Záhady první planety

20. října 2018 v jednu hodinu a čtyřicet pět minut světového koordinovaného času se na dlouhou cestu vydala meziplanetární sonda BepiColombo. Signál ze sondy, který přijalo řídící středisko Evropské kosmické agentury v německém Darmstadtu skrze sledovací stanici New Norcia v čase 2:21 h GMT, potvrdil, že start proběhl úspěšně.

Aparát tak mohl nabrat potřebný směr a nyní již míří meziplanetárním prostorem ke svému cíli. Oním cílem společné evropsko-japonské mise je první planeta sluneční soustavy Merkur. Je to teprve třetí mise v historii, která nejmenší planetu naší sluneční soustavy navštíví.

Zatímco o dalších dvou terestrických planetách Venuši a Marsu víme relativně hodně a na obou už také přistály pozemské aparáty, Merkur, i kvůli větší vzdálenosti, stál trochu stranou zájmu astronomů.

První planetu sluneční soustavy Merkur znali již staří Sumerové na pomezí čtvrtého a třetího tisíciletí před naším letopočtem. Antické myslitele poněkud mátl, protože se zjevoval buď ráno, nebo večer, avšak už tehdejší astronomové odhalili, že se jedná o jediné těleso.

Až v roce 1631 francouzský astronom Pierre Gassendi (1592–1655) pozoroval tranzit Merkuru přes sluneční disk. Vzhledem k blízkosti Merkuru ke Slunci byla planeta obtížně pozorovatelná a bližší informace tak o ní přinesly až americké kosmické sondy Mariner 10 a Messenger.

V roce 2018 k Merkuru odstartovala vůbec první neamerická mise.„Vypuštění sondy BepiColombo představuje velký mezník pro ESA i JAXA. Před námi je ohromné množství skvělých objevů,“ komentoval tehdy start generální ředitel ESA Johann-Dietrich Wörner.

Podle jeho slov po překonání sedmileté cesty, což už samo o sobě představuje nemalou výzvu, přinese tato mise skutečnou záplavu vědeckých dat. „Je to výsledkem mezinárodní spolupráce a dekád úsilí plus vložených znalostí každého jednotlivce zapojeného do výroby tohoto neuvěřitelného stroje, který je nyní na cestě za odhalením záhad Merkuru,“ dodal Wörner. Sonda BepiColombo zatím letí podle plánu. V polovině prosince poprvé zažehla své elektrické motory v rámci běžného rutinního manévru. Po důkladném testování čtyř iontových motorů na palubě sondy řídící tým rozhodl, že je nyní možné bezpečně je zažehnout.

A tak se i stalo: motory začaly pracovat na prvním dlouhodobém zážehu (tzv. oblouku, neboť jejich činnost v řádu týdnů či měsíců zasahuje do významné části trajektorie letu). Cesta bude ještě dlouhá a křivolaká.

Než se sonda BepiColombo dostane v roce 2025 ke svému cíli, musí uskutečnit devět průletů u Země, Venuše a Merkuru a obletět celkem osmnáctkrát Slunce. Během této cesty mise ESA/JAXA uskuteční 22 dlouhodobých zážehů motorů, které nabídnou stejnou změnu rychlosti za použití mnohem menšího množství pohonných látek ve srovnání s tradičními chemickými motory.

Ty ovšem pracují jen v řádu minut nebo hodin. První zážeh iontových motorů přitom bude trvat dva měsíce. Během této doby činnosti motorů bude meziplanetární průzkumník nasměrovaný na správnou dráhu a tu optimalizuje tak, aby mohl v dubnu 2020 opět proletět kolem Země.

Mise BepiColombo se skládá ze dvou samostatných sond: Evropská kosmická agentura dodala MPO (Mercury Planetary Orbiter) a Japonci MMO (Mercury Magnetospheric Orbiter alias „Mio“). Obě k Merkuru dopraví transportní stupeň ESA MTM (Mercury Transfer Module), který bude využívat jak elektrického pohonu, tak již zmíněných gravitačních manévrů.

Maximální plánovaný tah sondy po dobu letu je 250 mN, přičemž zapnutá dvojice motorů je schopna generovat 125 mN. Je to ekvivalent síly 250 mravenců tlačících čtyřtunovou sondu BepiColombo na cestě k první planetě Sluneční soustavy.

Cesta ze země k Merkuru je ve své podstatě cestou ke Slunci. Hvězda, která představuje 99,8 % hmotnosti sluneční soustavy je pochopitelně i hlavním gravitačním činitelem v ní. Jednu z největších výzev tedy pro sondu představuje obrovská gravitace Slunce, která komplikuje její navedení na stabilní oběžnou dráhu Merkuru.

„Musíme tak průběžně řídit pád do Slunce, přičemž během dlouhých přeletů budou odpovídající energii poskytovat iontové motory s malým tahem,“ zdůrazňuje letový ředitel mise BepiColombo v ESA Andrea Accomazzo.

