Ano, slovo kontejner nemá v běžné řeči evokovat něco honosného, nebo budícího respekt. Ale tímto slovem se neoznačují pouze nádoby na odpad – jsou i transportní kontejnery, které umožňují přepravovat zboží na lodích, vlacích i nákladních automobilech a které jsou jedním z hlavních předpokladů světového obchodu. My se dnes zaměříme na speciální transportní kontejner, který vyniká nejen svými rozměry, ale i určením. Jmenuje se STTARS, což je zkratka anglického výrazu Space Telescope Transporter for Air, Road and Sea (volně přeloženo transportér vesmírného teleskopu přes vzduch, silnice i moře). Hádáte správně, řeč bude o kontejneru, který transportuje Webbův teleskop.
Start této toužebně očekávané infračervené observatoře je plánován na jaro roku 2019. Ale manipulovat s tímto teleskopem není nic snadného, takže bylo nutné navrhnout a vyvinout speciální transportní kontejner přesně na míru JWST. Právě STTARS se stará o přesuny jednotlivých důležitých dílů dalekohledu z jednoho místa na druhé.
Zdroj: https://www.nasa.gov/
V listopadu loňského roku prošel Webbův teleskop významným milníkem – ve vakuové kryokomoře na Johnsonově středisku v Houstonu skončily tři měsíce dlouhé zkoušky optické soustavy teleskopu spojené s přístrojovou sekcí. Již brzy by tak měla tato jedna polovina teleskopu vyrazit po silnici a vzduchem vstříc dalšímu milníku. Optická sestava s přístroji označovaná zkratkou OTIS se vydá do Kalifornie, kde v Redondo Beach sídlí firma Northrop Grumman. Tady se připravuje druhá polovina teleskopu – základní blok a sluneční štít. Právě v této hale dojde ke spojení obou základních částí Webbova dalekohledu a k dokončení jeho stavby.
Termín samotného přesunu zatím neznáme, ale už je jasné, že z Johnsonova střediska se JWST vydá po silnici na nedaleké letiště, kde již bude čekat armádní transportní letoun C-5 Galaxy. Ten po naložení vzácného nákladu nabere kurs na Los Angeles. Ale nepředbíhejme a vraťme se zpět v čase. Ještě než celá sledovaná kolona vyrazí na letiště, musí být OTIS Webbova teleskopu důkladně složen a uložen do útrob kolosálního kontejneru STTARS. Přídavné jméno rozhodně nepřehání – jeho šířka je 4,6 metru, výška 5,2 metru a délka 33,5 metru! Není se co divit, že STTARS váží 75 tun! Webbův teleskop je sice velký, ale proti kontejneru je to drobeček – celý teleskop má vážit „jen“ 6 350 kilogramů.
Zdroj: https://www.nasa.gov
I přesto, že se transportní kontejner vyznačuje opravdu výraznými rozměry, stále se do něj nemůže vejít primární zrcadlo v rozloženém stavu, kdy má průměr šest a půl metru. Je tedy potřeba, aby Webbův teleskop sklopil boční segmenty svého primárního zrcadla a musí sklopit i výklopnou konstrukci, která drží zrcadlo sekundární. Jinými slovy bude optická sestava složená do stejné konfigurace, jakou bude mít při startu, aby se teleskop vešel pod aerodynamický kryt rakety.
Příprava každé kosmické mise leží na osudech stovek, často i tisíců lidí – každý z nich má svůj nezastupitelný úkol – Charlie Diaz je manažer z Goddardova střediska. Stojí v čele týmu, který zajišťuje logistiku Webbova teleskopu a má na starost plánování všech přesunů, které budou zakončeny cestou na kosmodrom v Kourou. Jejich úkolem je analyzovat každou křižovatku, každý most na plánované trase, aby měli jistotu, že se přes ně STTARS i s cenným nákladem bez problémů dostanou.
Zdroj: https://www.nasa.gov
K tomu jim pomáhají satelitní snímky, na základě kterých vytváří plán cesty: „Pak skutečně ve spolupráci s policií a transportními vozidly trasu projíždíme a prozkoumáváme.“ Zmapovat jednu trasu tak zabere minimálně týden sběru dat. Na konci průzkumné fáze vytvoří Diazův tým seznam doporučení, jak by se dala trasa vylepšit ještě předtím, než dorazí STTARS. Doporučení mohou obsahovat třeba tipy na opravu děr v asfaltu,, nebo ořezání přesahujících větví. Kromě toho se připravují i záložní trasy, které se použijí v případě nečekaných událostí. Součástí je i vytipování bezpečných lokalit, kde je možné při transportu zastavit a provést potřebné úpravy na kontejneru, aby sestavě nehrozilo žádné nebezpečí.
