Záchranná výprava k Hubbleovu teleskopu se uskuteční!

Srdce nejen profesionálních astronomů ale i zájemců o tento obor zaplesala. Ředitel NASA Michael Griffin nedávno oznámil, že kosmická agentura schválila výpravu raketoplánu, která by měla opravit a modernizovat Hubbleův kosmický dalekohled. Životnost dnes už legendárního kosmického dalekohledu by se tak mohla prodloužit až do roku 2013.Srdce nejen profesionálních astronomů ale i zájemců o tento obor zaplesala. Ředitel NASA Michael Griffin nedávno oznámil, že kosmická agentura schválila výpravu raketoplánu, která by měla opravit a modernizovat Hubbleův kosmický dalekohled. Životnost dnes už legendárního kosmického dalekohledu by se tak mohla prodloužit až do roku 2013.

Astronomický klenot, Hubbleův kosmický dalekohled (HST), oslavil v letošním roce 16 let od svého startu do vesmíru a to už je na kosmický přístroj úctyhodné stáří. Nehostinné prostředí oběžné dráhy má samozřejmě negativní vliv na činnost všech systémů dalekohledu i jeho přístrojů. HST by se tohoto věku nikdy nedožil, kdyby jej průběžně nenavštěvovaly výpravy raketoplánů, jejichž posádky dalekohled opravují a vybavují novými přístroji. Tuto skutečnost ostatně velmi dobře komentoval Phil Engelauf z NASA: „Schopnost dalekohledu být stále na špici je dána hlavně naší schopností jej na oběžné dráze udržovat a modernizovat.“

Hřebík do rakve?
Zatím poslední výprava se uskutečnila v březnu 2002. O rok později došlo k tragické havárii raketoplánu Columbia a veškeré další lety do vesmíru tak byly dočasně zastaveny. Mezi nimi samozřejmě i plánovaný let k HST. Jeho cílem mělo být prodloužení funkčnosti dalekohledu do roku 2010, tedy do startu jeho nástupce, který je nazýván James Webb Space Telescope. Tento projekt se ovšem neustále zpožďuje a dnes je zřejmé, že neodstartuje dříve než v roce 2013.
Odklad startu raketoplánu k HST však ještě nebyl tou nejhorší zprávou. Ta přišla na počátku roku 2004. Ačkoliv se o tom spekulovalo už delší dobu, teprve oficiální oznámení tehdejšího ředitele NASA Seana O’Keefa o zrušení servisní výpravy znamenalo zpečetění osudu dalekohledu.
Už předtím bylo totiž rozhodnuto, že raketoplány odejdou do „důchodu“ v roce 2010 a zbývající lety budou zasvěceny dostavění Mezinárodní kosmické stanice (ISS). Ta totiž, narozdíl od kosmického dalekohledu, může posádce raketoplánu v případě poškození tepelného štítu poskytnout na určitou dobu bezpečný úkryt. V případě letu k HST něco takového možné není. Obě tělesa totiž obíhají kolem Země po výrazně odlišných drahách. Pokud se tedy raketoplán vydá k dalekohledu, už nemá možnost dosáhnout dráhy ISS.

Ponechán svému osudu
Bez servisní výpravy byl dalekohled doslova odsouzen k pomalému „umírání“. Za nejkritičtější součásti jsou přitom považovány setrvačníky, které udržují přesnou polohu během pozorování. Dalekohled jich má celkem šest, přičemž pro jeho provoz byly nezbytné minimálně tři. Protože se v prostředí kosmického prostoru poměrně rychle porouchají, byly dosud vyměňovány při každé ze servisních výprav. Na konci roku 2000 byl dalekohled dokonce krátkodobě mimo provoz, protože v té době byly funkční jenom dva setrvačníky.
Když bylo oznámeno zrušení poslední výpravy k dalekohledu, nefungovaly správně už dva setrvačníky. Simulace založené na předchozích zkušenostech přitom ukazovaly, že v polovině roku 2007 nebude s 50procentní pravděpodobností dalekohled pracovat právě kvůli malému počtu funkčních setrvačníků. Inženýři proto vyvinuli nový software, který umožňuje snížit nezbytný počet na pouhé dva. To by mělo zhruba o rok prodloužit funkčnost dalekohledu.
Nejen setrvačníky jej ale „ohrožují“. Další kritickou součástí jsou baterie, jedna z posledních stále ještě původních součástí dalekohledu. Jejich životnost byla již výrazně překročena a v posledních letech se již začíná jejich věk projevovat.
Další nepříjemností byly dva nové přístroje, které byly vyvinuty za několik set miliónů dolarů a byly už v podstatě připraveny ke startu. Bez servisní výpravy by mohly skončit ve sběru.

