Vzorky hornin z Měsíce jsou zatím jediným materiálem, jaký jsme získali z jiných těles Sluneční soustavy. Tuto skromnou bilanci by mohla rozšířit japonská sonda Hayabusa. Jedním z členů jejího týmu je i Japonec, který pracoval v Čechách. Shinsuke Abe poskytl 21. STOLETÍ exkluzivní doplňující informace k letu sondy.
Půltunová sonda Hayabusa (Sokol) odstartovala na původně čtyřletou výpravu 9. května 2003 na palubě rakety M-V z japonského kosmodromu Kagoshima. Po jednom oběhu kolem Slunce prolétla o rok později v blízkosti Země, čímž získala dodatečnou rychlost na cestu k planetce Itokawa.
„Náš“ člověk v řídícím týmu
Z hlediska české astronomie je zajímavé, že jedním z autorů infračerveného spektrometru sondy Hayabusa je Shinsuke Abe z University v Kóbe. Tento japonský astronom totiž v letech 2003 – 2005 pracoval v Astronomickém ústavu AV ČR v Ondřejově u Prahy, kde se věnoval svému oblíbenému oboru, studiu meteorů. Po svém návratu do Japonska v červenci se ihned zapojil do činnosti týmů analyzujících nová data získaná sondou Hayabusa. Zpracovává rovněž data z laserového výškoměru.
První potíže
Pokud by vše pokračovalo podle plánu, měla sonda v blízkosti planetky „zaparkovat“ už v červnu loňského roku. Bohužel, už brzy po startu ji postihla první, a jak už dnes víme, tak zdaleka ne poslední nesnáz, která způsobila dvouměsíční zpoždění. „Stalo se tak kvůli silnému poškození solárních článků historicky nejsilnější erupcí, ke které došlo v listopadu 2003,“ vysvětluje Junichiro Kawaguchi, manažer projektu z japonské kosmické organizace ISAS/JAXA.
Hlavní pohonnou jednotkou sondy je totiž čtveřice iontových motorů, které se bez potřebného množství elektrické energie neobejdou – nižší účinnost poškozených panelů snížila tah motorů. Opožděný přílet tak zkrátil dobu pro detailní průzkum planetky na pouhé dva měsíce.
Nebezpečná planetka?
Sondu ovšem pronásledovaly i další problémy. V červenci selhal první ze tří setrvačníků, sloužících k ustavení správné orientace sondy v prostoru, a počátkem října jej následoval druhý. Ke stabilizaci sondy tak bylo nutno využít zbývající setrvačník, doplňovaný chemickými raketovými motory. To však vedlo ke zvýšení spotřeby raketového paliva, nezbytně nutného pro sestupy na povrch planetky.
Planetka Itokawa byla objevena v roce 1998. Nese jméno zakladatele japonské kosmonautiky Hideo Itokawy. Její dráha protíná dráhu Země, čímž se řadí mezi tzv. blízkozemní planetky, potenciálně nebezpečná tělesa, která by se mohla s naší planetou srazit. Tvarem dráhy patří do skupiny planetek Apollo. Příliš mnoho detailů se však během uplynulých sedmi let o této planetce nepodařilo zjistit. Sonda Hayabusa to ovšem velmi rychle napravila.
320 miliónů kilometrů od Země
Ve vzdálenosti 3,5 tisíce kilometrů od planetky převzaly 28. srpna 2005 pohon sondy malé chemické motory. Sonda se v té době přibližovala rychlostí 10 m/s a neustále zpomalovala. Nakonec její rychlost, 12. září ve vzdálenosti 19 km, klesla na nulu. Celý tento „balet“ se odehrával ve vzdálenosti 320 miliónů kilometrů od Země. Zodpovědnost za řízení sondy při něm plně ležela na inteligentním navigačním systému na její palubě, který pracoval zcela bez lidského zásahu.