Přesuny nadměrného nákladu po silnicích s sebou přináší celou řadu omezení, která komplikují přípravu cesty. Obří kontejner vyžaduje velké poloměry otáčení – i dlouhé nákladní automobily s návěsem o délce 15 metrů si musí na křižovatkách vhodně najíždět a teď si vezměte, že STTARS je dvojnásobně dlouhý! Jeho vysoká hmotnost zase komplikuje přejezdy přes mosty, nadjezdy či obyčejné propustky, protože ne každý by takovou zátěž unesl. Aby toho nebylo málo, přejezdy jsou limitovány i časově – musí se stihnout mezi půlnocí a šestou hodinou ráno. Pokud by byla cesta delší než šest hodin, musí být náklad i s obslužným personálem odstavený na některé z předem vytipovaných bezpečných lokalit.
Zdroj: https://svs.gsfc.nasa.gov/
Samotný přesun na letiště zajistí silný tahač, kterému bude hladký průjezd zajišťovat policejní doprovod. Jízda to bude pomalá – bezpečnost je na prvním místě, takže se bavíme o průměrné rychlosti 8 km/h, což je jen trochu rychlejší chůze. O bezpečný průjezd nadměrného nákladu se nebude starat jen zmíněná policie, ale i doprovodná vozidla, která včas demontují semafory. Součástí kolony je i cisterna, která může dotankovat nádrže kontejneru, aby jeho generátory mohly stále fungovat a aby nedošla energie jeho sledovacím a hydraulickým systémům.
Právě hydraulické systémy v přední a zadní části kontejneru slouží inženýrům ke změnám výšky celé sestavy – operační rozsah je od 4,9 do 6,1 metru. Díky tomu je možné se vyhnout některým překážkám, které se třeba nedají odstranit. bezpečnější je ale například demontovat semafory, aby nedošlo k jejich poškození.
Zdroj: https://www.nasa.gov
Na letišti bude STTARS přeložený do útrob armádního letounu C-5 Charlie. Kontejner se sem vejde – tohle letadlo bylo navrženo pro převozy tanků. I přesto však bude mít STTARS v jednom místě rezervu sotva dva centimetry. Bude to těsné, ale Diazův tým pečlivě propočítal potřebnou rezervu. Každý pohyb, který sestava vykoná bude předem důkladně zvážený. Jestli byl pohyb po silnici pomalý, pak zde půjde bez přehánění o šnečí tempo. Právě kvůli těsné rezervě bude kontejner do útrob letounu vtahován rychlostí jen asi dva centimetry za minutu!
„Budeme postupovat velmi opatrně díky elektrickému navijáku. Asi si dokážete představit, že asfalt není všude ideálně rovný, takže budeme muset neustále provádět korekce pozice STTARS,“ vysvětluje Diaz. V rámci samotného letu jsou pro Webbův teleskop nejhorší dvě fáze – start a přistání, hlavně kvůli otřesům a přetížení, které v té chvíli přichází. Ostatně každý, kdo někdy letěl letadlem, tak ví, jak se cítí, když pilot začne přidávat plyn, aby se odlepil od země a jaké jsou pak pocity při dosednutí na ranvej. STTARS je kvůli tomu vybaven izolačním systémem, který tyto síly minimalizuje, ale potenciální vlivy jsou ještě sníženy tím, že pilot letounu řídí stroj s maximální citlivostí. Jak sám Diaz poznamenal – pilot letectva, který přepravoval STTARS v letounu C-5 z Marylandu do Texasu přistál tak měkce, že lidé na palubě ani nepoznali, že už jsou na zemi.
Zdroj: https://www.nasa.gov
Nedá se ani spočítat, kolikrát se už v Los Angeles rozvinul červený koberec, po kterém se následně prošla některá z hvězd Hollywoodu. Nebudeme zde rozvíjet filosofické rozpravy o tom, zda se jim Webbův teleskop vyrovná, či je překoná, ale jisté je, že po přistání na zdejším letišti jej červený koberec zřejmě nečeká. Po přistání bude kontejner opatrně vyložený a bude na něj čekat opět cesta po silnici. Z letiště zamíří do čtvrti Redondo Beach, kde sídlí společnost Northrop Grumman. Stejně jako poutají značnou pozornost limuzíny slavných herců, bude i STTARS při cestách ulicemi Los Angeles poutat zaslouženou pozornost.