K další výzvám patří extrémní teplotní výkyvy, kterým budou sondy vystaveny. Teplotní rozsah bude od mínus 180 stupňů Celsia až k 450 stupňům Celsia (což je více, než například v peci pro přípravu pizzy).

Mnohé z ochranných mechanismů a krycích vrstev na sondě nebyly v podobných podmínkách nikdy dříve testované. Celkový návrh všech tří sond mise také odpovídá tvrdým podmínkám vesmíru, jímž budou vystaveny.

Velký panel slunečních baterií na přeletovém modulu je nakloněn do takového úhlu, aby bylo co nejvíce minimalizováno poškození radiací – a přesto aby poskytoval dostatek energie. Na sondě MPO jsou velké radiátory, které mají efektivně odvádět teplo vznikající při práci subsystémů, stejně jako vyzařovat teplo, které sonda „dostane“ přímo od planety při blízkých průletech.

A osmistěnná sonda Mio bude rotovat rychlostí 15 otáček za minutu, aby rovnoměrně distribuovala sluneční teplo po celém svém povrchu, a tak zabránila přehřátí. A jak bude vlastně sonda pracovat, až doletí k Merkuru?

Transportní modul bude několik měsíců před příletem k Merkuru odhozen a v letu budou pokračovat obě vlastní výzkumné sondy – stále spojené – aby je mohla zachytit gravitace Merkuru. Jejich správná orientace bude zajišťována tryskami MPO do chvíle, než bude dosažena potřebná eliptická polární dráha pro MMO.

Následně se MPO oddělí a začne s pomocí vlastních motorů sestupovat na svoji pracovní dráhu. Sondy pak budou společně provádět pozorování, která odhalí vnitřní strukturu planety, původ jejího povrchu a vývoj geologických útvarů.

A to včetně ledu na dnech kráterů, v nichž je trvalý stín. Dále se mise zaměří na zkoumání interakce mezi planetou a slunečním větrem.

Zatímco Venuše a zejména Mars si na nedostatek pozornosti pozemských aparátů stěžovat nemohou, vzdálenější planety jsou navštíveny jen občas. Mise k Merkuru jsou vzhledem k blízkosti Slunce velmi rizikové.

A tak až v roce 1974 první stroj proletěl kolem první planety, byl jím americký Mariner 10. Celkem uskutečnil tři průlety a informace jím získané na dlouhou dobu byly jediným zdrojem bližších znalostí o Merkuru.

Mnohem více informací přinesla sonda Messenger, která k na Merkurovu oběžnou dráhu vstoupila v roce 2011. Sonda Mariner 10 na Merkuru objevila netušenou věc, planeta má své magnetické pole. Právě dobře fungující a silné magnetické pole je na Zemi jednou z podmínek udržení života, protože odklání sluneční vítr.

Merkurovo magnetické pole je o dost slabší než to pozemské, dosahuje pouze 1 % jeho hodnoty, na druhé straně však hravě strčí do kapsy magnetické pole Venuše nebo Marsu. A i ono umí skutečně odklonit částice slunečního větru.

Je tedy pravděpodobné, že Merkur má alespoň částečně roztavené železné jádro. Mimochodem, právě Merkurovo magnetické pole se využívá pro počítačové simulace, protože velikost pozemského pole neumožňuje číselné modelování pozemského magnetického jádra.

Tak nám Merkur pomáhá poznávat vlastní planetu. Jedním z nejpřekvapivějších objevů sondy Messenger byla přítomnost ledu na Merkuru. Což o to, na odvrácené straně při třeskutých mrazech by se snad dal očekávat, led ve sluneční soustavě není žádnou vzácností.

Ale on se udrží na pólech i během doby, kdy je na přivrácené straně ke Slunci. Ledu přitom na Merkuru není vůbec málo. U každého z pólů se zásoby ledu odhadují až na 1 bilion tun materiálu. Kdyby se z něj udělala vrstva tlustá 7 metrů, pokryl by celou Českou republiku.

Velké ledové kapsy jsou patrné od 85 stupně severní šířky, menší zásoby se nacházejí již na 65 stupni. Podobná situace je zřejmě i na jihu. Led leží především v hlubokých kráterech na místech, která vzhledem k takřka kolmému sklonu osy planety nikdy nepoznala, jaké to je nastavit tvář slunečnímu svitu.

Mluvíme-li však o ledu, nepředstavujme si jej jako povrch hokejového kluziště. Merkurovský led je tmavý, pravděpodobně obsahuje organické molekuly, které se na povrch planety dostaly při jejím blízkém setkání s některou z komet.

S velkou pravděpodobností se led i organický materiál dostal na Merkur prostřednictvím komet či asteroidů. Posléze vše ztmavlo, což byla reakce na silnou radiaci a zvětrávání povrchu. „Právě tmavá barva nás velmi překvapila a jediným vysvětlením, které odpovídá veškerým údajům je, že se jedná o organický materiál,“ uvedl vedoucí mise Messengeru Sean Solomon z Kolumbijské univerzity.