Přijde na řadu robot?
Astronomové se ovšem s nevyhnutelnou ztrátou své „vlajkové lodi“ nechtěli smířit a začali lobovat na všech frontách. Vedení NASA bylo bombardováno ze všech stran s žádostmi o změnu rozhodnutí a neunikl tomu ani americký Kongres. Tam se příznivcům teleskopu podařilo získat na svou stranu i některé vlivné politiky. 
Naděje kosmického dalekohledu opět ožila. Tentokrát se ale zdálo, že jej nezachrání astronauti z raketoplánu ale robot, který bude schopen provést nezbytné opravy bez asistence lidí. NASA takových návrhů dostala celkem 26, přičemž kvalita některých z nich nakonec kosmickou agenturu přesvědčila, že by se výprava mohla uskutečnit. Navíc totiž projekt svým charakterem dobře zapadal i do nové vize vývoje robotů pro budování základny na Měsíci a let na Mars.
Kromě výměny stárnoucích baterií a setrvačníků by mohl robot připojit k dalekohledu pohonnou jednotku, která jej po ukončení činnosti navede k řízenému zániku v zemské atmosféře. Uvažovalo se dokonce i o tom, že by při této výpravě mohl být vyměněn jeden nebo i dva přístroje.
Po měsících analýz a studií se ovšem robotická výprava k dalekohledu ukázala být příliš technicky, finančně i časově náročnou. Její příprava by byla příliš dlouhá a HST by se příletu robota nejspíš nedožil. A tak byla i tato varianta nakonec stažena z programu.

Nové koště dobře mete
Bojovníkům za záchranu dalekohledu ale mezitím vysvitla nová šance. Sean O’Keefe opustil křeslo ředitele NASA a na jeho post byl v dubnu 2005 usazen držitel sedmi univerzitních titulů z řady oborů a v kosmickém oboru uznávaný odborník Michael Griffin. Ačkoliv jeho hlavním úkolem je dokončit Mezinárodní kosmickou stanici, nastartovat vývoj nástupce raketoplánu a učinit první kroky k návratu astronautů na Měsíc, od prvních okamžiků se také netajil snahou změnit rozhodnutí svého předchůdce ohledně HST.
Griffin je ovšem zároveň znalý problémů, které lety raketoplánů doprovázely, a neodvážil by se vyslat astronauty na sebevražednou misi, pokud by problémy nebyly vyřešeny. Bylo proto nejdříve nutné ukázat, že raketoplán vyslaný k HST nečeká podobný osud jako Columbii.
První let do vesmíru po katastrofě se uskutečnil v červenci 2005, ale i tentokrát byly při startu zaznamenány úlomky izolační pěny palivové nádrže. Ty by mohly způsobit podobné poškození jako tomu bylo v případě Columbie. Další dva starty, uskutečněné v roce 2006, ukázaly určité zlepšení situace. NASA rovněž vylepšila techniky pro kontrolu stavu tepelného štítu a vyzkoušela možnosti jeho opravy v případě poškození. To vše zvýšilo důvěru v bezpečnost budoucích letů.