Zdroj: https://upload.wikimedia.org/
Poté, co se v čisté místnosti STTARS zaparkuje, jeřáb zvedne jeho víko a následně vyjme OTIS z jeho lůžka. Po inspekci, která ověří, zda na citlivé optice nezanechala cesta žádné stopy přijde na řadu spojení optické sekce s druhou polovinou teleskopu. Není potřeba zdůrazňovat, že následovat bude další kolečko zkoušek, testů a kontrol. Než kompletně dokončený Webbův teleskop opustí montážní halu firmy Northrop Grummen, projde STTARS vylepšením, aby mohl pojmout větší díl. Vždyť sluneční štít má v rozloženém stavu rozměry srovnatelné s tenisovým kurtem! Při transportu však bude opatrně složený kolem samotného teleskopu. I tak bude muset STTARS dostat větší víko, které odpovídá větším rozměrům teleskopu. S novým víkem přijde i nové jméno – Super Space Telescope Transporter for Air, Road and Sea,tedy příznačné Super STTARS.
Zdroje informací:
https://www.nasa.gov/
Zdroje obrázků:
https://www.nasa.gov/sites/default/files/thumbnails/image/sttars_at_johnson.jpg
https://www.nasa.gov/…/thumbnails/image/webb_otis_lifted_and_placed_inside_of_sttars.gif
https://www.nasa.gov/…/thumbnails/image/sttars_traveling_down_highway_with_police_escort.gif
https://www.nasa.gov/sites/default/files/thumbnails/image/sttars_moving_beneath_traffic_light.gif
https://svs.gsfc.nasa.gov/vis/a010000/a012700/a012785/14711721627_d89cd244bd_k_16x9.jpg
https://www.nasa.gov/sites/default/files/thumbnails/image/belly_of_c5.jpg
https://www.nasa.gov/…/thumbnails/image/c-5_cargo_bay_door_opening_sttars_unloaded.gif
https://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/d/d9/James_Webb_telescope_sunshield.jpg
Díky za detailní popis strastiplné cesty teleskopu. Skoro si říkám, zda se to všechno vyplatí, když nakonec bude tento teleskop násobně dražší a s horšími parametry než ELT v Chile, který bude možné modernizovat.
Já měl za to, že Webb se staví kvůli tomu, že v infračerveném spektru se ze země pozorovat nedá, jelikož v tom překáží spousta neprakticky teplého vzduchu.
Teplota média je jedna věc, propustnost na daných vlnových délkách další. I kdyby byl studený, stejně nebude spoustu zajímavých pásem propouštět.
Nic na zemi nema take parametre ako bude mat JSWT a nie je velmi objektivne ho porovnavat s cimkolvek na zemi kedze tu pod atmosferou sa nedaju pozorovat vlnove dlzky na ktore je jwst vyrobeny.
JWST bude primarne sledovat velmi vzdialene objekty vesmiru. Bude pozorovat objekty ktore vznikli kratko po velkom tresku. Svetlo takychto telies podlieha gravitacnemu cervenemu posunu – nieco ako doplerov jav, ale sposobeny rozpinanim vesmiru. Objekty, ktore v rannych stadiach vesmiru vysielali elektromagneticky signal vo viditelnom spektre dnes v tomto pasme nevidime. vlnove dlzky boli natiahnute aj 12x, takze je mozne ich vidiet uz len v infracervenom pasme. a ako spominal @Dalicek, atmosfera zeme znacne komplikuje pozorovanie v infra.
Ja sa osobne tesim na start JWST viac ako na Falcon heavy. FH bude sice pekna show, ale jwst ma potencial urobit prelomove objavy.
Velmi zajímavý bude jistě i program na sledování ledových měsíců ve sluneční soustavě.
JWST bude mít určitě některé parametry horší než ELT, ale jiné zase lepší.
– hlavní zrcadlo ELT ani většinu optické cesty nikdy nebude možné vychladit na tak nízké teploty, jakých bude dosahovat optika JWST. Z toho plyne mnohem větší šum v infračervené oblasti.
– atmosféra pro ELT některá pásma nepropustí vůbec, a i u těch, co propustí, díky ní vzroste šum.
– větší množství šumu, ať již z kteréhokoliv důvodu výše, znemožňuje sledovat slabé objekty, a to ani při dlouhých expozicích, protože se jednoduše v tom šumu ztratí.
– ELT je na azimutální montáži a hlavně je na rotující Zemi. Tyto dvě věci vždy komplikují pořizování dlouhých expozic. Natáčením dalekohledu (na azimutální montáži) za objektem se mění geometrie cesty paprsků uvnitř přístoje, což vnáší další nepřesnosti do měření. Pohyb objektu po obloze způsobuje, že množství vzduchu, kterým musí paprsek projít do dalekohledu se mění s časem, což vnáší další nepřesnosti do měření, a to i při jinak naprosto perfektních atmosférickách podmínkách. Naproti tomu JWST bude moci zírat beze změn jakýchkoliv podmínek na objekt po řádově delší dobu.