Poté začaly všechny přístroje na palubě detailně zkoumat vlastností planetky. Její povrch byl postupně dopodrobna zmapován optickou kamerou s vysokým rozlišením, mineralogické a chemické složení prozkoumaly infračervený a rentgenový spektrometr, laserový výškoměr studoval terénní nerovnosti. V říjnu se pak sonda přesunula ještě blíže k povrchu planetky, na vzdálenost pouhých 7 kilometrů.
Porézní brambora
Data získaná sondou významně zpřesnila naše znalosti o planetce. Jedná se o těleso tvaru protáhlé brambory s rozměry 540 x 250 x 180 metrů. Jeho hustota 2700 kg/m3 naznačuje, že se zřejmě nejedná o kompaktní objekt, ale je tvořeno „slepenými“ menšími úlomky.
Sonda změnila původní představu o tom, že takto malá tělesa jsou geologicky homogenními objekty. Na povrchu byly odhaleny mohutné balvany a také oblasti, které nebyly pokryté povrchovým prachem (regolitem). To znamená, že sonda mohla přímo pozorovat skutečný povrch asteroidu, nezakrytý vrstvou prachu. „Snímky jsou skutečně pozoruhodné a navíc velmi odlišné od snímků asteroidů, které jsme získali doposud,“ komentuje nová data Američan William Bottke, který se zabývá studiem planetek.
Zpracování dat bude i nadále pokračovat a podrobné výsledky lze očekávat v následujících letech. „Získali jsme více než 1500 snímků, 100 000 spekter a 3 milióny výškových měření,“ shrnuje pozorování Shinsuke Abe.
Vysavač na 1 gram
Pro předchozí výpravy k planetkám by takové množství přesných informací bylo vyvrcholením mnohaletého úsilí, pro tým kolem sondy Hayabusa to ale znamenalo jen předehru. Na základě dat byla vytipována místa pro přistání a odběr vzorků z povrchu asteroidu. Pro splnění tohoto úkolu je sonda vybavena 40 cm dlouhým trychtýřem „vysavače“, jehož úkolem je nasát částice a zvířený prach, uvolněné z povrchu vystřelením malého kovového projektilu. Množství takto odebraného materiálu bylo odhadováno na jeden gram.
Řídící tým zažíval hektické chvíle. „Pracujeme téměř nepřetržitě, bez odpočinku, s minimem spánku. Je to extrémně náročné ale vzrušující,“ popisuje atmosféru uplynulých měsíců v řídícím centru Shinsuke Abe.
Robot ztracený v kosmu
První, zatím ještě pokusný sestup se uskutečnil 4. listopadu a bohužel nebyl úspěšný. Kvůli nejasnému signálu odeslanému do řídícího střediska byl předčasně ukončen 500 metrů nad povrchem a sonda se vrátila zpět na parkovací dráhu.
K zopakování, tentokrát spojeném i s vysazením maličkého robota Minerva, došlo 12. listopadu. Robotek o hmotnosti pouhých 600 g měl po povrchu planetky šmejdit zhruba dva dny a předávat sondě na oběžné dráze podrobné údaje získané sadou kamer a spektrometrů. „Minerva nám může říci mnoho o vlastnostech povrchu tělesa s nízkou gravitací,“ říká americký astronom Clark Chapman, odborník na asteroidy.
Komunikační problémy ale způsobily, že příkaz k uvolnění Minervy dostala Hayabusa až v době, kdy se už od povrchu planetky vzdalovala. Robot se proto na planetku vůbec nedostal, zcela ji minul a ztratil se v kosmu. Japonci posléze přiznali lidskou chybu.
Utajené přistání
Nicméně na 20. listopadu byl naplánován první „ostrý“ odběr vzorků. Podle prvních zpráv se však opět nezdařil, protože sonda na povrch vůbec nedosedla a naopak od planetky odlétla na vzdálenost 50 km. Další data, dodatečně přenesená ze sondy ale potvrdila, že Hayabusa na povrchu „seděla“ asi půl hodiny! K odběru vzorků ovšem nedošlo. Přesto se objevily spekulace, že nějaký materiál z povrchu planetky mohl v trychtýři sondy uváznout.