Dalekohled bude zachráněn!
Při setkání s pracovníky Goddard Space Flight Center, které je za provoz HST zodpovědné, Michael Griffin 31. října 2006 oznámil: „Zařadíme servisní výpravu k HST do seznamu letů raketoplánů ještě před jejich vyřazením v roce 2010!“.
Odpovědí mu byl mohutný aplaus. NASA podle slov svého ředitele detailně analyzovala předchozí tři lety raketoplánů a rovněž prověřila postupy nezbytné pro úspěšnou opravdu dalekohledu. Odborníci jsou nyní přesvědčeni, že servisní výpravu je možné provést bezpečně a efektivně.

Jak se vtěsnat do nabitého programu? 
Nejen bezpečný let je ale výzvou pro manažery letů raketoplánů. Samotný program letů je totiž i tak velmi „našlapaný“. K dokončení ISS bude potřeba minimálně 14 letů a jedině raketoplán je přitom schopen dopravit ke stanici velké moduly, které k ní pak budou připojeny. Po roce 2010 nebudou raketoplány už více k dispozici a zařadit tak servisní výpravu do plánů, aby neovlivnila dostavbu kosmické stanice, není zrovna lehkým úkolem.
Zatím se předběžně počítá s tím, že servisní výpravu uskuteční mezi jarem a podzimem 2008 raketoplán Discovery. Posádku bude tvořit trojice zkušených astronautů Scott Altman, John Grunsfeld, Mike Massimino a čtveřice nováčků Gregory Johnson, Andrew Feustel, Michael Good a  Megan McArthur. Astronom John Grunsfeld poletí k HST již potřetí, Mike Massimino podruhé.

Nebude to jen údržba 
Kromě šesti baterií a šesti setrvačníků bude vyměněn i jemný naváděcí senzor a dva další přístroje. Schopnosti HST by měly významně zvýšit Cosmic Origins Spectrograph (COS) a Wide Field Camera 3 (WFC3). Bude se jednat o nejlepší přístroje, které dosud na HST pracovaly. Astronauti se rovněž pokusí opravit Space Telescope Imaging Spectrograph výměnou jeho základní desky. A konečně na dalekohled umístí držáky, které by měly usnadnit jeho stažení z oběžné dráhy po roce 2020.
WFC3 bude pracovat na širokém rozsahu vlnových délek, od ultrafialové přes viditelnou až po infračervenou oblast elektromagnetického spektra. Nahradí podobný přístroj, který byl do dalekohledu instalován v roce 1993. Schopnosti WFC3 umožní spatřit slabší, vzdálenější a starší objekty než byl schopen kterýkoliv jiný přístroj na HST. Podle Malcolma Niednera z NASA existují předběžné odhady, „že kamera spatří objekty, které existovaly 800 miliónů let po vzniku vesmíru.“
Na ultrafialovým vlnových délkách zas bude pracovat Cosmic Origins Spectrograph (COS) a částečně tak nahradí jiný přístroj, který přestal fungovat před dvěma lety. COS bude zvláště užitečný pro studium plynu proudícího mezi galaxiemi. To astronomům umožní studovat rozložení plynu ve vesmíru a pochopit jak je ovlivňováno tvorbou hvězd a explozemi supernov.

Případná záchranná výprava
Pokud při startu raketoplánu mířícího k dalekohledu dojde k poškození tepelné ochrany kosmického letounu, nemohou astronauti počítat s bezpečím ISS. Na její palubě je dostatečné množství zásob na to, aby zde rozšířená posádka čekající na přílet záchranného raketoplánu vydržela až 80 dnů. Samotný raketoplán letící k HST ovšem takto zásobený být nemůže, takže by astronauti měli k dispozici zásoby asi jen na 25 dnů. Případná záchranná výprava dalšího raketoplánu by proto musela proběhnout velmi rychle.
V praxi to bude znamenat, že k letu do vesmíru budou připravovány hned dva raketoplány najednou. Až bude Discovery startovat ke kosmickému dalekohledu další ze zbývající dvojice raketoplánů bude stát na vedlejší rampě. Pokud dojde k poškození prvního raketoplánu, nebude v podstatě možné z časových důvodů provést žádné konstrukční změny na druhém raketoplánu a ten bude startovat do vesmíru s potenciálně stejným rizikem jako raketoplán první.
Zachraňující raketoplán by se na oběžné dráze přiblížil do těsné blízkosti Discovery a obě lodi by byly spojeny pevným lanem. Po něm by se posádka servisní výpravy přesunula do spásného raketoplánu.

