Pro mnoho z nás je ta událost ještě v živé paměti, skoro jako kdyby se stala včera – 8. září 2016 startovala z Floridy raketa Atlas V s vědeckou sondou OSIRIS-REx. Jejím cílem je asteroid Bennu bohatý na uhlík. Přímý let k tomuto cíli by byl ale komplikovaný a proto NASA naplánovala gravitační manévr u Země. A právě dnes – 22. září – přichází chvíle, kdy se k nám OSIRIS-REx na několik hodin vrátí. Pak nabere kurs ke svému cíli a k Zemi se vrátí až za několik let, kdy nám doveze pouzdro se vzorky povrchového materiálu.

OSIRIS-REx dnes proletí kolem Země v minimální vzdálenosti 17 000 kilometrů, což je jen zhruba 3 000 kilometrů pod drahou, kde krouží navigační družice a zároveň jde o +/- poloviční vzdálenost mezi povrchem naší planety a geostacionární drahou. K maximálnímu přiblížení by mělo dojít v 18:51 našeho času, ale i několik hodin předtím a poté bude možné sledovat sondu na obloze – jen bohužel ne z našich končin.

Oběžná dráha asteroidu Bennu je oproti té pozemské skloněna o šest stupňů – průlet sondy kolem naší planety má za úkol především změnit sklon její dráhy kolem Slunce tak, aby se dostala na stejnou úroveň sklonu a rychlosti, kterou má právě Bennu. „Průlet kolem Země je chytré řešení – sonda změní sklon oběžné dráhy s využitím pozemské gravitace a nebude muset používat vlastní palivo,“ vysvětluje Dante Lauretta, hlavní výzkumník celé mise z University of Arizona ve městě Tucson.

Od startu až do současnosti sonda provedla hned několik korekčních zážehů. Ten největší přišel 28. prosince 2016 a jeho úkolem bylo upravit rychlost a směr sondy tak, aby směřovala vstříc průletu kolem Země. Kromě něj provedl OSIRIS-REx tři menší korekce – 7. října 2016, 18. ledna 2017 a 23. srpna 2017. Úkolem těchto zážehů byly drobné korekce trajektorie sondy a příprava na její průlet kolem Země.

Tým zajišťující navigaci se skládá ze zaměstnanců Goddardova střediska z Marylandu a společnosti KinetX Aerospace. Právě zaměstnanci této firmy plánují všechny manévry a dohlíží na jejich správný průběh ve spolupráci s lidmi z firmy Lockheed Martin. Aby byl průlet kolem Země naplánován opravdu přesně, musí navigační tým pečlivě propočítat, jak dlouhý zážeh je potřeba a jakým směrem má sonda mířit – jinými slovy jaké množství energie je potřebné ke změně kurzu a rychlosti. Tyto výpočty pak využije řídící tým, který z nich udělá pokyny, kterým sonda rozumí. Data se pak odešlou na sondu a ta je v přesně naplánovaný čas vykoná – zapálí své raketové motory.

OSIRIS-REx má momentálně na svém kontě zhruba 965 milionů kilometrů a kolem Země se prožene rychlostí zhruba 30 600 km/h (8 493 m/s) a nejlepší výhled na ni budou mít obyvatelé Austrálie. K maximálnímu přiblížení dojde nad neobydlenou oblastí mezi Antarktidou a chilským mysem Horn. „Po dobu zhruba hodiny nebude NASA moci se sondou komunikovat – bude to v době přeletu nad Antarktidou,“ popisuje Mike Moreau, který má na Goddardově středisku na starosti letovou dynamiku a dodává: „Sonda OSIRIS-REx používá ke komunikaci se Zemí síť Deep Space Network, ale během průletu bude vzhledem k jižnímu obzoru moc nízko na to, aby mohla její signál přijímat anténa v australské Canbeře nebo kalifornském Goldstone.“

https://www.facebook.com/OSIRISREx/videos/1343363352443151/

Obnovení kontaktu se sondou se očekává v 19:40 našeho času, tedy zhruba 50 minut po maximálním přiblížení. Průlet kolem Země však neposlouží jen k využití gravitace naší planety, ale i ke kalibraci palubních přístrojů. Zhruba čtyři hodiny po maximálním přiblížení, tedy ve 22:52 našeho času začne sonda snímkovat Zemi a Měsíc – nasbírané údaje se následně porovnají s těmi, které již máme k dispozici. Díky tomu bude možné zkalibrovat vědecké přístroje, které pak budou u zatím neznámého asteroidu Bennu poskytovat přesná měření.

