy o velikosti několika desítek kilometrů. Během průletu sonda provede stejné výzkumy, jako při přiblížení k Plutu. Průlet touto oblastí by měl trvat od roku 2016 do roku 2020.

"Zkoumání Pluta a Kuiperova pásu je něco jako archeologická sonda do hlubin minulosti naší sluneční soustavy," prohlásil Alan Stern, vedoucí vědeckého programu mise. "Je to místo, kde se lze dozvědět všechno o nejstarší historii formování planet."

Takže je dost možné, že - stejně jako při prvních misích k jiným planetám - se i tentokrát brzy budou zase přepisovat učebnice.

Jan A. Novák

Sonda New Horizons