Popáté k dalekohledu
Během uplynulých 16 let se raketoplány k dalekohledu vydaly celkem čtyřikrát. Raketoplán se během nich ke kosmickému dalekohledu přiblížil a zachytil jej svým robotickým manipulátorem. V následujících dnech pak podnikali členové posádky výstupy do volného kosmického prostoru, během kterých na dalekohledu pracovali. Vždy se jednalo o náročné operace v beztížném stavu a nejinak tomu bude i v případě plánované páté servisní výpravy.
Už nyní je však zřejmé, že program posádky bude velmi nabitý. Kromě standardních „vycházek“ do kosmu bude muset provést i důkladnou inspekci stavu tepelné ochrany raketoplánu, což se v průběhu posledních výprav stalo samozřejmostí. Dvě dvojice astronautů pak čeká hned pětice výstupů k dalekohledu. Osmý den letu by měly být veškeré práce na HST ukončeny a měl by být opětovně vypuštěn na svou oběžnou dráhu kolem Země.

Snad už se nic nestane!
Ačkoliv se na zemském povrchu staví obří dalekohledy, jejichž schopnosti se HST blíží či je v některých ohledem snad i dokonce převyšují, kosmický dalekohled zůstává jedním z klíčových nástrojů současné astronomie. A s novými přístroji bude jeho pozice opět silnější.
Doufejme tedy, že se v následujících letech nestane při startech raketoplánů nic, co by těžce vybojovanou servisní výpravu ohrozilo. A zhruba za dva roky snad budeme moci i na stránkách 21. STOLETÍ psát o úspěšné opravě HST a těšit se z dalších unikátních snímků, které kosmický dalekohled pořídí.

Kosmické dalekohledy
Jedním z prvních, kdo uvažoval o umístění dalekohledu na oběžnou dráhu byl německý raketový průkopník Herman Oberth, který už v roce 1923 přemýšlel o výhodách takového řešení. Dalekohled umístněný mimo zemskou atmosféru bude schopen dosáhnout mnohem lepšího rozlišení než jsou schopny největší pozemské dalekohledy a přitom nebude muset dosahovat jejich obrovských rozměrů.
Hubbleův kosmický dalekohled (HST) byl na oběžnou dráhou vypuštěn 25. dubna 1990, ale jeho historie je mnohem delší a vývoj velmi složitý. Patří do skupiny tzv. velkých observatoří NASA. Kromě něj sem ještě náleží rentgenová observatoř Chandra (vynesena 23. července 1999 raketoplánem Columbia), infračervený Spitzer (vynesen 25. srpna 2003 raketou Delta) a dalekohled Compton (od roku 1991 – provoz ukončen v roce 2000), který sledoval vesmír v oboru záření gama.

Erwin Powell Hubble
Přístroj je pojmenován podle vynikajícího amerického astronoma Edwina Powella Hubbla (1889 -1953), který pracoval zejména v oblasti galaktické a extragalaktické astronomie. Hubble mj. dokázal rozlišit hvězdy ve vzdálených mlhovinách a tím ukázal, že se jedná o galaxie podobné naší Mléčné dráze.
Pomocí hvězd zvaných cefeidy změřil vzdálenost spirální galaxie v Andromedě a přispěl k tomu, že vesmír se náhle “zvětšil”. Zároveň objevil skutečnost, že galaxie se s rostoucí vzdáleností vzdalují rychleji. Tuto úměrnost vyjadřuje tzv. Hubbleův vztah a Hubbleova konstanta udává o kolik se rychlost rozpínaní zvětší na jednotku vzdálenosti. Tato konstanta je jednou ze základních veličin kosmologie. Nutno říci, že právě HST významně přispěl k jejímu zpřesnění.