Ale ještě k samotnému gravitačnímu manévru – během něj sonda proletí prostorem, ve kterém se nachází některé družice sledující Zemi. NASA tedy přijala opatření, která zajistí bezpečný průlet sondy touto lokalitou. Tým starající se o letovou dynamiku měl v rukávu ještě připravené drobné korekční zážehy, které by se vykonaly den před maximálním přiblížením a které by eliminovaly riziko případné srážky OSIRIS-REx s nějakou družicí.

„Během několika týdnů po průletu prozkoumáme, zda naše dráha odpovídá tomu, co jsme čekali a zda skutečně míří k asteroidu Bennu,“ líčí Dan Wibben z firmy KinetX Aerospace, který navrhuje manévry a je zodpovědný i za analýzu trajektorie, přičemž dodává: „Pokud bude potřeba lehce upravit dráhu, máme možnost provést korekční zážeh.“

Na konci června 2018 sonda vykoná další velký manévr, který bude vstupní branou k blízkému přiblížení k asteroidu Bennu. V říjnu příštího roku přijde série zážehů, které budou mít za úkol srovnat rychlost sondy s cílovým asteroidem. Na konci roku 2018 začne dlouho očekávaná průzkumná fáze. „Malá velikost asteroidu a jeho malá gravitace dělají z mise OSIRIS-REx zatím nejsložitější projekt, na kterém jsem kdy pracoval,“ svěřuje se Peter Antreasian, vedoucí navigačního týmu ze společnosti KinetX Aerospace a dodává: „Průměr Bennu je zhruba 500 metrů – půjde tedy o nejmenší těleso, kolem kterého kdy NASA nechala kroužit sondu.“

Zatímco odborníci budou mít během průletu plné ruce práce a také napnuté nervy, zda se vše podaří, pro veřejnost je připraveno hned několik popularizačních akcí. Jednou z nejzajímavějších je iniciativa Zamávejte OSIRIS-REx (Wave to OSIRIS-REx). Ta se rozjela na sociálních sítích a její princip je jednoduchý – jednotlivci nebo skupiny z celého světa mají pořizovat své fotografie, jak mávají sondě OSIRIS-REx. Fotky pak stačí nasdílet na Twitter (@OSIRISREx) nebo Instagram (@OSIRIS_REx) s hashtagem #HelloOSIRISREx. Fotky můžete pořizovat už před průletem, nebo si počkat až na maximální přiblížení.

Průlet sondy však láká i pozorovatele noční oblohy – jak amatérské, tak i profesionální. Pozorovací kampaň začala už 10. září a skončí přibližně 23. září. Hranice však není ostrá a závisí na lokalitě pozorovatele a místních podmínkách. Své teleskopy už na pozorování ladí i členové občanského vědeckého programu OSIRIS-REx Target Asteroids!, kteří ve svém volném čase sledují blízkozemní asteroidy.

„Možnost zachytit snímky sondy OSIRIS-REx, jak se blíží k Zemi, poskytuje pozorovatelům ideální příležitost k vybroušení jejich schopností během tohoto unikátního průletu,“ popsal Dante Lauretta a dodal: „Sonda bude po průletu kolem Země snímkovat naši planetu a je dobře, že je tu aktivita snažící se o focení z opačné perspektivy.“ Půjde o poslední fotky této sondy před rokem 2023, kdy na zemi doručí návratové pouzdro se vzorky. Snímky budou moci fotografové prezentovat na webových stránkách mise, kde nechybí ani návod, jak sondu na obloze najít.