To ovšem neznamená, že by na Merkuru mohl být život, extrémní podmínky jaké na planetě panují, jsou pro něj nesnesitelné. A to i přesto, že nezanedbatelná část jinak velmi řídké atmosféry Merkuru je tvořena kyslíkem.

Ale v porovnání s pozemskými podmínkami je tato atmosféra v podstatě rovna vakuu. Pozorování sondy rovněž prokázalo, že povrch Merkuru byl vytvářen vulkanickou činností. Zatímco Mariner 10 zmapoval jen asi 45 % povrchu planety, s pomocí Messengeru se podařilo sestavit kompletní mapu tělesa.

Částečně se podařilo nahlédnout i pod povrch Merkuru. Ukázalo se například, že ze všech planet má největší hustotu. Ovšem většina jeho tajemství stále zůstává skryta. „Vnitřní struktura je odlišná od ostatních planet.

Složení povrchu je záhadou, protože jej tvoří typy hornin, s jakými nemáme zkušenost,“ řekl David Blewett působící v NASA. Na vyluštění těchto nejasností si budeme muset počkat do doby, než na Merkuru přistane nějaký rover, či dokonce lidská posádka.

Avšak žádná z vesmírných agentur podobný „výlet“ neplánuje ani ve střednědobém horizontu.

Rubriky:  Vesmír
Publikováno:
Další články autora
Právě v prodeji
Tip redakce
reklama

Související články

Kosmická pavučina: astronomové...

Nová pozorování získaná radioteleskopem ALMA astronomům umožnila odhalit...

České mozky vyvíjejí pro NASA přístroj...

Přidají Češi svou ruku k dílu při meziplanetárním osidlování?...

Rusko touží po vlastní vesmírné...

Rusko si již několik let pohrává s myšlenkou vybudovat vlastní...

Vědci narazili na neutronovou...

Mezinárodní vědecký tým v čele s členy skupiny MeerTRAP (More Transients...

PSYCHE: Sonda roztahuje svá křídla

V rámci přípravy na srpnový start byla sonda Psyche testována,...

Vesmírné zahradničení: Vědci z NASA...

Američtí vědci z Floridy slaví úspěch! V půdě odebrané z Měsíce totiž...

Cestování do vesmíru má stopku:...

Národní úřad pro letectví a vesmír byl s ohledem nevyhovující stav skafandrů...

Trable na Marsu: Tamnímu...

NASA hlásí jisté potíže s marsovským vrtulníkem Ingenuity. Kvůli...

Už se to blíží! SpaceX se chystá...

Je to sotva několik dnů, co prezidentka a hlavní provozní ředitelka...

Opavští fyzikové měří „obezitu“...

Opavští fyzikové se kromě černých a červích děr (viz PANORAMA 21.STOLETÍ 1/2022)...

Nenechte si ujít další zajímavé články

Bešamel poprvé připravili už starověcí Řekové

Bešamel poprvé připravili už...

Co si představíte, když se řekne řecká kuchyně? Olivový olej, bylinky a zeleninu –...
Právo první noci: Musela se nevěsta podvolit svému feudálovi?

Právo první noci: Musela se...

V románech a filmech se velice často objevuje právo první noci. Hodně...
Syfilis se ve středověku léčila zákazem hry v kostky

Syfilis se ve středověku léčila...

S projevy řady chorob si lékaři ve středověku příliš nevěděli rady, proto...
Švýcarská garda bránila Svatého otce do posledního muže

Švýcarská garda bránila Svatého...

Hornatá krajina Švýcarska nenabízí moc úrodné půdy k uživení rodiny, proto si...
Čokoládu lidé považovali za lék už na konci 16. století

Čokoládu lidé považovali za lék...

Hořká čokoláda s minimálně 70 % kakaa má kladný vliv na zdraví. Jde o novodobé...
Omyly u Nobelovy ceny: Mendělejev ji nedostal kvůli závisti

Omyly u Nobelovy ceny: Mendělejev...

Význam práce ruského chemika Dmitrije Ivanoviče Mendělejeva (1834–1907),...
Pan finančník: Morrisova banka rozhodne americký boj o nezávislost

Pan finančník: Morrisova banka...

Za to, že Spojené státy přetrhaly pouta s Británií, nemohla jen...
Opium: 20 milionů závislých mělo jen v Číně

Opium: 20 milionů závislých mělo...

Co víme o lidech žijících v dobách 8000 až 5000 před naším letopočtem?...
Výstava Národního muzea Nikdy se nevzdáme! je k vidění i v Londýně

Výstava Národního muzea Nikdy se...

Nedávno otevřená výstava v Národním muzeu s názvem Nikdy se nevzdáme! se...
Poznejte své IQ

Poznejte své IQ

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