Galaktická havárie
U příležitosti 16. výročí vypuštění dalekohledu byly uvolněny snímky zachycují galaxii M82, kterou je od nás vzdálena 12 miliónů světelných roků. Její tvar naznačuje, že zhruba před 500 milióny lety prodělala kolizi s velkou blízkou galaxií M81. Jedním z důsledků této galaktické havárie je zřejmě i extrémní tempo tvorby nových hvězd v galaxii.
Data ukazují, že nové hvězdy vznikají v M82 až desetkrát rychleji než hvězdy v naší galaxii. Nové hvězdy vysílají intenzivní záření ale také proud nabitých částic, které mají na svědomí hvězdný vítr. Kombinací větrů proudících z jednotlivých hvězd vzniká „supervítr“, který intenzivně ovlivňuje hmotu v okolí. Mezihvězdný plyn je stlačen, což vede ke vzniku dalších a dalších hvězd. Astronomové odhadují, že současné „ďábelské“ tempo pomine za několik desítek miliónů let.

Veterán John Grunsfeld
Když se řekne servisní výprava k Hubbleově dalekohledu, je jméno astronauta Johna Grunsfelda doslova synonymem. Tento astronom poletí do vesmíru už popáté a k samotnému HST už potřetí. Zatím má na svém kontě pět kosmických „procházek“ právě k HST a možno říci, že jej „zná jako své vlastní boty.“
Podílel se na výpravách k dalekohledu v letech 1999 a 2002. Při zatím poslední servisní výpravě například provedl velmi složitou výměnu centrální energetické jednotky. V těchto okamžicích šlo doslova „ o život“ dalekohledu, protože výměna musela být provedena rychle a přesně. Tento díl přitom nebyl konstruován tak, aby se dal snadno vyměnit, protože se s tím jednoduše při stavbě dalekohledu vůbec nepočítalo. I při další servisní výpravě čekají na Grunsfelda a jeho kolegy velmi náročné úkoly.

Už nebylo místo
Brzy po vypuštění dalekohledu na oběžnou dráhu se ukázalo, že jeho hlavní zrcadlo o průměru 2,4 metru není úplně precizně vybroušeno! Dalekohled nebylo možno přesně zaostřit a s nadsázkou můžeme říci, že „šilhal“.
Vědci se zpočátku snažili tento problém odstranit programy na zpracování obrazu. Zároveň byla připravena korekční aparatura COSTAR vážící skoro 300 kg a tvořená optickou lavicí s 11 menšími zrcadly. Problém byl s jejím umístěním, protože na zařízení o rozměrech 2,2 x 0,9 x 0,9 m nebylo v dalekohledu prostě místo. A tak byl “obětován” vysokorychlostní fotometr a aparatura zaujala jeho místo.
Nové přístroje instalované během dalších výprav byly už samy schopny korigovat vadu hlavního zrcadla. V současné době už není COSTAR využíván a tak bude při následující výpravě z dalekohledu zcela odstraněn.

Rubriky:  Astronomie
Publikováno:
Další články autora
Právě v prodeji
Tip redakce

Související články

Je na planetách soustavy TRAPPIST-1 více vody než na Zemi?

Je na planetách soustavy...

Všechny planety u hvězdy TRAPPIST-1 jsou velmi podobné Zemi. Mají pevné...
Jsou nadějí pro hledání mimozemského života červení trpaslíci?

Jsou nadějí pro hledání mimozemského...

S tím, jak se zdokonalují pozorovací možnosti astronomů, roste i počet...
Rozervaná těla hvězd odhalují původ radioaktivních molekul

Rozervaná těla hvězd odhalují...