Vzhledem k docházejícímu palivu bylo zřejmé, že další pokus už bude pokusem posledním. 26. listopadu to vypadalo, že se na osudem stíhanou sondu konečně usmálo štěstí. Sestup a odběr vzorků z povrchu planetky byl tentokrát úspěšný… Alespoň tak tomu nasvědčovaly první zprávy. S odstupem času ale odborníci zjistili, že sonda sice přistála, ale tentokrát zas nedošlo k vystřelení projektilu. Komora na vzorky tak bude nejspíš prázdná. Jistotu ovšem vědci získají teprve v okamžiku, kdy komoru v laboratoři otevřou.
Proč selhal motor?
K tomu ovšem nemusí vůbec dojít, protože hned při startu z povrchu planetky potkaly sondu další potíže. A byly tak zásadního charakteru, že se po určitou dobu zdálo, že sonda je nadobro ztracena. Selhal totiž raketový motor, následoval únik cenného paliva, sonda ztratila orientaci v prostoru a byla přerušena komunikace.
Příčina může být v prvním přistání. „Možná sonda dosedla na trysku, která se poškodila,“ naznačuje možnou příčinu člen týmu Don Yeomans (NASA). Nejpozdější termín odletu zpět k Zemi, 10. prosinec, se blížil. Pokud by ho sonda propásla, nebyla by schopna k Zemi za pomoci iontových motorů vůbec doletět. Plánované přistání v australské poušti Woomera v červenci 2007 tak bylo ohroženo.
Nejistý osud sondy
„Naštěstí se nám podařilo zachytit maják sondy“, sděluje 21. STOLETÍ o napjatých okamžicích Shinsuke Abe. Japonští experti tak nad ní pomalu získávají kontrolu. Úplně poslední zprávy z konce loňského roku ovšem hovoří o tom, že sonda se skutečně na cestu domů nevydala. Podle náhradního plánu byla uvedena do režimu spánku.
Na počátku roku 2007 se uskuteční další pokus o odlet směr Země. To by znamenalo návrat na naši planetu až v roce 2010. Otázkou ovšem zůstává, zda se už tak těžce strádající sonda může vůbec tohoto data „dožít“. Podle vědců sdružených kolem projektu stále existuje velká šance, že výprava, která stála japonské daňové poplatníky 100 miliónů dolarů, bude úspěšná.
Iontové motory
Základem činnosti iontového motoru je urychlování elektricky nabitých částic, – iontů xenonu, elektromagnetickým polem. Ionty jsou následně vystřelovány z trysky, což vede ke vzniku tahu. Ačkoliv je tah iontového motoru ve srovnání s tradičním chemickým motorem velmi malý, jeho účinnost je nesrovnatelně vyšší. Například na sondě Deep Space 1 spotřeboval během provozu jen několik gramů xenonu denně.
Hayabusa je první sondou, která k ionizaci atomů xenonu využívá mikrovlnného záření. Pokud mají k dispozici dostatek energie, jsou schopny její iontové motory dosáhnout denní změny rychlosti o 43 km/hod. Sonda jich využívala během celého letu k planetce a bude na ně spoléhat rovněž při návratu na Zemi. Když se sonda zastavila na konci srpna jen 20 km od planetky, měly její iontové motory na svém kontě dohromady téměř 26 tisíc hodin provozu.
Přístroje sondy
Pro navigaci
· dlouhofokální optickou navigační kameru ONC-T (Optical Navigation Camera – Telescopic)
· krátkofokální optickou navigační kameru ONC-W (Optical Navigation Camera – Wide-view)
· sledovače hvězd STT (Star Tracker)
· laserový lokátor LIDAR (Light Detection and Ranging)
· laserový dálkoměr LRF (Laser Range Finder)
· senzory FBS (Fan Beam Sensor).
Pro průzkum planetky z oběžné dráhy
· rentgenový fluorescenční spektrometr
· spektrometr pro blízkou infračervenou oblast.
