Jeden je od naší domovské planety vzdálený zhruba 630 milionů kilometrů, ten druhý dvakrát tolik… Přesto představují světy, které by se dali kolonizovat. NASA hodlá prozkoumat potenciál dvou vzdálených měsíců dvou plynných obrů: Europy a Titanu..

Prvním kandidátem v dlouhé „výzkumné šňůře“ se stane druhý nejbližší Jupiterův měsíc, Europa. Právě pod jeho ledovou krustou se totiž vědcům podařilo objevit 170 kilometrů hluboký oceán, což samo o sobě vybízí k pátrání po potenciálním zdroji života.

„Tohle je velké. Trvalo dekády, než bylo dosaženo tohoto bodu. Laboratoř proudového pohonu NASA nyní začne vyrábět vesmírné plavidlo, které prozkoumá Europu,“ uvedl v roce 2019 odborník na vesmírné programy Casey Dreier.

Chladivý obr

První reálné obrysy však začala sonda Europa Clipper získávat až v loňském roce. O konstrukční průtahy se postarala především průměrná teplota, která na Europě činí zhruba -140 °C. V případě rovníkových oblastí jde o teploty ještě nižší, což je pro jakoukoli elektroniku likvidační.

Odborníci proto byli nuceni prozkoumat materiály pocházející od sond Voyager, Galileo a Cassini dopravené z okolního nehostinného prostředí.

Z podrobného návratu do historie nakonec vzešel návrh na technologicky nejvyspělejší zařízení, jehož dominantním prvkem bude tři metry vysoký hlavní modul – zároveň sloužící jako pohonná jednotka. Zhotovení si po schválení návrhu vzali na starosti inženýři v Johns Hopkins Applied Physics Laboratory v Marylandu v USA.

Spletitá techno síť

Odbornému týmu se v průběhu roku 2022 zrodilo pod rukama obří tělo tvořené propojeným hliníkovým válcem, elektronikou, rádiem, pohonným systémem a také tepelnou smyčkou. Do jeho nitra experti umístili dvě nádrže – jednu na palivo, druhou coby okysličovadlo.

Dále se v těle nachází potrubí, jehož úkolem bude přenášet obsah z nádrží do 24 motorů. Tím vznikne chemická reakce, která následně uvede sondu do pohybu.

Podle zástupce projektového manažera, Timothyho Larsona, jsou motory víceúčelové a mohou posloužit jak pro velké manévry, tak pro menší lety kolem měsíce. Europa Clipper však vynese také solární panely, díky kterým bude svou velikostí připomínat basketbalové hřiště.

Spolupráce s panem Muskem

Finální kompletace proběhne v Laboratoři proudového pohonu NASA (JPL). Každou z jednotlivých částí sondy zdejší odborníci důkladně prohlédnou, vyzkouší a teprve poté nainstalují či zkompletují. Pro co největší bezpečnost si před startem Clipper kromě vibračních a hlukových zkoušek střihne také zátěžový test ve vakuové komoře, kde budou nasimulovány podmínky velice podobné těm, jaké následně zažije ve vesmíru.

O vynesení sondy do vesmíru se postará raketa Falcon Heavy společnosti SpaceX. Podle odhadů vyjde tento transport na 178 milionů dolarů. Pokud vše půjde podle plánu, měla by Europa Clipper na oběžnou dráhu Jupiteru dorazit v dubnu roku 2030.

Výzkumná padesátka

Po příletu k Europě provede skoro 50 průletů ve větší vzdálenosti, během kterých bude postupně sbírat data o atmosféře, povrchu i jádře. Ne příliš „těsný kontakt“ byl zvolen záměrně, jelikož radiace Jupiteru je natolik silná, že jakýkoli přístroj pohybující se na oběžné dráze by zvládl tento nápor vydržet maximálně dva měsíce než by byl definitivně vyřazen z provozu.

Clipper by měl zároveň potvrdit či vyvrátit tezi vědců, že Jupiterův měsíc ukrývá vnitřní oceán obsahující 2krát více vody, než všechny oceány na Zemi.