Pozorování radioteleskopem ALMA pomohla objevit radioaktivní izotop...
Každoroční nebeské divadlo je opět zde

Každoroční nebeské divadlo je...

Slzy svatého Vavřince nebo-li Perseidy se opět chystají prosvítit...
Předpovědi Einsteinovy obecné teorie relativity poprvé potvrzeny v blízkosti černé díry

Předpovědi Einsteinovy obecné teorie...

Pozorování pohybů hvězd v extrémním gravitačním poli superhmotné černé...
Rodina Jupiterových měsíců se rozrostla

Rodina Jupiterových měsíců se...

Měsíční rodina krále sluneční soustavy je rozsáhlejší, než dosavadní učebnice...
Připravte si foťáky. Čeká nás nejdelší úplné zatmění Měsíce

Připravte si foťáky. Čeká nás nejdelší...

Protože plánovat se musí, vyhraďte si v pátek 27. července 2018 pozdní večerní a noční...
Úplné zatmění Slunce 2019 na observatoři La Silla v Chile

Úplné zatmění Slunce 2019 na...

Dne 2. července 2019 bude možné z observatoře ESO/La Silla v Chile pozorovat jeden z...
Pomocí dalekohledu VLT vědci provedli dosud nejpřesnější test Einsteinovy obecné teorie relativity mimo naši Galaxii

Pomocí dalekohledu VLT vědci provedli...

Astronomové využili přístroj MUSE pracující ve spojení s dalekohledem ESO/VLT v...
ALMA nalezla trojici vznikajících planet u nově zrozené hvězdy

ALMA nalezla trojici vznikajících...

Dva nezávislé vědecké týmy využívající radioteleskop ALMA získaly s jeho...

Nenechte si ujít další zajímavé články

Poslední let Marka Suttona: Z Bondova dubléra toho moc nezbude!

Poslední let Marka Suttona:...

Britský kaskadér Mark Sutton (1971–2013) lechtá smrtku pod bradou už...
Ramstein: Chyba pilota usmaží v roce 1988 desítky lidí!

Ramstein: Chyba pilota usmaží v...

Letecké prohlídky jsou lákadlem pro stovky lidí. Nadšenci letadel se...
Stovky mrtvých ryb přineslo oteplení vody v Jižní Kalifornii

Stovky mrtvých ryb přineslo...

Dvě tisícovky cípalů hlavatých. Takový počet obětí si vyžádala letní vedra v...
Znáte nejslavnější hollywoodské páry?

Znáte nejslavnější hollywoodské...

Kde jinde hledat lásku než v Hollywoodu? Rozvodovost však...
Krvavá Olympiáda: Co se stalo v Mnichově?

Krvavá Olympiáda: Co se stalo v...

Olympiáda patří mezi největší sportovní události na světě a v letním i...
Ermitáž v Petrohradu: Obří muzeum s 3 000 000 exponáty!

Ermitáž v Petrohradu: Obří muzeum...

Vypravte se navštívit druhé největší muzeum planety! Jak dobrodružná byla...
72 dní, 2 soupeřky, 1 vítěz: Cesta kolem světa za (méně než) 80 dní

72 dní, 2 soupeřky, 1 vítěz: Cesta...

Nellie je kariérní kaskadérkou. Za dobrý článek neváhá nasadit vlastní...
Ruský skandál: Mikuláš II. zamlada zaútočil na policii kaviárem

Ruský skandál: Mikuláš II. zamlada...

„Povězte mi, už jste někdy s velkoknížetem carevičem mluvil?“ ptá se car...
VIDEO: Všechno je jedovaté, pokud si toho dáte příliš mnoho!

VIDEO: Všechno je jedovaté, pokud si...

Jeden moudrý vědec řekl “dávka dělá jed”....
Poznejte své IQ

Poznejte své IQ

V našem profesionálně sestaveném testu ihned zjistíte přesné výsledky a obdržíte certifikát.