Na snímkování se připravuje i japonská kosmická agentura JAXA, jejíž členové jsou součástí vědeckého týmu této sondy. Snímkování samozřejmě nechtějí opomenout ani obyvatelé Austrálie. Kromě amatérských astronomů se chystá i síť Desert Fireball Network pod hlavičkou Curtin University v Perthu. Jejím úkolem je zaznamenávat fotky kosmického prachu, který zaniká v zemské atmosféře. Její zaměstnanci se chystají vydat na několik lokalit po celé Austrálii, aby mohli nafotit sondu z různých míst.

Na závěr ještě přidáme přehledný časový harmonogram nejdůležitějších momentů z dnešního průletu a následujících dnů, který připravil web planetary.com.

22. září

• 17:32 – Sonda protíná pomyslnou geostacionární dráhu ve výšce cca 36 000 km nad povrchem. Geostacionární dráha je zaplněna pouze nad rovníkem zatímco OSIRIS-REx proletí daleko na jih, takže srážka nehrozí.
• 18:45 – Ztráta kontaktu – sonda zapadne při pohledu z komunikační stanice Canberra za obzor a začne hodinová fáze bez komunikace.
• 18:51 – Maximální přiblížení – OSIRIS REx se přiblíží na vzdálenost 17 237 kilometrů při rychlosti 8,5 kilometru za sekundu. Místo maximálního přiblížení bude nad souřadnicemi 74.73°S, 88.06°W.
• 19:40 – Obnovení spojení – Sonda se při pohledu z kalifornské stanice Goldstone objeví nad obzorem a krátce poté dojde k navázání obousměrné komunikace.
• 20:11 – Sonda opět protne výšku, ve které leží geostacionární dráha – tentokrát opačným směrem. Stále však daleko na jih od geostacionárních družic.
• 20:52 – Zapnutí vědeckých přístrojů
• 22:52 – Zahájení prvního pozorovacího okna – Během pěti hodin se sonda vzdálí ze 100 000 do vzdálenosti 220 000 kilometrů. V tomto okně má kamera Poly Cam snímkovat Pacifik, konkrétně oblast severozápadně od Havaje. SamCam pořídí panchromatické fotky celé Země, MapCam pořídí barevné fotky Země a NavCam1 vytvoří mozaiku ze snímků Země a Měsíce.

23. září

• 3:52 – Konec prvního pozorovacího okna
• 4:51 – Maximální přiblížení k Měsíci – vzdálenost 265 457 kilometrů, což jsou zhruba 2/3 vzdálenosti Země od Měsíce.

25. září

• 2:00 – Začátek druhého pozorovacího okna – Země je vzdálená 1,2 milionu kilometrů, obě kamery NavCam pořídí fotky Země a Měsíce, SamCam, MapCam a PolyCam vytvoří mozaiku Měsíce, OVIRS a OTES také prozkoumají Zemi.
• 7:00 – Konec druhého pozorovacího okna

28. září

• 2:00 – Začátek třetího pozorovacího okna – Vzdálenost Země a sondy už činí 2,8 milionu kilometrů, MapCam a PolyCam vytvoří mozaiku Země, obě kamery Navcam vytvoří mozaiku Měsíce.
• 7:00 – Konec třetího pozorovacího okna

2. října

• 2:00 – Začátek čtvrtého pozorovacího okna – Sonda už je od Země vzdálená 5 milionů kilometrů, zkoušky se primárně zaměří na spektroskopická pozorování přístroji OTES a OVIRS. Kamery pořídí pouze kontextové fotky a také tzv. temné snímky, které se používají ke kalibraci.
• 7:00 – Konec čtvrtého pozorovacího okna

Zdroje informací:
https://www.nasa.gov/
https://www.nasa.gov/
http://www.asteroidmission.org/
http://www.planetary.org/

Zdroje obrázků:
https://www.nasa.gov/sites/default/files/thumbnails/image/osiris-rex_ega_beauty_shot.png
http://spaceflight101.com/…/uploads/sites/103/2016/08/27724140881_841cf3ff04_k.jpg
https://pbs.twimg.com/media/DKC5-84VwAAGqL-.jpg:large
https://scontent.fprg2-1.fna.fbcdn.net/…87e5e24284dd3db60cf14e5bf8dd19a9&oe=5A5DBE78
https://www.asteroidmission.org/…/2017/09/EGA-Wave-To-OSIRIS-REx-PropsPDF.pdf