„Život nejspíš existuje pod povrchem ledového příkrovu, protože Europu obepíná 15,20 kilometrů tlustá vrstva ledu a pod ní se skrývá oceán. To je to nejzajímavější místo ve sluneční soustavě, kde bychom život mohli hledat.

Podobně vznikl organický život v moři i na Zemi,“ popsal Michal Bursa z Oddělení galaxií a planetárních systémů Astronomického ústavu AV ČR.

Dále by získaná data mohla v budoucnosti expertům pomoci porozumět nejen Europiným oceánům, ale i její ledové krustě nebo vodním výtryskům.

Zpět na místo činu…

O tři roky později, tedy v roce 2027, by měla vstříc poznání vyrazit také mise Dragonfly. Její cíl? Saturnův měsíc Titan. Ten zároveň patří k nejvzdálenějšímu vesmírnému tělesu, na kterém kdy přistálo člověkem zhotovené zařízení.

Stalo se tak v roce 2005, přičemž průkopníkem byla sonda Huygens. Nyní se NASA chystá do vzdálených „končin“ znovu, tentokrát však plánuje být detailnější.

450kilový „drobek“

„Titan představuje vědeckou utopii. Na každou otázku, na kterou jsme našli během jeho průzkumu z oběžné dráhy Saturnu odpověď, jsme získali deset otázek nových,“ prohlásil spoluautor studie Alex Hayes.

Namísto složitého „kolosu“, jaký se vypraví směrem k Europě, k Titanu vycestuje robotický dron o váze necelých 450 kilogramů, jelikož nízká gravitace a hustá atmosféra činí z Titanu místo přímo ideální pro letecký průzkum.

Vybaven bude čtyřmi symetricky rozmístěnými dvojitými souosými rotory, v jeho epicentru se budou navíc otáčet dvě protiběžné vrtule.

Sbírka materiálů

Samotný průzkum bude kombinovaný. Bude totiž přerušován několika mezipřistáními, kdy dojde k analýze organických chemických sloučenin a dalších materiálů nacházejících se na povrchu. O tvorbu hrubého náčrtu „říční sítě“ sloužícího k navigaci se postaral tým z Cornellovy univerzity.

Ten mimo jiné pracoval na nejnovějších výpravách na Rudou planetu, ať už šlo o Mars Science Laboratory, Mars 2020 nebo Mars Exploration Rovers. Právě zde vědci získali potřebné znalosti a dovednosti k ovládání dálkově řízených sond, které na počátku 30. let 21. století hodlají bezezbytku využít.

Z místa na místo…

Sonda Dragonfly stráví na Titanu celý jeden místní den, což pro srovnání odpovídá 16 dnům pozemským. Svůj výzkum odstartuje v místě přistání, kde provede sérii experimentů a pozorování. Jakmile bude mít hotovo, odletí na nové místo – nejlépe takové, které se od první destinace bude co nejvíce lišit.

Vedoucí tým, jenž bude misi na dálku řídit, bude o postupu výzkumu rozhodovat „za chodu“. A to podle počtu úspěšných odběrů z předchozí lokality, stejně jako je tomu na Marsu.

Kdo zde přebývá?

Cílem monitorovaného poletování dronu Dragonfly je nalézt odpověď na otázku, jaké formy života by mohly na Titanu být, a to ať už na jeho povrchu nebo v nitru kapalných metanových jezer. Největší měsíc Saturnu je totiž přímo ideálním molekulárním mixem pro život.

Nejenže má dostatek vnitřní tepelné energie, opomenout nelze ani dostatek vody v kapalném skupenství, jejímž zdrojem jsou sopky nebo impaktní krátery. Podle odborníků by to mohl být právě on, kdo lidstvu představí novou formu života ve vesmíru.

Zdejší povětrnostní systém se totiž nápadně podobá tomu, jaký známe na Zemi. Namísto vody však z bouřkových mraků prší metan a etan. „Srážky probíhají všude. Rovníkové oblasti jsou ale sušší než póly,“ popsala expertka na planetární geologii Anezina Solomonidou (*1983).