Všechny tyto efekty nejsou tak význámné pro dostatečně jasné objekty – pro ně dokonce i dnešní generace pozemských dalekohledů občas dosahuje kvalit třeba HST, takže to občas vypadá, že i HST už je dnes zbytečný. Jenže taková pozorování se zkrátka na Zemi podaří jen při výjimečných podmínkách, zatímco HST ve vesmíru je má stále.
Pro hodně slabé objekty, které jsou na hraně schopností daného přístroje, jsou ovšem výše zmíněné efekty naprosto zásadní, a právě v tom je obrovská přednost JWST. Ostatně taky proto dalekohledy do vesmíru vypouštíme – ne proto, abychom s nimi „taky pozorovali to, co dokážeme ze Země“, ale především to, co ze Země nedokážeme.
Nic ve zlém, ale ani násobně větší velikost a ani žádná modernizace nedokáže odstranit ten zbytek* atmosféry který bude vždy rušit pozemské aparáty.
A musíme brát v úvahu nejen „průhlednost“ samotného vzduchu (pro různé vlnové délky !!!), ale ještě:
– rozptyl světla od slunce, měsíce a čím dál rušivějších umělých zdrojů (větší města dokáží rušit na stovky kilometrů)
– rušivé odrazy od umělého „smetí“ na oběžné dráze
– výše uvedené spolu s pohybem Země kolem osy, počasím atd. také brání provádět souvislé expozice delší než desítky minut (i když je dnes samozřejmostí digitální skládání kratších expozic, pro vzdálené objekty se hodí co nejdelší expozice)
* například ELT bude ve výšce 3000 metrů n.m., tam je tlak vzduchu pořád jen asi o 30% nižší než na hladině moře
Jen bych dodal k té nadmořské výšce – hodně záleží i na vlhkosti vzduchu, proto poušť Atacama. Vodní pára je pro infra docela prevít. Ale shodneme se na tom, že atmosféra to pozorování bude kazit, ať už s tím budeme dělat cokoli (vhodné umístění, adaptivní optika, rozměry primárního zrcadla). A pokud chceme pozorovat opravdu slabé zdroje IR, tak musíme nad atmosféru z důvodů, které výše popsal pan Scheirich.
Je zajímavé,že na kosmodrom do Kourou bude cestovat lodí přes panamský průplav,když je možné ho naložit do letadla.
Nebo už se po spojení se slunečním štítem do letadla nevejde?
Osobně se domnívám, že právě to je problém – po zkompletování teleskopu bude mít kontejner vyšší víko a už teď to má hodně těsné.
A ono ještě můžou stačit drobné hrátky se stropem a vrškem nákladu (není to čistě jen o výšce stropu a nákladu), všimni si, při vytahování dojede kousek za hranu, pak sníží valník přední kola, náklad vepředu se sníží k rampě, ale co udělá zadek? Když předek jde dolů, nahoře opíše oblouk a zvedne se. Nebo když sjíždíš z šikmé rampy, dostaneš se do okamžiku, že uprostřed ten náklad vlastně zvyšuje výšku, dokud zadní kola nedosednou na rovnou zem. Přirovní mě napadá, když kamion sjíždí pod most, pod most, co by ním výškově měl podjet a zasekne se při vjíždění nebo vyjíždění. Proto I pod těmi podjezdy jsou výškové hodnoty o něco nižší než strop.
Bude se po zkompletování znovu zkoušet rozkládání optiky a tepelného štítu naráz? Chtěl bych fotky kompletně rozložené sestavy, ideálně s lidmi hned vedle…
Nějaké zkoušky se určitě chystají a mám dojem (nejsem si jistý), že je tam i kompletní rozložení.
Jo, pamatoval jsme si to dobře. V tomhle článku sám píšu: „Právě zde také dojde ke spojení posledních dvou hlavních dílů celého teleskopu. Kdo by si ale myslel, že tím skončí testování, ten by byl na omylu. Začne fáze označovaná jako „observatory-level testing“. Půjde o simulaci prostředí během startu, ale i o test rozkládání celé konstrukce, což bude extrémně zajímavá zkouška.“
Super, tak to se těším. Díky.
Podle Scotta Willoughbyho, což je vice president a program manager pro JWST u Northrop Grummanů, bylo nejhorší složit sluneční clonu zpět. Zatímco rozložení trvalo nekolik týdnů, zpátky sluneční clonu skládali 2 měsíce. To je také jednou z příčin posledního časového skluzu o několik měsíců (z října letošního roku na březen až červen 2019).
Zajímalo by mě, jestli bude věnována také zvláštní pozornost spolehlivosti Ariane 5, která ho vynese. Nebo zda půjde o běžný start.
Určitě bude pozornost větší.